Häufig werden unter dem Begriff „Schnellestrich“ beschleunigte Zementestriche und Schnellzementestriche zusammengefasst. Beide Produktgruppen sind jedoch nicht austauschbar. Der Beitrag zeigt die Unterschiede und unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten beider Produktgruppen in der Baustellenpraxis auf.
In der täglichen Beratungspraxis werden bei uns häufig zementäre „Schnellestriche“ angefragt. Dabei ist selbst Fachleuten nicht immer bewusst, dass es solch eine Produktgruppe eigentlich gar nicht gibt. Als Erläuterung: Zum Anmachen von Zementestrichmörteln wird immer Wasser benötigt. Zum einen für die Hydratation zum Erreichen der gewünschten Endeigenschaften wie Biegezug- und Druckfestigkeit und zum anderen, um vernünftig verarbeitbar zu sein.
Der Teil des Wassers, der nicht vom Bindemittel gebunden wird, muss vor der Belegung mit einem Bodenbelag so weit abtrocknen, dass der Estrich belegreif ist. Dieser Vorgang benötigt Zeit - Zeit, die häufig im vorgesehenen Bauablauf nicht vorhanden ist, bzw. nicht eingeplant wurde. Im Falle von Zementestrichmörteln lässt sich durch die Auswahl geeigneter Schnellprodukte erheblich viel Wartezeit bis zur Belegreife einsparen. Dies sind zum einen die mithilfe von Estrichzusatzmitteln (EZM) hergestellten, und häufig als „beschleunigte“ Zementestriche vermarkteten Estriche, und zum anderen die aus Spezialbindemitteln bestehenden Schnellzementestriche.
Vorsicht vor bösen Überraschungen
Beide Estricharten werden häufig unter dem Begriff „Schnellestrich“ zusammengefasst und damit auch als austauschbar angesehen. Dies wird allerdings weder den unterschiedlichen Eigenschaften noch der unterschiedlichen Wertigkeit dieser beiden Produktgruppen gerecht. Im schlimmsten Fall wird ein in der Ausschreibung geforderter Schnellzementestrich in der Ausführung durch einen vermeintlich gleichwertigen „beschleunigten“ Zementestrich ersetzt, was zu bösen Überraschungen führen kann.
Nachfolgend werden daher die grundlegenden Eigenschaften dieser beiden Produktgruppen erläutert und daraus abgeleitet typische Anwendungen anhand praktisch ausgeführter Objekte vorgestellt. Dies soll insbesondere dem Planer helfen, den für sein Objekt jeweils optimal geeigneten Zementestrich auszuwählen.
Zementestriche mit EZM („beschleunigte“ Zementestriche)
Zur Herstellung dieser Zementestriche wird der Estrichmörtel in der gewohnten Weise aus Estrichsand, Normalzement und Wasser angemischt. Zusätzlich wird ein spezielles EZM beigemischt, über das der Wasserbedarf des Mörtels reduziert wird. Die Überschussmenge an Wasser wird dadurch erheblich herabgesetzt. Damit einhergehend wird auch die Wartezeit bis zur Belegreife deutlich verkürzt - denn was an Wasser beim Anmachen eingespart wird, muss danach auch nicht abtrocknen.
Die Hydratation des Normalzements reicht allerdings bei Weitem nicht aus, um das Anmachwasser komplett zu binden. Das Überschusswasser muss also analog zur Trocknung eines normalen Zementestrichs verdunsten können und durch Luftaustausch aus dem Raum/Gebäude entfernt werden. Um die gewünschte Verkürzung der Trocknungszeit zu erreichen, ist also ein geeignetes Baustellenklima, verbunden mit ausreichender Lüftung, essenziell. Ist dieses nicht gegeben und wird nicht regelmäßig - mehrfach am Tag - gelüftet, kann auch mit dem besten Zementestrich mit EZM kein zufriedenstellendes Ergebnis, sprich verkürzte Wartezeit bis zur Belegreife, erzielt werden.
