Walk-Lauffer, Bernd: Untersuchung des Einflusses von Sulfaten auf das System CaO-SiO2-Al2O3-K2O-H2O mittels Wärmeflusskalorimetrie und in-situ Neutronenbeugung unter hydrothermalen [...]. 2002
Inhalt
- Kurzfassung
- Abstract
- Inhalt
- Abkürzungen und Umrechnungstabelle
- 1 Einleitung
- 2 Theoretische Grundlagen
- 2.1 Das System CaO-SiO2-H2O
- 2.2 Modellreaktionen vor der hydrothermalen Härtung
- 2.2.1 Zementhydratation
- 2.2.2 Einflüsse von K2O, Al2O3 und SO3 (bzw. SO4 2-) auf die Zementerhärtung
- 2.2.3 Branntkalkhydratation
- 2.2.4 Reaktion des Aluminiumpulvers
- 2.2.5 Reaktionen von Quarzsandbestandteilen unter „Normalbedingungen“
- 2.3 Modellreaktionen während der hydrothermalen Härtung
- 3 Untersuchungsmethoden
- 3.1 Untersuchungsmethoden zur Charakterisierung der Ausgangsmaterialien
- 3.2 Kalorimetrie als Untersuchungsmethode des Sulfateinflusses vor der hydrothermalen Härtung
- 3.3 Untersuchungsmethoden während und nach der hydrothermalen Härtung
- 3.3.1 Diffraktometrische Untersuchungsmethoden
- 3.3.2 Rohdichteprüfung
- 3.3.3 Druckfestigkeitsprüfung
- 3.3.4 E-Modul Bestimmung
- 3.3.5 Wärmeleitfähigkeitsuntersuchung
- 3.3.6 Messung der Schwindung
- 3.3.7 Mikroporenanalyse
- 3.3.8 Raster-Elektronen-Mikroskopie (REM)
- 3.3.9 Bestimmung des eluierbaren Sulfats
- 3.4 Fehlerbetrachtung
- 4 Materialien
- 4.1 Sulfatträger
- 4.1.1 Gips, Halbhydrat und Anhydrit (synthetisch)
- 4.1.2 Synthetisches Bariumsulfat
- 4.1.3 Synthetisches Kaliumsulfat, wasserfrei
- 4.1.4 Ettringit (CASULprotect®)
- 4.1.5 Anhydrit, Sekundärprodukt
- 4.1.6 Handelsüblicher Stuckgips
- 4.2 Zemente
- 4.3 Aluminiumträger
- 4.4 Branntkalk und Kalkhydrat
- 4.5 Quarzsande
- 5 Versuchsdurchführung
- 5.1 Sulfateinfluss auf die Reaktionen vor der hydrothermalen Härtung: Kalorimetrische Untersuchungen
- 5.2 Kontinuierliche Neutronenbeugungsexperimente (ILL)
- 5.3 Diskontinuierliche Versuchsreihen analog zu den ILL-Experimenten
- 5.4 Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Sand und Sulfatträger
- 5.5 Zusätzliche Versuchsreihen
- 6 Ergebnisse
- 6.1 Sulfateinfluss auf die Reaktionen vor der hydrothermalen Härtung: Kalorimetrische Untersuchungen
- 6.1.1 Einfluss der Zement-Sulftatträger auf die Hydratation der Laborzementklinker
- 6.1.1.1 Aluminatfreie Zemente
- 6.1.1.2 Aluminatreiche Zemente
- 6.1.1.3 Aluminatreiche Zemente mit 1 M.-% K2O (K2SO4 mitgebrannt)
- 6.1.1.4 Aluminatreiche Zemente mit 1 M.-% K2O (K2SO4 nachträglich zugegeben)
- 6.1.2 Einfluss der Klinkerphasengehalte bei gleichem Zement-Sulfatträger auf die Zementhydratation
- 6.1.3 Einfluss der Temperatur bei gleichem Zement-Sulfatträger auf die Zementhydratation
- 6.1.4 Einfluss des Porenbeton-Sulfatträger auf die Hydratation der Laborzemente bei gleichem Zement-Sulfatträger
- 6.1.4.1 Aluminatfreier Zement mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.4.2 Aluminatreicher Zement mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.4.3 Aluminatreicher Zement 1 M.-% K2O (K2SO4 mitgebrannt) mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.4.4 Aluminatreicher Zement 1 M.-% K2O (K2SO4 nachträglich zugegeben) mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.5 Einfluss der Porenbeton-Sulfatträger auf die Kalklöschreaktion der Laborbranntkalke
