Hydratations- und Strukturmodell für Zementstein: Fid-Bau Portal

Hydratations- und Strukturmodell für Zementstein

Nothnagel, Reinhard

Die Strukturmodellierung von mineralischen Baustoffen ermöglicht die Erforschung der Einflüsse, des Verhaltens und deren Ursachen in einem virtuellen Labor. Ein Ziel ist es deshalb, die Strukturdarstellung der Modelle weitgehend zu präzisieren, um ein breites Anwendungsfeld zu gestatten. Gerade bei heterogenen Materialien, wie auch Zementstein, sind die makroskopisch feststellbaren Eigenschaften in der Mikrostruktur begründet. Mit dem hier entwickelten Modell ist es möglich, einen großen Teil der für das Materialverhalten wichtigen Kapillarporosität im Zementstein als dreidimensionale Struktur darzustellen. Ausgehend vom Zementleim wird die Struktur in Abhängigkeit von der Hydratationsdauer und den Erhärtungsbedingungen (Feuchtesättigung, Temperatur) berechnet. In der Beschreibung des Zementleims als Status zu Beginn der Hydratation werden die Ausgangsparameter, wie Partikelgrößenverteilung des Zementes, Wasserzementwert und die Neigung der Partikel zur Agglomeration, berücksichtigt. Das Hydratationsmodell wurde auf der Basis der volumetrischen Ansätze von Powers und Brownyard entwickelt. Entsprechend geht die mineralische Komposition des Zementes verschmiert in die Bilanz der betrachteten Phasen ein. Diese sind: Zement, innere und äußere Produkte, Gelporosität und die gesättigte/ungesättigte Kapillarporosität.