Vergleich der Stoff- und Energiebilanzen von Portlandzementklinker und Celitement

Bei der Herstellung von einer Tonne Portlandzementklinker entstehen etwa 870 kg Kohlendioxid. Diese Menge wird zu etwa 80% durch die Entsäuerung des Rohstoffs Calciumcarbonat verursacht.

Im folgenden Schema wird vereinfachend angenommen, dass Portlandzementklinker nur aus dem Hauptmineral Tricalciumsilikat Alit besteht: Beim Brennen der Rohstoffe werden aus Calciumcarbonat drei Einheiten Kohlendioxid freigesetzt. Das Zwischenprodukt Calciumoxid verbindet sich während des Brennvorgangs mit Siliziumdioxid zu Tricalciumsilikat Alit.


 

Alit reagiert mit Wasser zu Calciumhydroxid Portlandit und einem Calcium-Silikat-Hydrat CSH. CSH ist für die Festigkeit des Produktes verantwortlich.

Eine grundsätzliche Verminderung der Emission von Kohlendioxid ist bei konventioneller Herstellung von Portlandzement nicht möglich: sowohl die hohe Brenntemperatur von 1.450°C als auch ein Mindest-Calciumgehalt sind unabdingbar, sonst entstehen unreaktive Produkte.


 

Celitemente besitzen einen niedrigen Kalkgehalt. Im nachfolgenden Schema ist die Stoffbilanz für Celitement mit einem molaren Verhältnis Calcium zu Silizium von eins aus Branntkalk dargestellt. Bei der Herstellung des Branntkalks (CaO) wird Kohlendioxid emittiert. Calciumoxid, Silziumdioxid und Wasser werden zu Celitement umgesetzt.



 

Beim Anmachen mit Wasser entsteht ausschließlich Calcium-Silikat-Hydrat.