Trocknungszeiten beachten
Darüber hinaus gilt es zu beachten, dass sich die Trocknungszeit mit zunehmender Estrichdicke überproportional verlängert. Benötigt z. B. ein 5 cm dicker Zementestrich bei vorgegebenem Raumklima etwa 3 Wochen zum Erreichen der Belegreife, muss bei einem 7 cm dicken Estrich mit einer ca. doppelt so langen Trocknungszeit, also ca. 6 Wochen, gerechnet werden. Bei Estrichdicken über 7 cm können die Trocknungszeiten, auch von Estrichen mit EZM, deutlich länger werden, als sie ein Planer von einem Schnellsystem erwarten würde, was nicht selten Anlass zu Ärger auf der Baustelle gibt. In solchen Fällen wäre eigentlich grundsätzlich der Einsatz von Schnellzementen angebracht (s. u.).
Bei den zu erwartenden mechanischen Eigenschaften des ausgehärteten Estrichmörtels ist keine allgemeingültige Voraussage möglich. Ein reduzierter Anmachwassergehalt, und damit ein niedrigerer w/z-Wert, führt zwar bekannterweise zu höheren Biegezug- und Druckfestigkeiten, bewirkt aber das zugesetzte EZM auch eine Erhöhung des Luftporengehalts, z. B. um die Verarbeitbarkeit zu verbessern, kann auch der gegenteilige Effekt auftreten. Schwinden und daraus resultierendes Verschüsseln der Estrichplatte treten in ähnlichem Ausmaß wie bei einem normalen Estrich auf. Zementestriche mit EZM sind daher üblicherweise der Schwindklasse 3 zuzuordnen, in manchen Fällen auch der Schwindklasse 2.
Schnellzementestriche
Schnellzementestriche werden aus einem Spezialbindemittel, einer definierten Wassermenge und Zuschlag hergestellt. Diese Spezialbindemittel lassen sich zwei unterschiedlichen Produktgruppen zuordnen:
Binäre Schnellzemente (SZ-B) enthalten als Hauptkomponenten Portland- und Aluminatzement. Der Zusatz von Aluminatzement bewirkt, dass rasch hohe Festigkeiten erreicht werden. Wenn Estriche früh mechanisch belastet werden sollen, kann dies ein wichtiges Auswahlkriterium sein. Das Trocknungsverhalten, und damit die Wartezeit bis zur Belegreife, werden im Vergleich zu Estrichen mit Normalzement nur untergeordnet beeinflusst. Die Trocknungszeiten von Estrichen mit dieser Art von Schnellzementen sind somit auch stark abhängig von den raumklimatischen Bedingungen und den Estrichdicken. Eingesetzt werden sie daher u. a. bei der Fliesenverlegung.
Bei ternären Schnellzementen (SZ-T) bedeutet der Begriffsbestandteil „ternär“, dass sich diese Bindemittel aus drei Hauptbestandteilen zusammensetzen, nämlich Portlandzement, Aluminatzement und Calciumsulfat. Beim Abbinden des angemischten Estrichmörtels setzten sich diese drei Komponenten in einer chemischen Reaktion zu einem Calciumalumosulfat, dem sogenannten Ettringit, um. Beim Abbinden des Estrichmörtels kommt dem Ettringit eine Doppelrolle zu. Zum einen bewirkt er die schnelle Verfestigung der Mörtelmatrix und führt damit zu hohen Frühfestigkeiten. Zum anderen bindet Ettringit bei seiner Entstehung große Mengen des Anmachwassers in Form von Kristallwasser ein (die sogenannte „kristalline Wasserbindung“), was zu kurzen Trocknungszeiten führt. Zementestriche mit ternären Schnellzementen verbinden somit in sich schnelle Erhärtung mit schneller Trocknung.