- 6.1.5.1 Weich gebrannter Kalk mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.5.2 Hart gebrannter Kalk mit verschiedenen Porenbeton-Sulfatträger
- 6.1.6 Einfluss der Variation eines Bindemittels auf die Hydratation einer Beispiel- Porenbetonmischung
- 6.2 Sulfateinfluss auf die Reaktionen während der hydrothermalen Härtung: Kontinuierliche Neutronenbeugungsexperimente (ILL)
- 6.2.1 Reaktionsmechanismus
- 6.2.2 Auswertung des 0.308 nm-Tobermoritreflexes
- 6.2.3 Phasenzusammensetzung während der hydrothermalen Härtung
- 6.3 Diskontinuierliche Versuchsreihen analog zu den ILL-Experimenten
- 6.3.1 Gegenüberstellung der röntgendiffraktometrischen Ergebnisse der beiden Versuchsreihen
- 6.3.2 Gegenüberstellung der CSH-Morphologie (REM), der Phasenanalyse und der Druckfestigkeit (Technikumsversuche)
- 6.3.2.1 System CaO-SiO2-H2O nach 0, 2, 4, 6 und 8 h Autoklavierung bei 190 °C
- 6.3.2.2 System CaO-SiO2-H2O nach 6 h Autoklavierung bei 190 °C mit verschiedenen Zusätzen
- 6.3.3 Entwicklung der Druckfestigkeit
- 6.4 Sulfateinfluss auf das gehärtete Material
- 6.4.1 Variation des Sulfatträgeranteils
- 6.4.2 Variation des Sands mit und ohne Anhydrit
- 6.4.3 Variation der Sulfatträgerart
- 6.5 Zusätzliche Versuchsreihen
- 7 Diskussion
- 7.1 Sulfateinfluss auf die Prozesse vor der hydrothermalen Härtung: kalorimetrische Untersuchungen
- 7.1.1 Einfluss der Zement-Sulfatträger auf die Hydratation der Laborzementklinker
- 7.1.1.1 Aluminatfreie Zemente
- 7.1.1.2 Aluminatreiche Zemente ohne K2O
- 7.1.1.3 Aluminatreiche Zemente mit 1 M.-% K2O (K2SO4 mitgebrannt)
- 7.1.1.4 Aluminatreiche Zemente 1 M.-% K2O (K2SO4 nachträglich zugegeben)
- 7.1.2 Einfluss der Klinkerphasengehalte bei gleichem Zement-Sulfatträger auf die Zementhydratation
- 7.1.3 Einfluss der Temperatur auf die Zementhydratation bei gleichem Zement- Sulfatträger
- 7.1.4 Einfluss der Porenbeton-Sulfatträger auf die Hydratation der Laborzemente bei gleichem Zement-Sulfatträger
- 7.1.4.1 Aluminatfreier Zement und Porenbeton-Sulfatträger
- 7.1.4.2 Aluminatreiche Zemente und Porenbeton-Sulfatträger
- 7.1.4.3 Porenbeton-Sulfatträger Einflüsse auf die Zemente (nach Sulfatträger aufgeschlüsselt)
- 7.1.5 Einfluss der Porenbeton-Sulfatträger auf die Kalklöschreaktion der Laborbranntkalke
- 7.1.6 Einfluss der Variation eines Bindemittels auf die Hydratation einer Beispiel- Porenbetonmischungen
- 7.2 Sulfateinfluss auf die Reaktionen während der hydrothermalen Härtung
- 7.2.1 Kontinuierliche Neutronenbeugungsexperimente (ILL)
- 7.2.1.1 Reaktionsmechanismus
- 7.2.1.2 Auswertung des 0.308 nm –Tobermorit-Reflexes
- 7.2.1.3 Phasenzusammensetzung während der hydrothermalen Härtung
- 7.2.2 Diskontinuierliche Versuchsreihen analog zu den ILL-Experimenten
- 7.3 Sulfateinfluss auf das gehärtete Material
- 7.3.1 Variation des Sulfatträgeranteils
- 7.3.2 Variation des Sands mit und ohne Anhydrit
- 7.3.3 Variation der Sulfatträgerart
- 7.4 Zusätzliche Versuchsreihen
- 8 Zusammenfassung
- 8.1 Sulfateinfluss auf die Reaktionen vor der hydrothermalen Härtung: Kalorimetrische Untersuchungen
- 8.2 Sulfateinfluss auf die Reaktionen während der hydrothermalen Härtung
- 8.3 Sulfateinfluss auf das gehärtete Material
- 9 Ausblick
- 10 Literatur
- 11 Anhang