Was ist Ettringit?

Ettringit ist ein nadelförmiges Calciumsulfat-Aluminat-Mineral, das in Zement und Beton vorkommt. Unter normalen Bedingungen bildet sich Ettringit während der ersten Stunden nach dem Mischen — das ist unproblematisch. Problematisch wird es, wenn sich Ettringit später bildet oder neu kristallisiert: Dann verursacht es Ausdehnung, Risse und Betonschäden.

Was ist Ettringit chemisch?

Die chemische Formel: Ca₆Al₂(SO₄)₃(OH)₁₂·26H₂O

Ettringit kristallisiert in feinen, nadelförmigen bis säulenförmigen Kristallen, die viel Platz im Beton beanspruchen. Das Mineral ist nach dem deutschen Fundort Ettringen (Eifel) benannt.

Primäre und sekundäre Ettringitbildung

Typ	Zeitpunkt	Wirkung
Primärer Ettringit	Bei Zementhydratation, kurz nach Mischen	Erwünscht, hilft Verfestigung
Sekundärer Ettringit	Später, nach Verfestigung, durch externes Sulfat	Schädlich, Ausdehnung
DEF (Delayed Ettringite Formation)	Erst nach Monaten oder Jahren	Sehr schädlich

Wie entsteht sekundärer Ettringit?

Für schädliche Ettringitbildung sind meist anwesend:

Sulfat — aus Boden, Grundwasser, Meerwasser oder Industrieabgasen
Feuchtigkeit — Wasser als Transportmedium
Aluminatreicher Zement — bestimmte Zementsorten
Erhöhte Temperatur — bei Fertigteilen durch Wärmebehandlung

Ohne Feuchtigkeit entsteht kein Ettringit. Trockene Bauteile sind relativ sicher.

Folgen

Die Bildung sekundären Ettringits führt zu:

Volumenausdehnung — Nadeln drücken den Beton auseinander
Mikrorisse — zuerst unsichtbar, später offene Risse
Abplatzen der Oberfläche — bei Frost-Tau-Wechseln
Festigkeitsverlust — Beton wird brüchig
Irreversibler Schaden — Sanierung meist nicht möglich

Sulfatangriff ist eine bedeutende Form von Betonschaden in aggressiven Umgebungen.

Vorbeugung

So lässt sich Ettringitschaden vermeiden:

Richtige Zementwahl — HS-Zement (sulfatresistent) bei sulfathaltiger Umgebung
Niedriger Wasser-Zement-Wert — dichterer Beton, weniger durchlässig
Puzzolane — Flugasche, Hochofenschlacke (CEM III) reduzieren das Risiko
Begrenzte Temperatur beim Aushärten — verhindert DEF
Schutzschichten — Beschichtungen gegen Sulfatkontakt
Gute Drainage — verhindert Feuchtigkeitsstau

Beurteilung in der Praxis

Bei Beton in:

Abwasseranlagen — H₂S oxidiert zu H₂SO₄ → Ettringitrisiko
Meerwasser — Sulfat vorhanden
Industriellen Umgebungen — Düngemittel, Chemikalien
Gips- oder sulfathaltigem Grundwasser — bestimmte Regionen

…wird stets HS-Zement oder ein aluminatarmer Zement vorgeschrieben.