Langsam bindender Portlandzement soll bei der Prüfung mit 3 Gewichtsteilen Normalsand auf 1 Gewichtsteil Zement nach 28 Tagen Erhärtung (1 Tag an der Luft und 27 Tage unter Wasser) eine Mindest-Zugfestigkeit von 16 kg/cm² aufweisen. Die Druckfestigkeit soll mindestens 160 kg/cm² betragen.
Bei schnell bindenden Portlandzementen liegt die Festigkeit nach 28 Tagen im Allgemeinen niedriger als oben angegeben. Daher sollte bei der Nennung von Festigkeitswerten stets auch die Bindezeit angegeben werden.
Begründungen und Erläuterungen.
Da sich verschiedene Zemente bezüglich ihrer Bindekraft zu Sand (worauf es in der Praxis meist ankommt) sehr unterschiedlich verhalten können, ist besonders beim Vergleich mehrerer Zemente eine Prüfung mit hohem Sandanteil unbedingt erforderlich. Als geeignetes Mischungsverhältnis wird 3 Gewichtsteile Sand auf 1 Gewichtsteil Zement angesehen, da bei diesem Verhältnis die Bindefähigkeit der verschiedenen Zemente ausreichend deutlich wird.
Zement, der eine höhere Zug- bzw. Druckfestigkeit aufweist, erlaubt in vielen Fällen einen größeren Sandzusatz. Aus dieser Sicht – und oft schon wegen der höheren Festigkeit bei gleichem Sandanteil – ist für solchen Zement ein entsprechend höherer Preis gerechtfertigt.
Die entscheidende Festigkeitsprüfung ist die Druckprobe nach 28 Tagen, da sich die Bindekraft bei kürzerer Prüfungsdauer noch nicht zuverlässig vergleichen lässt. So können beispielsweise die Festigkeiten verschiedener Zemente nach 28 Tagen völlig gleich sein, während sie nach 7 Tagen noch erhebliche Unterschiede aufweisen.
Als Kontrollprüfung für gelieferte Ware dient die Zugprobe nach 28 Tagen. Möchte man die Prüfung jedoch bereits nach 7 Tagen durchführen, kann dies im Wege einer Vorprüfung geschehen, sofern man das Verhältnis der 7-Tage-Zugfestigkeit zur 28-Tage-Festigkeit für den betreffenden Zement ermittelt hat. Diese Vorprüfung kann auch mit reinem Zement durchgeführt werden, wenn das Verhältnis der Festigkeit des reinen Zements zur 28-Tage-Festigkeit bei der 1:3-Sandmischung bekannt ist.
Es empfiehlt sich überall dort, wo dies möglich ist, die Festigkeitsprüfungen an eigens hierfür angefertigten Probekörpern über längere Zeiträume auszudehnen, um das Verhalten der verschiedenen Zemente auch bei fortschreitender Erhärtung kennenzulernen.
Um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen, muss überall Sand von gleicher Korngröße und gleicher Beschaffenheit verwendet werden. Dieser Normalsand wird gewonnen, indem man möglichst reinen Quarzsand wäscht, trocknet und durch ein Sieb mit 60 Maschen pro Quadratzentimeter siebt, um die gröbsten Teile auszuscheiden. Aus dem verbleibenden Sand werden anschließend mit einem Sieb von 120 Maschen pro Quadratzentimeter die feinsten Anteile entfernt. Die Drahtstärken der Siebe sollen 0,38 mm bzw. 0,32 mm betragen.
Da nicht alle Quarzsande bei gleicher Behandlung dieselben Festigkeiten ergeben, muss man sich vergewissern, ob der verwendete Normalsand mit dem vom Vorstand des Vereins deutscher Zementfabrikanten gelieferten Normalsand, der auch von der Königlichen Prüfungsstation in Charlottenburg-Berlin verwendet wird, übereinstimmende Festigkeitswerte liefert.