Zement als Baumaterial

Zementkalk besteht in der Hauptsache aus Calciumsilicat mit Sulfaten, Aluminium- und Eisen-Verbindungen. Calciumsilicat selbst wird aus Kalkstein und Ton hergestellt. Längst gibt es nicht mehr einen einzigen Zement: Damit jeder Zementmörtel die ihm zugedachte Aufgabe auch ordnungsgemäß erfüllen kann, werden unterschiedliche Stoffe zugegeben und damit die gewünschten chemischen und physikalischen Eigenschaften erreicht. Reagiert Zementkalk mit Wasser, härtet er aus. Bei der Produktion des Zements in Zementwerken werden Treibhausgase freigesetzt. Daher wird der ansonsten unproblematische Baustoff als einer der Hauptverursacher globaler Erwärmung gesehen.

Zementkalk und damit auch Beton ist ein Baustoff mit langer Geschichte. Er ist Grundlage für die meisten modernen Baukonstruktionen - das gilt für Gebäude, aber auch für Tunnel, Brücken und viele andere Konstruktionen. Leider ist Zementmörtel als solcher nicht ganz unproblematisch: Wird er in Zementwerken produziert, entsteht eine riesige Menge an CO2, dem Gas, das für den Treibhauseffekt verantwortlich gemacht wird. Es gibt Schätzungen, die besagen, dass allein die Produktion von Zementmörtel für gut sechs Prozent der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich ist. Daher suchen Forscher nach umweltfreundlicheren Alternativen. Sie nutzen dafür winzige Organismen, sogenannte Cyanobakerien. Diese wachsen in einem Hydrogel und werden darin mit der Feuchtigkeit und den Nährstoffen versorgt, die sie benötigen. Passen die Bedingungen, erzeugen sie bei dieser Gelegenheit Calciumcarbonat. Da sich das Hydrogel in Sand befindet, bindet dieser dabei zu einer festen Masse und bildet einen Stein. Sind die Vorräte an Rohstoffen begrenzt, brauchen diese Baustoffe lediglich Sand und Hydrogel, dazu die Sonne. Vielleicht kann ein solcher Baustoff sogar später eine Besiedlung vom Mars ermöglichen.

Das Baumaterial ist hart und gegen Witterung beständig. Dazu kommt die enorme Vielfalt an Gestaltungsmöglichkeiten. Da Zementestrich hygroskopisch ist, zieht er schnell Wasser an, gibt dieses jedoch nur ungerne wieder ab. Wände, Decken und Fußboden können feucht werden. Außerdem ist die Akustik in reinen Betonbauten sehr laut, schließlich reflektiert die harte Oberfläche den Schall extrem.

Wird Zementkalk beim Mauern als Bindemittel oder als Putz verwendet, braucht er zum Austrocknen normalerweise nur wenige Stunden. Anschließend kann er geglättet oder gestrichen werden. Wird er als Zementestrich auf dem künftigen Fußboden aufgebracht, soll der Baustoff anschließend auch mechanisch belastet werden. Dann muss er nach dem Austrocknen noch entsprechend aushärten. Das dauert - je nach Dicke der Schicht - deutlich länger. Das Material enthält Wasser und trocknet langsam von außen nach innen. Wie lange die Trocknungs- beziehungsweise Aushärtezeit tatsächlich ist, hängt von der Dicke des Materials ab. Als Faustformel gilt fünf Stunden pro Zentimeter.