Einfluss der Granulometrie von Feinstoffen auf die Rheologie von Feinstoffleimen: Fid-Bau Portal

Einfluss der Granulometrie von Feinstoffen auf die Rheologie von Feinstoffleimen

Geisenhanslüke, Carsten

Durch Untersuchung verschiedener Partikelgemische mit einer Korngröße unter 125 Mikrometer war der Einfluss der Granulometrie dieser Feinstoffe auf das rheologische Verhalten von Feinstoffleimen zu bestimmen. Diese Feinpartikel beeinflussen vor allem die Frisch- und Festbetoneigenschaften. Daraus wurden Algorithmen abgeleitet, mit denen die Viskosität und die Fließgrenze von Feinstoffleimen nach dem Bingham-Modell berechnet werden kann. Das rheologische Verhalten der Feinstoffleime wurde an Leimen in einem schubspannungsgesteuerten Rheometer bestimmt. Gemessen wurden die Viskosität und die Fließgrenze. Aus diesen Werten wurde anschließend mit Hilfe von zwei eigens entwickelten Algorithmen die Packungsdichte und die so genannte viskositätsrelevante Oberfläche der Ausgangsstoffe berechnet. Die viskositätsrelevante Oberfläche ist die Summe der Oberflächen, die tatsächlich einen relevanten Einfluss auf die Viskosität haben. Die so berechnete Oberfläche wurde anschließend mit der gemessenen Viskosität der Feinstoff-Leime korreliert. Des weiteren wurde aus der viskositätsrelevanten Oberfläche und der Packungsdichte die Wasserfilmdicke auf und zwischen den Partikeln für bestimmte Wassergehalte errechnet und wiederum mit der Viskosität korreliert. In beiden Fällen ergaben sich signifikante Abhängigkeiten. Daraus wurde wiederum wurde ein Algorithmus abgeleitet, mit dem aus der viskositätsrelevanten Oberfläche die Viskosität von Feinstoffleimen errechnet werden kann. Ein enger Zusammenhang wurde auch zwischen dem Feinheitsparameter, der sich aus der Korngrößenverteilung ableiten lässt, und der Fließgrenze der Feinstoffleime festgestellt. Der Anteil der feinsten Partikel in einem Feinstoff bestimmt, wann ein Leim vom Ruhezustand in das Fließen übergeht. Mit den entwickelten Algorithmen ist es möglich, weit zutreffender als bisher die Fließgrenze und die Viskosität eines Feinstoff-Leims vorherzusagen, wenn die Kornzusammensetzung und die Kornform der Partikel bekannt sind. Somit bieten sich zukünftige Möglichkeiten, den Einfluss von Feinstoffen auf die Verarbeitbarkeit von Leimen, Mörteln und Betonen rechnerisch zu bestimmen und dadurch den bisher nötigen hohen experimentellen Untersuchungsaufwand für die Stoffoptimierung deutlich zu verringern.