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Bindemittel in Baustoffen

Viele Baustoffe sind künstlich hergestellte Materialien, deren Bestandteile nur zusammenhalten, weil sie mithilfe eines Bindemittels verklebt sind. Manchmal gibt man die verkittende Substanz nur in kleinen Mengen als Zusatzstoff bei – etwa bei Mineralwolle oder Holzspanplatten. Oft macht das Bindemittel aber auch einen mengenmäßigen Hauptbestandteil des Baustoffs aus. So ist es zum Beispiel beim Zement im Beton. Grundsätzlich unterscheidet man mineralische und organische Bindemittel.

Beton am Boden: Das Bindemittel Zement enthält Kalk und Ton. Foto: Pixabay

Beton am Boden: Das Bindemittel Zement enthält Kalk und Ton. Foto: Pixabay

In Deutschland werden beim Hausbau traditionell viele mineralische Baustoffe eingesetzt. Man fertigt sie aus natürlichen Mineralien der Erde, sie bestehen also aus kristallinen Gesteinsbestandteilen. In früheren Zeiten hat man Gebäude tatsächlich noch aus ganzen, nur grob behauenen Natursteinen errichtet. Mittlerweile ist das die Ausnahme. Massivbau-Steine werden heute meist künstlich hergestellt. Ziegel-, Kalksandstein-, Porenbeton– oder Leichtbeton-Mauerwerk sind sämtlich von Menschenhand gemacht. Auch der moderne Massenbaustoff Beton ist so ein „Kunststein“.

Zugleich stimmt aber die Aussage, dass die genannten Wandbildner aus natürlichen Mineralien bestehen, nämlich aus den Bestandteilen von Gesteinen und Erden. Der Mensch baut diese Rohstoffe aus der Erdkruste ab, zerkleinert sie und fügt die Einzelteile anschließend wieder zu Baustoffen mit exakt definierten Maßen zusammen. Doch was hält solche Kunststeine eigentlich zusammen? Die Antwort: Bindemittel in Baustoffen.



    • Kalk und Ton

      Die oben genannten Mauerwerksteine haben alle gemeinsam, dass ihre Hauptbestandteile Erdkristalle sind, die sich als mineralische Bindemittel nutzen lassen. Sowohl Kalksandstein als auch Porenbeton bestehen aus gebranntem Kalk und Sand. Vermischt mit Wasser ergibt das einen Mörtel, der nach Aushärtung steinhart wird. Entscheidend ist dabei die Bindemittelfunktion des gebrannten Kalks.

      Ziegelsteine bestehen dagegen größtenteils aus gebranntem Ton. Der eignet sich ebenfalls als mineralisches Bindemittel. Tonminerale spielen eine entscheidende Rolle als Bindemittel in sämtlichen Lehmbaustoffen. Daneben wirken sie aber auch im Beton. Wie das? Ganz einfach: Der Portlandzement, der als künstlich hergestelltes Bindemittel für den Zusammenhalt der Gesteinszuschläge im Beton sorgt, wird vor allem aus Kalk und eben Ton hergestellt.

      Geradezu omnipräsent in modernen Baustoffen ist gebrannter Kalk. Man findet ihn nicht nur in Mauerwerksteinen, sondern auch als Bindemittel in mineralischem Putz und Mörtelprodukten – vom Mauermörtel über Estriche bis hin zu vielen Fliesenklebern. Als Bestandteil von Zement steckt Kalk auch in allen Betonbaustoffen. Auch in Putz- und Mörtelprodukten wird übrigens oft kein reiner Kalk verwendet. Vielfach mischt man noch Zement bei. Vorteil: Zement ist ein hydraulisches Bindemittel, das auch unter Wasser erhärtet und nicht wasserlöslich ist. Reiner Kalk dagegen ist wasserlöslich. Durch Beimischung hydraulischer Bindemittel lässt sich aber leicht hydraulischer Kalk herstellen.