Trocknungszeiten sicher planbar
Der Ettringit-Bildung sind zwei weitere wichtige Eigenschaften von Estrichen mit ternären Schnellzementen zuzuschreiben. Das Wasserbindevermögen von Ettringit ist so hoch, dass der ganz überwiegende Teil des Anmachwassers chemisch eingebunden wird und somit nicht physikalisch verdunsten muss. Die Trocknung solcher Schnellzementestriche erfolgt damit praktisch unabhängig von den raumklimatischen Bedingungen und zudem unabhängig von der Estrichdicke. Trocknungszeiten für diese Estriche sind also sicher planbar - ein wichtiges Kriterium für einen geordneten Bauablauf.
Die Einbindung des Anmachwassers in den Ettringitkristall ist mit einer Volumenzunahme verbunden. Richtig formuliert lässt sich so in diesen Spezialbindemitteln die mit der Zementhydratation verbundene Schwindung kompensieren. Estriche mit ternären Schnellzementen erreichen als Folge häufig die Schwindklasse 1 nach DIN 18560-2 [1], wodurch Verformungen, wie z. B. das Schüsseln, zuverlässig vermieden werden können. Die geringe Verformungsneigung erlaubt es weiterhin, mit diesen Spezialbindemitteln Zementestriche der Festigkeitsklassen F6 und F7 für den Einsatz bei hohen Lasten (> 4 kN, z. B. beim Einsatz von Hubwagen oder Hubsteigern) und großen Feldgrößen (bis 200 m² bei geeigneter Flächengeometrie) bereitzustellen. Die maßgeblichen charakteristischen Eigenschaften der beschriebenen Zementestriche sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
Typische Anwendungen für die beschriebenen Estrichkonstruktionen
I Objekte mit Zementestrichen mit EZM
1. Wohngebäude-Sanierung, Stuttgart: Estrich: Fläche: ca. 135 m², Dicke: 65 mm, FBH, EZM: UZIN AS 52 LiquidBei der Sanierung dieses Gebäudes war der Bauherr täglich vor Ort. Damit konnten ein kontrolliertes Lüften auf der Baustelle sichergestellt und die Umbauzeit erheblich verkürzt werden (vgl. Bild 1).
2. Fertighaus-Neubau, Schwäbisch Hall:Estrich: Fläche: ca. 140 m², Dicke, 65 mm, FBH, UZIN AS 51Als Fertighaus wurde dieser Neubau in Holzständerbauweise errichtet. Dadurch war der Feuchteeintrag in der Bauphase insgesamt gering und eine zuverlässige Entfeuchtung des Gebäudes durchführbar (vgl. Bild 2).
3. Schulgebäude, Waiblingen (Winterbaustelle):Estrich: Fläche: ca. 1500 m², Dicke, 65 mm, FBH, EZM: UZIN AS 51 ExpressDer Estricheinbau erfolgte im Winter. Beim Luftwechsel mit der kühlen Außenluft wurde im Gebäude eine sehr niedrige relative Luftfeuchte erzielt. Solch trockene Luft kann sehr viel Wasser aufnehmen, was sehr günstig für die Trocknung „beschleunigter“ Estriche ist. Ein zusätzliches Auswahlkriterium für das Estrichzusatzmittel war Frostsicherheit. Dies wurde in diesem Fall durch Verwendung eines pulverförmigen EZM erreicht (vgl. Bild 3).
4. Büroneubau, Limburg:Estrich: Fläche ca. 1500 m², Dicke: 80 mm, FBH, UZIN AS 51Der Bauzeitenplan ließ in diesem Objekt trotz der hohen Estrichdicke ausreichend Zeit für einen Estrich mit Normalzement, allerdings nur in Verbindung mit verkürzter Zeit für das Belegreifheizen durch den Einsatzeines eines geeigneten EZM. Durch die verkürzte Heizdauer konnten auch die Mehrkosten für das EZM großenteils kompensiert werden (vgl. Bild 4).
