Mechanism of thaumasite sulphate attack in cements, mortars and concretes: Fid-Bau Portal

Mechanism of thaumasite sulphate attack in cements, mortars and concretes

Bensted, J.

Thaumasit, (Ca6(Si(OH)6)2(CO3)2(SO4)2)(24H2O), ist ein Reaktionsprodukt des Sulfatangriffs bei niedriger Temperatur unter günstigen Bedingungen. Die komplexe Verbindung ist nicht erhärtungsfähig. Für ihre Bildung sind zwei Reaktionen maßgebend, die beide gleichzeitig bei Temperaturen unter 15 Grad C ablaufen. Bei der einen Reaktion wird C-S-H unmittelbar mit Carbonat und Sulfat in Gegenwart von Calciumionen und Wasser umgesetzt. Die andere Reaktion geht von zunächst gebildeten Ettringit aus, der anschließend mit C-S-H, Sulfat und Carbonat in Gegenwart von Calciumionen reagiert. Dabei wird zunächst Ettringit in Woodfordit umgewandelt, ein Mischkristall zwischen den Endgliedern Ettringit und Thaumasit, und danach in Thaumasit. Beide Reaktionen sind voneinander abhängig, da sie in jedem Zement-System um die gleichen Massen von C-S-H, Carbonat und Sulfat konkurrieren. Für diese Reaktionen gibt es noch keine thermodynamischen Daten. Die Bildung von Thaumasit bei normalen Druck kann mit der Notwendigkeit erklärt werden, den intermediären Übergangszustand ausreichend lange zu stabilisieren, um zu ermöglichen, dass sich die (Si(OH)6)2-Gruppen in stabiler Anordnung bilden können. Da der Thaumasit kein Bindevermögen besitzt, ruft seine Bildung Sulfatschäden hervor. Wenn sich Thaumasit gebildet hat, ist er stabiler als Ettringit. Er zerfällt bei 110 Grad C unter Bildung einer fehlgeordneten Struktur (Thaumasitglas).