Ein neues Modell der Zementhydratation: Fid-Bau Portal

Ein neues Modell der Zementhydratation

Stark, J. / Möser, B. / Bellmann, F.

In den hier vorgestellten Untersuchungen wurden weitere Erkenntnisse zum Ablauf der Zementhydratation erhalten. Die durch die Anwendung des hochauflösenden und unter atmosphärischen Bedingungen arbeitenden Rasterelektronenmikroskops (ESEM-FEG) erhaltenen Informationen wurden durch andere Methoden ergänzt. So wurden Über- bzw. Untersättigungen für bei der Zementhydratation auftretende Minerale berechnet, wodurch die Bildung bzw. Auflösung dieser Minerale aus der Analyse der Porenlösung abgeschätzt werden konnte. Ein Vergleich der auf diesem Weg erhaltenen Ergebnisse mit den Untersuchungen im ESEM zeigt eine weitgehende Übereinstimmung. Ein weiterer Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit war der Versuch einer quantitativen Auswertung der bei der Zementhydratation freigesetzten Wärme. Dazu wurde den einzelnen Teilreaktionen der Hydratation ein bestimmter Wärmebeitrag zugeordnet, welcher vorher aus thermodynamischen Daten ermittelt wurde. Aus den Ergebnissen wurde abgeleitet, dass die in der Induktionsphase freiwerdende Wärme im wesentlichen auf das Ablöschen des Freikalkes und die primäre Ettringitbildung zurückgeführt werden kann. Ein Wärmebeitrag aus einer sehr frühen C-S-H Bildung wurde in den hier berichteten Untersuchungen nicht gefunden, ebenso wenig konnte die Bildung eines später durch osmotischen Druck abplatzenden Hydratationssaumes im ESEM beobachtet werden. Im Gegensatz zur Induktionsperiode leistet die Bildung von C-S-H Phasen in der Haupthydratationsphase einen entscheidenden Beitrag zur Wärmeentwicklung. Insbesondere die Reaktion des Alits trägt zum exothermen Verhalten des Zementes bei. Bei Zementen, welche einen höheren C3A-Gehalt als der hier untersuchte aufweisen, ist zusätzlich der Wärmebeitrag aus der Bildung von Ettringit und Calciumaluminat(monosulfat)hydrat zu berücksichtigen.