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Rheologische Charakterisierung von Suspensionen der Calciumsilicathydrat-Synthese
Die Verknüpfung der rheologischen Eigenschaften mit den Strukturänderungen des Systems CaO-SiO2 brachte sowohl für die Rohstoffe als auch für den Ablauf der Reaktion neue Erkenntnisse. Microsilica als amorpher SiO2-Träger ist ein industrielles Beiprodukt und damit Schwankungen bezüglich der reaktiven Eigenschaften unterworfen. Es zeigt sich, dass Suspensionen reaktiver Microsilica-Chargen zeitliche Veränderungen aufweisen. Diese können mit geeigneten rheologischen Untersuchungen genauer detektiert und von weniger reaktiven Chargen unterschieden werden. Die Reaktion von Calciumhydroxid mit Microsilica in wässrigen Lösungen führt im Temperaturbereich von 65 Grad C bis 95 Grad C bereits nach kurzen Zeiträumen zu amorphen CaO-SiO2-H2O -Strukturen. Die Verfolgung der Reaktion von Ca(OH)2 und SiO2 mit rheologischen Methoden gelang durch Oszillationsmessungen. Die viskoeleastischen Eigenschaften der entstandenen gelartigen Strukturen der Proben konnten so nachgewiesen werden. Zur Charakterisierung eignet sich der Speichermodul G' in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit und der Belastungsfrequenz. Die entstehenden Strukturen konnten durch REM-Aufnahmen an den Proben nachgewiesen werden. Die Strukturuntersuchungen mit der Molybdatmethode erbrachten trotz des geringen Anteils an molybdataktivem SiO2 wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Temperatur- und Zeitabhängigkeit der sich ausbildenden Strukturen.
The combination of the rheological properties with the structural changes in the System CaO-SiO2 generates new knowledge both for the raw materials and for the course of the reaction process. Microsilica as amorphous SiO2 material is an industrial by-product and has fluctuations regarding the reactive qualities. It turns out, that suspensions of reactive Microsilica samples show temporal changes. These can be detected precisely and distinguished by less reactive samples with suitable rheological examinations. The reaction of calcium hydroxide with Microsilica in aqueous solutions leads to amorphous CaO-SiO2-H2O-structures already after a short period of time in the temperature range of 65 deg C to 95 deg C. The course of the reaction of Ca(OH)2 and SiO2 with rheological methods succeed by oscillation measuring. The viscoeleastic properties of the newly created gel-like structures of the samples could be verified with this method. The storage modulus G' is suitable for the characterization of this reaction in dependence of the reaction temperature, the reaction time and the frequency. The arising structures could be proved with SEM pictures. The structure examinations with the molybdat-method produced important knowledge despite the little portion of molybdat-active SiO2 with regard to the temperature and time dependence of the developing structures.
Rheologische Charakterisierung von Suspensionen der Calciumsilicathydrat-Synthese
Die Verknüpfung der rheologischen Eigenschaften mit den Strukturänderungen des Systems CaO-SiO2 brachte sowohl für die Rohstoffe als auch für den Ablauf der Reaktion neue Erkenntnisse. Microsilica als amorpher SiO2-Träger ist ein industrielles Beiprodukt und damit Schwankungen bezüglich der reaktiven Eigenschaften unterworfen. Es zeigt sich, dass Suspensionen reaktiver Microsilica-Chargen zeitliche Veränderungen aufweisen. Diese können mit geeigneten rheologischen Untersuchungen genauer detektiert und von weniger reaktiven Chargen unterschieden werden. Die Reaktion von Calciumhydroxid mit Microsilica in wässrigen Lösungen führt im Temperaturbereich von 65 Grad C bis 95 Grad C bereits nach kurzen Zeiträumen zu amorphen CaO-SiO2-H2O -Strukturen. Die Verfolgung der Reaktion von Ca(OH)2 und SiO2 mit rheologischen Methoden gelang durch Oszillationsmessungen. Die viskoeleastischen Eigenschaften der entstandenen gelartigen Strukturen der Proben konnten so nachgewiesen werden. Zur Charakterisierung eignet sich der Speichermodul G' in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit und der Belastungsfrequenz. Die entstehenden Strukturen konnten durch REM-Aufnahmen an den Proben nachgewiesen werden. Die Strukturuntersuchungen mit der Molybdatmethode erbrachten trotz des geringen Anteils an molybdataktivem SiO2 wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Temperatur- und Zeitabhängigkeit der sich ausbildenden Strukturen.
The combination of the rheological properties with the structural changes in the System CaO-SiO2 generates new knowledge both for the raw materials and for the course of the reaction process. Microsilica as amorphous SiO2 material is an industrial by-product and has fluctuations regarding the reactive qualities. It turns out, that suspensions of reactive Microsilica samples show temporal changes. These can be detected precisely and distinguished by less reactive samples with suitable rheological examinations. The reaction of calcium hydroxide with Microsilica in aqueous solutions leads to amorphous CaO-SiO2-H2O-structures already after a short period of time in the temperature range of 65 deg C to 95 deg C. The course of the reaction of Ca(OH)2 and SiO2 with rheological methods succeed by oscillation measuring. The viscoeleastic properties of the newly created gel-like structures of the samples could be verified with this method. The storage modulus G' is suitable for the characterization of this reaction in dependence of the reaction temperature, the reaction time and the frequency. The arising structures could be proved with SEM pictures. The structure examinations with the molybdat-method produced important knowledge despite the little portion of molybdat-active SiO2 with regard to the temperature and time dependence of the developing structures.
Rheologische Charakterisierung von Suspensionen der Calciumsilicathydrat-Synthese
Rheological characterisation for suspensions of the synthesis of calcium silicate hydrate
Schmidt, Gert (author)
Freiberger Forschungshefte, Reihe A ; 894 ; 1-160
2008
123 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
rheologische Eigenschaft , Calciumsilicathydrat , Calciumhydroxid , Strukturanalyse , strukturelle Eigenschaft , Silicafeinststaub , Reaktionsfähigkeit , Suspension , viskoelastische Substanz , Viskoelastizität , Gel , Mikrostruktur , Werkstoffgefüge , Frequenzgang , Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie
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