Microstructure-property relationships in macro-defect-free cement: Fid-Bau Portal

Microstructure-property relationships in macro-defect-free cement

Lewis, J.A. / Kriven, W.M.

Makrodefektfreier Zement (MDF-Zement) wird aus hydraulischem Zement, einem wasserlöslichen Polymer und einer geringen Wassermenge unter Anwendung einer hohen Scherspannung hergestellt. Aufgrund des Fehlens makroskopischer Fehler erreichen diese Werkstoffe sehr hohe Festigkeiten. Hier wird der Einfluß der Mikrostruktur auf die Eigenschaften von MDF-Zementen aus Calciumaluminatzement und Polyvinylalkohol untersucht. Deren Gefüge besteht aus anorganischen Körnern und organischem Polymer, die durch eine kohlenstoffhaltige amorphe Zwischenphase mit (Ca2Al3O5) (H2O) Kristallitausscheidung räumlich getrennt sind. Über eine Verbindungsbildungsreaktion können Al-Ionen in das Polymernetzwerk eindringen und derart eine Bindung bewirken. Aufgrund des defektfreien Gefüges und der starken Bindung der Bindephase besitzen MDF-Zemente eine Biegefestigkeit von 150-250 MPa. Nach einer Wasserlagerung verringert sich die Festigkeit um 50 %. Die Dielektrizitätskonstante ist ebenfalls stark feuchtigkeitsabhängig, in trockenem Zustand variiert sie zwischen 8 und 10. Unter Temperatureinfluß bildet sich aufgrund der Verdampfung von Wasser und von organischem Material eine bimodale Porenverteilung aus. Eine anschließende Wasserlagerung zeigt, daß nicht die Bindephase, sondern die Polyvinylalkoholmatrix von H2O angegriffen wird. Hier erfolgen weitere Untersuchungen zur Verbesserung der Hydratationsbeständigkeit.