Die DIN EN 197-1 trägt den Titel „Zement – Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement" und bildet die zentrale europäische Norm für die Herstellung und Qualitätssicherung von Zement. Sie legt fest, welche Stoffe als Hauptbestandteile, Nebenbestandteile und Zusätze gelten dürfen und welche Anforderungen an die Zusammensetzung der wichtigsten Zementarten gestellt werden.
Was sind Haupt-, Neben- und Zusatzbestandteile?
Die Norm unterscheidet drei Kategorien anorganischer Stoffe. Hauptbestandteile sind ausgewählte anorganische Stoffe, deren Massenanteil mehr als 5 % der Gesamtsumme aller Haupt- und Nebenbestandteile beträgt. Nebenbestandteile dagegen liegen bei maximal 5 % dieser Summe. Sie stammen häufig aus der Klinkerherstellung oder sind Hauptbestandteile, die nicht bereits als solche im Beton enthalten sind. Ihr Zweck ist die Verbesserung physikalischer Eigenschaften – etwa Verarbeitbarkeit oder Wasserrückhaltevermögen – durch Optimierung der Korngrößenverteilung.
Zusätze nach DIN EN 197-1 dienen der Verbesserung von Herstellung oder Eigenschaften des Zements. Sie dürfen insgesamt höchstens 1,0 % Massenanteil bezogen auf den Zement ausmachen; organische Zusätze im Trockenzustand sind auf 0,2 % begrenzt. Ein typisches Beispiel sind Sulfatträger, meist ein Gemisch aus Gips und natürlichem Anhydrit, die als Erstarrungsregler zugegeben werden.
Die fünf Hauptzementarten
Die DIN EN 197-1 unterteilt Normalzement entsprechend der verwendeten Hauptbestandteile in fünf Hauptzementarten:
- Portlandzement CEM I
- Portlandkompositzemente CEM II
- Hochofenzement CEM III
- Puzzolanzement CEM IV
- Kompositzement CEM V
Jede dieser Hauptzementarten gliedert sich je nach Zusammensetzung der Hauptbestandteile in weitere Zementarten. So unterteilen sich Portlandkompositzemente CEM II beispielsweise in Portlandhüttenzement CEM II/-S, Portlandsilicastaubzement CEM II/-D, Portlandpuzzolanzement CEM II/-P und CEM II/-Q, Portlandflugaschezement CEM II/-V und CEM II/-W, Portlandschieferzement CEM II/-T, Portlandkalksteinzement CEM II/-L und CEM II/-LL sowie Portlandkompositzement CEM II/-M. Diese Differenzierung ermöglicht es Planern und Verarbeitern, Zemente mit gezielt unterschiedlichen Eigenschaften für verschiedene Anwendungsfälle auszuwählen.
Welche Hauptbestandteile kommen zum Einsatz?
Alle in der Norm aufgeführten Zementarten enthalten als Hauptbestandteil zwischen 5 und 100 Massenprozent Portlandzementklinker sowie zwischen 0 und 5 Massenprozent Nebenbestandteile. Die angegebenen Massenprozente beziehen sich stets auf die Summe aller Haupt- und Nebenbestandteile. Als Hauptbestandteile kommen neben Portlandzementklinker (K) unter anderem Hüttensand (S), Puzzolane (P, Q), Flugaschen (V, W), gebrannter Schiefer (T), Kalkstein (L, LL), Silikastaub (D) und Recyclingmehl (F) zum Einsatz. Die genaue Bandbreite der zulässigen Massenanteile für jeden Hauptbestandteil bestimmt die jeweilige Zementart.
Festigkeitsentwicklung und Kennbuchstaben
Über die Zusammensetzung hinaus unterscheidet die Norm Zemente nach ihrer Anfangsfestigkeit. Zemente mit niedriger Anfangsfestigkeit erhalten den Kennbuchstaben L (low), nur für Hochofenzemente nach DIN EN 197-1 vorgesehen. Zemente mit normaler, üblicher Anfangsfestigkeit tragen den Kennbuchstaben N (normal). Zemente mit hoher Anfangsfestigkeit erhalten den Kennbuchstaben R (rapid). Diese Angaben erleichtern die Auswahl des geeigneten Zements für unterschiedliche Bau- und Zeitpläne.
Sonderzemente mit besonderen Eigenschaften
Für Anwendungen mit besonderen Anforderungen regeln weitere Normen und Regelwerke die Zementeigenschaften. Zemente mit niedriger Hydratationswärme erhalten das Kürzel LH (low heat) gemäß DIN EN 197-1, Zemente mit sehr niedriger Hydratationswärme das Kürzel VLH (very low heat) gemäß DIN EN 14216. Letztere unterteilen sich in Hochofenzement VLH III, Puzzolanzement VLH IV und Kompositzement VLH V.
Zemente mit hohem Sulfatwiderstand tragen das Kürzel SR (sulfate resisting) nach DIN EN 197-1. Zemente mit niedrigem wirksamem Alkaligehalt entsprechen den Anforderungen der DIN EN 197-1 und zusätzlich der DIN 1164-10. Sie erhalten keine eigene Normbezeichnung, werden im Sprachgebrauch jedoch als NA-Zemente bezeichnet; die Normbezeichnungen ergänzt man üblicherweise mit dem Zusatz (na). Weitere Zemente mit besonderen Eigenschaften ohne eigene Normbezeichnung sind Fahrbahndeckenzement gemäß TL Beton-StB, Weißzement und hydrophobierte Zemente.
Klinkerfaktor und Dekarbonisierung
Im Sinne der Reduzierung von CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung werden Zemente mit geringem Anteil an Portlandzementklinker und gleicher Leistungsfähigkeit bevorzugt. Dieser Ansatz unterstützt die Dekarbonisierung von Zement und Beton. Die DIN EN 197-1 bietet dafür eine breite Palette an Möglichkeiten, durch den Einsatz alternativer Hauptbestandteile den Klinkerfaktor zu senken, ohne die Anforderungen an Festigkeit und Dauerhaftigkeit zu gefährden.
Die Norm erschien in deutscher und englischer Fassung und liegt als prEN 197-1:2018 vor. Sie umfasst 82 Seiten und ist über DIN Media verfügbar. Für Anwender, die mit der Auswahl von Zementen für spezifische Expositionsklassen oder technische Anforderungen befasst sind, bildet die DIN EN 197-1 die zentrale Grundlage.
