Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der gezielten Herstellung zementgebundener Schäume Im Mittelpunkt der Überlegungen und Untersuchungen stehen Bedingungen und Grenzen für einen physikalischen Lufteintrag in Zementleime und die Stabilisierung der frischen Zementschäume. Die Luft in Form von Blasen bzw. Poren wird als seperate Komponente von aufgeschäumten Zementleimen betrachtet. Zunächst wurden schaumtechnologische Grundlagen aus unterschiedlichen naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen zusammengetragen. Besondere Schwerpunkte lagen dabei auf der Herstellung and der Stabilität von Schäumen sowie den Einflüssen der flüssigen Phase. Berücksichtigung fanden dabei vor allem Auswirkungen auf das rheologische Verhalten, die Mischungsstabilität und den Erstarrungsprozess, da diese die Grundlage für die gezielte Optimierung von Zementleimen als flüssige Phase eines Schaums darstellen. Ausgehend von den Grundlagen der Schaumtechnologie, den betontechnologischen Möglichkeiten zur Steuerung von Zementleimeigenschaften und Vorversuchen wurde eine Modellvorstellung für stabile Zementschäume entwickelt. Diese umfasst die Phasen der Herstellung, der Verarbeitung sowie des Ansteifens, Erstarrens und Erhärtens der Zementschäume. Dabei wurde auf das komplexe Zusammenspiel der verschiedenen Leimkomponenten und deren Einflüssen in den unterschiedlichen Phasen detailliert eingegangen. Abschließend wurde aus den theoretischen Erwägungen eine stabile Zementschaumrezeptur entwickelt, anhand derer durch Modifikationen die theoretisch hergeleiteten Zusammenhänge und stoffliche Einflüsse experimentell überprüft und weitgehend bestätigt werden konnten. Die vorliegende Arbeit hat die Intention, zum Verständnis der Zusammenhänge rund um das Einbringen von Luft in Zementleime beizutragen. Sie soll die breitere technische Nutzung geschäumter, zementgebundener Baustoffe voranbringen.

The thesis at hand deals with the unerring production of cement-bound foams. Considerations and tests are focused mainly on basic conditions and limits of physical air entrainment in cement-pastes. The air is considered as a separate component of the foamed cement-paste, influenced by the mixture and properties of the cement-paste and the foaming-process. Firstly, technical and scientific basics of foam-technology are delineated, especially basics of foam-production and the influence of the liquid phase. After this, possibilities of influencing the properties of cement-pastes are described. Special attention is paid to the rheological behaviour, mixture stability and the hardening process, as the dominating factors for the optimization of cement-pastes as liquid phase for cement-bound foams. From these basics a comprehensive model for stable cement-bound foams was developed. It includes the production, workmanship and hardening. Within this model the complex interaction of different components of cement-pastes and their influences during the three phases are described. Based on this model, important aspects of composition for foamed cement-pastes could be deduced. Finaly, according to the before mentioned aspects, a stable composition for a foamed cement-paste was developed. Modifications of this composition have been tested, in order to prove the consistency of the theoretical model and real behaviour of cement-bound foams. The intention of this thesis is to deduce main aspects of air entrainment in cement-pastes and concretes. It is supposed to be an essential step in the direction of a more extensive technical use of foamed, cement-bound building materials.