Einfluss kristalliner Grenzflächen auf das Mikrogefüge von Phasenneubildungen im System Ca3SiO5

Einfluss kristalliner Grenzflächen auf das Mikrogefüge von Phasenneubildungen im System Ca3SiO5 - H2O

Ruffing, S.

Die physikalischen Eigenschaften von Beton bzw. Mörtel werden zu einem wesentlichen Teil durch das Verhalten der Bindemittelmatrix bestimmt, wie Untersuchungen von Druckfestigkeit, Dichtigkeit und E-Modul belegen. Darüber hinaus ist die Festigkeit und Beständigkeit der Bindung zwischen Zementstein und Zuschlagstoff maßgeblich für die Werkstoffeigenschaft verantwortlich. In dieser Dissertation wurde die Struktur der Grenzzone von Zuschlagstoff und Zementstein und die Mechanismen, die zu ihrer Ausbildung führen untersucht. Dieser Kontaktbereich besitzt bei mechanischer Beanspruchung meist die geringste Festigkeit. Mithilfe integraler Messmethoden wie der Wärmefluss-Differenz-Calorimetrie und Festkörper-NMR wurde im Vergleich zum reinen C3S-Wasser-System ein beschleunigter Hydratationsverlauf in Anwesenheit der Zuschläge beobachtet. Kernresonanzspektroskopische Untersuchungen untermauerten die differentialkalorimetrischen Beobachtungen. Mit steigender Zuschlagkonzentration nahmen die Auswirkungen der Zuschläge auf das Hydratationsverhalten von C3S zu. Die beschleunigte Hydratation in den Zuschlag-C3S-Mischungen lässt sich mithilfe der heterogenen Keimbildung erklären. Außerdem wurde nachgewiesen, dass die Zuschläge sich hauptsächlich auf die Ausbildung von CSH-Phasen im Kontaktbereich auswirken, dagegen kau auf die Kristallisation von CH. Adsorptionsmessungen zeigten, dass der Zusatz von Zuschlagstoffen die Oberfläche der Reaktionsprodukte vergrößert und damit auch die Porosität zunimmt. Die erhöhte Porosität wirkt sich negativ auf die Dauerhaftigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Es konnte gezeigt werden, dass die Art der Zuschläge einen deutlichen Einfluss sowohl auf die Kinetik der Hydratation als auch auf die Ausbildung der Hydratphasen besitzt. Außerdem ist der Aufbau der Grenzzone im Mikro- und Nahbereich sehr viel differenzierter als bisher angenommen wurde.