      Gips und Magnesit

      Trotzdem bestehen längst nicht alle mineralischen Bindemittel aus hydraulischem Kalk beziehungsweise Zement. Es kommen durchaus auch wasserlösliche Materialien zum Einsatz, wenn auch nur in eingeschränkten Bereichen. So stellt man zum Beispiel aus natürlichem Gipsgestein Bindemittel für Innenputzmörtel und Gipsplatten her. Aus Anhydrit-Gestein (Gips ohne Kristallwasser) werden dagegen Bindemittel für moderne Fließestriche gefertigt. Diese so genannten Calciumsulfat-Estriche sind nicht wasserbeständig. Magnesit-Gestein wiederum ist wichtigster Rohstoff in Magnesiabinder, der für den Zusammenhalt in Holzwolle-Platten sorgt.

      Organische Bindemittel

      Spanplatte: Als Bindemittel kommen oft Formaldehydharze zum Einsatz. Foto: Pixabay

      Spanplatte: Als Bindemittel kommen oft Formaldehydharze zum Einsatz. Foto: Pixabay

      Natürlich gibt es auch Häuser, die aus nicht-mineralischen Baustoffen bestehen – etwa Holzhäuser. Holz ist ein organisches Material. Wie alles „Lebendige“ besteht es aus Kohlenstoffverbindungen. Diese Eigenschaft teilt es (paradoxerweise) mit den Kunststoffen. Diese ganz und gar nicht lebendigen, vom Menschen künstlich hergestellten Substanzen werden nämlich ebenfalls aus Kohlenstoffverbindungen aufgebaut und daher konsequenterweise als ein Themengebiet der Organischen Chemie behandelt.

      Kunststoffe kommen im Baubereich vielfältig zum Einsatz – etwa in Form von Fensterrahmen, Dach- und Dichtungsbahnen oder Hartschaum-Dämmstoffen. Mehr dazu erfahrt ihr im Beitrag „Kunststoffe im Bauwesen“. An dieser Stelle interessiert uns aber etwas Anderes: nämlich die Bindemittel, die nicht aus organischen Stoffen aufgebaut sind. Auch diese kommen im Bauwesen vielfältig zum Einsatz – vor allem in Form so genannter Kunstharze. Teilweise werden aber auch Naturharze verwendet.

      Daneben zählt auch das Erdöl-Nebenprodukt Bitumen zu den organischen Bindemitteln. Die klebrige, abdichtende Masse wird im Bauwesen vor allem zur Herstellung von Asphalt im Straßenbau und für Dachabdichtungen im Flachdachbereich eingesetzt.

      Beispiel Kunstharze

      Im Bausektor sehr häufig verwendete Kunstharze sind zum Beispiel die Formaldehydharze. Phenol-Formaldehydharze werden etwa als Bindemittel in Holzfaser- und Holzspanplatten sowie in Mineralwolle-Dämmstoffen eingesetzt. Harnstoff-Formaldehydharze findet man ebenfalls in Holzwerkstoffen, daneben aber zum Beispiel auch in Holzleim und Lacken. Auch Melaminharze gehören zur Gruppe der Formaldehydharze. Sie sind vor allem als Bindemittel und Beschichtungsstoffe für Laminatböden bekannt, bei denen sehr häufig melaminharzgetränkte Dekorpapiere zum Einsatz kommen.

      In vielen Klebstoffen und Lacken, aber zum Beispiel auch in Polymerbeton und glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) befinden sich ungesättigte Polyesterharze als Bindemittel. Alkydharze werden überwiegend nur in Lacken verwendet. Epoxidharze wiederum sind echte Allrounder und kommen zum Beispiel in Lacken, Fliesenklebern, Polymerbeton oder auch als Injektionsharze für Abdichtungen zum Einsatz.

      Kunstharze bestehen oft aus natürlichen Rohstoffen, die dann bei der Herstellung noch stark modifiziert werden. Vor allem Naturfarben enthalten aber auch häufig „echte“ Naturharze als Bindemittel. Sie werden meist aus Pflanzen gewonnen. Seltener verwendet man dagegen natürliche Bindemittel mit tierischem Ursprung. Beispiele dafür sind Bienenwachs (in Holzpflegemitteln), Schellack oder der Milchbestandteil Kasein.


      Mehr zum Thema Bauchemie findest du in der Übersicht


      Über den Autor Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für baustoffwissen.de. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin "baustoffmarkt" und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift "baustoffpraxis". Kontakt: rgrimm1968@aol.com