Wenn Zement erhärtet, entsteht stets auch Ettringit. Das Mineral erfüllt sogar eine wichtige Funktion für das reibungslose Abbinden des Zementleims. Gleichwohl wird der kristalline Stoff oft als „Zementbazillus“ bezeichnet. Warum? Weil die Ettringit-Bildung unter bestimmten Bedingungen auch im ausgehärteten Zement erneut einsetzen und dann schwere Bauschäden auslösen kann.
Ettringit ist chemisch betrachtet stark wasserhaltiges Calcium-Aluminat-Sulfat. Das Mineral enthält auf atomarer Ebene die Elemente Calcium, Aluminium, Schwefel, Wasserstoff und Sauerstoff. Der Name ist übrigens vom Ort Ettringen in der Eifel abgeleitet, wo im 19. Jahrhundert erstmals natürliches Ettringit entdeckt wurde.
Natürliche Vorkommen sind weltweit allerdings selten. Bei Herstellungsprozessen in der Baustoffindustrie entsteht Ettringit dagegen regelmäßig. Vor allem bei der Aushärtung von sulfathaltigem Zement – etwa im Rahmen der Betonerstarrung – ist das immer der Fall. Ettringit entsteht dabei durch die Reaktion zwischen Zement und dem Anmachwasser. Bei dieser Hydratation wird das Wasser chemisch gebunden.
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Ettringit als „Zementbazillus“
Bei der Zementhydratation entsteht Ettringit nur in ungefährlichen Mengen. Zum Zementbazillus werden die Kristalle erst im Verlauf späterer (ungeplanter) Prozesse, die nach bereits erfolgter Zementerstarrung eintreten können. In fertigen Betonbauteilen kann es beispielsweise irgendwann zu einer erneuten Ettringit-Bildung kommen, wenn der Baustoff mit sulfathaltigem Wasser in Berührung kommt. Die dann entstehenden Ettringit-Kristalle können zu massiven Spannungen im Beton führen und diesen regelrecht „zertreiben“. Das entsprechende Schadensbild heißt daher auch Sulfattreiben.
Über das Phänomen Sulfattreiben haben wir bereits im BaustoffWissen-Beitrag „ Betonschäden (Teil 2): Sulfattreiben und Alkalireaktion “ informiert. Die nachträgliche Ettringit-Bildung in ausgehärtetem Zement führt oft zu immensen Volumenvergrößerungen, da die Kristalle große Mengen Wasser aufnehmen können. In der Folge kommt es zu Betonschäden wie zum Beispiel Abplatzungen. Sulfattreiben bei Beton kommt häufig vor, weil auch sulfathaltige Lösungen häufig vorkommen – etwa im Grundwasser, in (gipshaltigen) Böden oder auch im Abwasser ganz normaler Haushalte.
Abschwächen lässt sich das Problem durch Verwendung von Betonmischungen, die Zemente mit hohem Sulfatwiderstand enthalten – so genannte HS-Zemente. Diese Bindemittel sind zementreduziert, als Ersatzstoffe kommen zum Beispiel Kalksteinmehl, Hüttensand oder Flugasche zum Einsatz.
Nicht nur Betonschäden
Schäden durch den Zementbazillus Ettringit findet man im Bauwesen aber nicht nur bei Betonbauwerken. Schließlich entsteht das „treibende Mineral“ überall, wo Zement und Gips (Calciumsulfat) unter Einwirkung von Feuchtigkeit aufeinandertreffen. Ursache für die Ettringit-Bildung ist in allen Fällen eine Reaktion von sulfathaltigem Wasser mit Zement.
Schäden drohen auch dort, wo Calciumsulfat-Fließestriche mit Fliesen belegt werden und dabei auf einen zementären Fliesenkleber treffen. Klassischer Portlandzement enthält – da er unter anderem aus Ton hergestellt wird – immer auch Aluminat-Verbindungen, genauer gesagt: Tricalciumaluminat. Und der Fließestrich enthält Calciumsulfat als Bindemittel. Calcium, Aluminat, Sulfat: Damit hätten wir alle „Bestandteile“ von Ettringit zusammen. Vermittelt durch Feuchtigkeit können diese Bestandteile an der Kontaktzone zwischen Estrich und Fliesenkleber aufeinandertreffen und zu Ettringit reagieren.
Auch bei Mauerwerk sind Schäden durch Ettringit-Bildung möglich. Werden alte Gemäuer mit zementhaltigen Baustoffen saniert kommt es beispielweise immer wieder zu unliebsamen Überraschungen, wenn nicht bedacht wurde, dass der alte Mauermörtel Gips enthält. Oft kommt es dann schon wenige Jahre nach der Sanierungsmaßnahme zu Abplatzungen, Verformungen und Rissbildungen.
Für alle genannten Schadensbilder gilt freilich: Sie entstehen nur unter Einfluss von Feuchtigkeit. Sofern Mauerwerk oder Beton trocken bleiben, droht im Grunde keine Gefahr. Wenn Calciumsulfat-Estrich vor der Fliesenverlegung keine hohe Restfeuchte mehr hat und auch anschließend keiner Feuchtebelastung ausgesetzt wird – etwa durch eine fachgerechte Abdichtungsschicht, ist auch hier das Risiko gering. Vorbeugen lässt sich zudem nicht nur mithilfe zementreduzierter Bindemittel, sondern auch durch Verwendung von Zement, der kein Tricalciumaluminat enthält.
Neue Lösung für Calciumsulfat-Estrich
Kommt es nach der Verlegung von Fliesen auf Calciumsulfat-Estrich zur Ettringit-Bildung, kann dies zur nachträglichen Ablösung von Fliesenbelägen und/oder Spachtelmassen führen.
Um diese Gefahr zu bannen, hat der Hersteller Schomburg die neue Spezialgrundierung ASO-Unigrund-Plus entwickelt. Nach Angaben des Bauchemie-Spezialisten bildet sie zusammen mit dem Fliesenkleber Monoflex-S2 eine Systemlösung, die es erlaubt, selbst junge, Calciumsulfat-haltige Untergründe mit erhöhter Restfeuchte bis zu 1,2 CM-% schadensfrei mit Fliesen zu belegen.
Die 1K- Grundierung kann mit der Rolle aufgebracht werden und trocknet innerhalb von nur 20 Minuten aus, sodass die Handwerker schnell mit dem Fliesenverlegen beginnen können. Sie schützt den zementhaltigen Fliesenkleber vor sulfathaltiger Feuchtigkeit aus dem Untergrund. Nach Angaben von Schomburg mussten Handwerker dafür bislang auf aufwändig zu verarbeitende Reaktionsharze zurückgreifen.
