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Die Abbindegeschwindigkeit von Zement-Suspensionen und Feuerbetonen - der Einfluss des Mischvorgangs

Krause, O. / Klein, T. / Tischer, D. / Schwarz, K. / Kuhn, M. / Kasper, J.

Der Fokus der Untersuchung liegt bei den rheologischen Eigenschaften und dem Abbindeverhalten von Feuerbetonen in Abhängigkeit von Mischenergie im trocknen und nassen Zustand. Die richtige Einstellung der Mischzeit und -geschwindigkeit auch vor der Wasserzugabe ist eine wirksame Maßnahme zur Förderung des Verdichtungsverhaltens der Feuerbetone. Die Produkte weisen eine erhöhte Homogenität sowie verbesserte Eigenschaften im Besonderen mit Hinblick auf Rheologie, Dichte, offener Porosität und mechanischer Festigkeit auf. Die viel versprechenden Ergebnisse zeigen andererseits, dass die Beurteilung von Entwicklungs- und Forschungsergebnissen vermehrt in qualitativer Hinsicht erfolgen sollte Gegenwärtig wird die Aufbereitungsroutine von Feuerbetonen in Forschungs- und Entwicklungsarbeiten nicht klar kommuniziert. Das Mischverfahren muss unerlässlicher Teil der Beschreibung des Herstellungsverfahrens werden. Künftige Entwicklung von Feuerbetonen werden sich konsequenter als bisher auf die Optimierung der Partikelgrößenverteilung mikrofeiner Komponenten fokussieren, um so Erzeugnisse mit verbesserter Haltbarkeit im Betrieb herstellen zu können. Durch diese zunehmend komplexere Gestaltung von Feuerbetonen, werden die Anforderungen an eine umfassende Homogenisierung bedeutend ansteigen. Für eine einwandfreie Deagglomeration ohne unerwünschte Erwärmung der Mischung und daraus resultierenden kürzeren Verarbeitungszeiten ist es daher notwendig, die optimale Mischenergie eines Feuerbetons festzulegen. Wie bereits von vielen Autoren berichtet wurde, ist die Abbindegeschwindigkeit von Zement-Wasser-Suspensionen in der gewünschten Genauigkeit nicht vorhersehbar. Als Nebeneffekt des genannten Projekts kann gezeigt werden, dass der Beginn der Kristallisation der Zement-Hydrat-Phasen, welche mit dem Abbinden der Wasser-Zement-Suspension in einer Wechselbeziehung steht, in starker Abhängigkeit zur Mischenergie steht. Der Beginn des Temperaturanstiegs und die Charakteristik der Temperaturentwicklung, steht in direktem Zusammenhang mit dem Deagglomerationsgrad der Zementpartikel, welcher durch den Mischvorgang erreicht werden kann.

This paper reports on the results of a science project conducted during the last two years. In this project a focus was set on the rheological and setting properties as a function of the mixing energy applied in dry and wet state. A proper adjustment of mixing time and velocity even prior to the water addition is a powerful measure to enhance the compaction properties of concretes. The products are more homogenous and show improved properties with special regard to their rheology, density, open porosity and mechanical strength. On the other hand, these encouraging results depict that results in development and research work should be read in a more qualitative way unless the preparation routine of test specimen are clearly communicated. It has to be proposed, that the mixing procedure should be an indispensable part of the procedure description. Future developments of refractory castables will even focus more consequently on the design of the particle distribution of the micro fine components in order to produce products with enhanced durability in service. However, if the matrix design turns more complex the requirements for a perfect homogenization increase exceptionally. It is necessary to define the optimum mixing energy for a proper deagglomeration without an unwanted warming of the mix that will lead to shorter pot times. As reported by many authors the setting velocity of plain cement-water suspensions is not predictable in a wanted correctness. As a spinoff of the said project, it can be shown, that the starting time of the crystallization of cement hydrate phases that correlates with the setting of the water cement suspensions is strongly dependent on the mixing energy. The starting time of the temperature increases and the distinct slope of the temperature evolution is a function of the deagglomeration degree of the cement particles during mixing.