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Alkalische Aktivierung - Eine Alternative zu klinkerhaltigen Bindemitteln. Teil 2

Stephan, D. / Tänzer, R. / Braun, T. / Schmidt, M.

Puzzolane und latent hydraulische Stoffe können statt durch Portlandzementklinker auch durch andere alkalische Stoffe angeregt werden. Dabei ist eine gute Abstimmung der Bindemittel mit den Anregern wie Alkalihydroxid, -silikat oder -carbonat von größter Bedeutung. Die Untersuchungen zeigten, dass eine gezielte Abstimmung der Bindemittel und der Anreger für hohe Druckfestigkeiten und eine gute Dauerhaftigkeit sehr entscheidend ist. Bei geeigneten Kombinationen von Bindemittel und Anreger liegen die Druckfestigkeiten von Mörteln höher als die vergleichbarer Mörtel mit CEM I- und CEM III-Zementen. In den noch laufenden Arbeiten wird durch vertiefende Untersuchungen mittels Festkörper-NMR, thermoanalytischen Verfahren (TG/DSC) und der Bestimmung des Reaktionsgrades versucht, die beschriebenen Phänomene auf Basis chemisch-physikalischer Zusammenhänge zu erklären. Je nach Anwendung der aus Hüttensand und Flugaschen unter Einsatz alkalischer Anreger hergestellten Bindemittel ist auch die Empfindlichkeit von Gesteinskörnungen im Mörtel und Beton gegenüber einer Alkali/Kieselsäure-Reaktion (AKR) zu beachten und zu beurteilen. Unter den dargestellten Rahmenbedingungen ist schon jetzt eine Anwendung alkalisch angeregter Bindemittel für spezielle Anwendungen möglich. Die Bindemittel kommen in erster Linie für Spezialanwendungen in Betracht und können wegen der teuren Anreger noch nicht größere Mengen CEM Zemente ersetzen.

Pozzolans and latent hydraulic substances can also be activated by other alkaline substances apart from Portland cement clinker. It is very important that there is a good match between the binder and the activator such as an alkali hydroxide silicate or carbonate. The investigations showed that carefully controlled coordination of the binder and the activator is really crucial for high compressive strengths and good durability. With suitable combinations of binders and activators the compressive strengths of the mortars are higher than those of comparable mortars made with CEM I and CEM III cements. In work that is still in progress the attempt is being made, through more detailed investigations, with solid body NMR, thermo-analytical procedures (TG/DSC) and determination of the degree of reaction, to clarify the phenomena that have been described on the basis of chemical and physical interrelationships. Depending on the application of the binders produced from granulated blastfurnace slag and fly ash using alkaline activators the sensitivity of aggregates in the mortar and concrete to an alkali/silica reaction (ASR) also has to be borne in mind and assessed. Under the framework conditions described it is already possible to used alkali-activated binders for special applications. Due to the relatively expensive activators it is currently unlikely from the economic point of view that it will be possible to replace substantial quantities of CEM cements in normal applications.