II Objekte mit ternären Schnellzementen als Estrich-Spezialbindemittel
1. Schulneubau, Lappersdorf:Estrich: Fläche: 7000 m², Dicke: 90 mm, FBH, Schnellzement: UZIN SC 980Das Gymnasium musste zum Schuljahresbeginn bezugsfertig sein, weshalb der Termin für die Belegreife aller Estrichflächen zwingend einzuhalten war. Um dies umsetzen zu können, mussten auch die parallel zu verlegenden Estrichfelder erheblich größer, als nach Norm empfohlen, dimensioniert werden (vgl. Bild 5).
2. Ladengeschäft-Neubau, Geretsried:Estrich: Fläche: 1800 m², Dicke: 125 mm, Feldgröße: 70 m², FBH, Schnellzement: UZIN SC 989 StrongIn diesem Ladengeschäft sollten elektrische Hubwagen eingesetzt werden, woraus sich Flächenlasten von 10 kN/m² ergaben, zudem erforderte das geplante Stützenraster Feldgrößen von jeweils 70 m². Um bei der resultierenden Estrichdicke von 12,5 cm den Bauzeitenplan einhalten zu können, war der Einsatz eines schwindarmen ternären Schnellzements zwingend (vgl. Bild 6).
3. Stadionausbau, Heidenheim:Estrich: Fläche: 800 m², Dicke: 70 mm, FBH, Schnellzement: UZIN SC 970 ThermoDie Einweihung des Stadionanbaus war fest für den Termin des letzten Saisonheimspiels geplant. Die dafür notwendige taggenaue und klimaunabhängige Belegreife des Estrichs konnte nur mit einem Estrich auf Basis eines ternären Schnellzements gewährleistet werden. Zudem war ein möglichst fugenarmer und verformungsfreier Boden für die großformatigen Fliesen gefordert, was nur durch den Einsatz des schwindarmen Bindemittels erreicht werden konnte (vgl. Bild 7).
4. Neubau Kindertagesstätte, Nürnberg:Estrich: Fläche: 600 m², Dicke: 90 mm, FBH, Schnellzement: UZIN SC 970 ThermoHier war ein schneller Baufortschritt bei eingeschränkter Belüftungsmöglichkeit und großer Estrichdicke erforderlich. Wegen des Linoleumbodenbelags mit Hohlkehlsockeln war ein verformungsfreier Estrich gefordert und der Einsatz in einer Kindertagesstätte schränkte die Produktauswahl weiter auf nur nachweislich sehr emissionsarme Produkte ein (vgl. Bild 8).
Fazit
Die dargestellten charakteristischen Eigenschaften von Zementestrichen mit Wasserbedarf-reduzierenden EZM (Häufig als „beschleunigte“ Estriche bezeichnet) und Schnellzementestrichen zeigen, dass es sich dabei um zwei völlig unterschiedliche Arten von Zementestrichen handelt.
Abhängig von den jeweils objektbezogenen Anforderungen ist zu entscheiden, ob ein Zementestrich mit EZM oder ein Schnellzementestrich die passende Lösung ist. Die vorgestellten Objekte zeigen dies beispielhaft. Beide Produktgruppen unter dem Begriff „Schnellestrich“ zusammenzufassen und damit zu suggerieren, sie wären gleichwertig und somit austauschbar, ist aus unserer Sicht irreführend. Bei vielen Planern ist hierzu nach wie vor Aufklärungsbedarf vorhanden. Dabei kann es hilfreich sein, wenn beide Produktgruppen aus einer Quelle beziehbar sind - denn dann werden technische und wirtschaftliche Entscheidungsgründe eher in einem ausgewogenen bzw. herstellerunabhängigen Verhältnis beurteilt.
Literatur: [1] DIN 18560-2:2022-08, Estriche im Bauwesen - Teil 2: Heizestriche auf Dämmschichten (Schwimmende Estriche).
Die Autoren
Uwe Kunzelmann und Michael Säle sind beide im technischen Verkauf Estrich der Uzin Utz AG tätig.