A parametric study of the impedance characteristics of cement-aggregate systems during early hydration: Fid-Bau Portal

A parametric study of the impedance characteristics of cement-aggregate systems during early hydration

McCarter, W.J.

Aufgrund bisher fehlender Daten wird das Impedanzspektrum im Bereich zwischen 1 Hz und 15 MHz von Zement-Zuschlagstoff-Systemen in den ersten Stunden der Hydratisierung untersucht. Grundlage ist die elektrische Leitfähigkeit der Zementpaste und das Isolierverhalten des Zuschlagstoffs. Zementpasten-, Mörtel- und Betonproben werden aus Portlandzement und Zuschlagstoff mit einer Korngröße von maximal 20 mm sowie unter Verwendung von pulverisierter Brennstoffasche hergestellt. Die impedanzspektroskopischen Messungen wurden bei 20 Grad C durchgeführt. Der Durchmesser des Spektrums der Zementpasten steigt mit steigendem Wasser-Zement-Wert an, der Widerstand im Volumen ist dagegen unabhängig von diesem Wert, wie bereits früher gefunden wurde. In Mörteln steigt mit steigendem Anteil an Zuschlagstoff, der als nichtleitend zu betrachten ist, der Widerstand, bei allen Prüffrequenzen erhöht sich der komplexe Impedanzanteil. Zusätzlich bildet sich ein vom Gehalt an Zuschlagstoff abhängiger Hochfrequenzbogen aus, beruhend auf der höheren spezifischen Oberfläche des Zuschlagstoffs. In Betonen hängt der Widerstand, wie bei Mörteln, vom Anteil an Zementpaste ab. Die Abhängigkeit läßt sich mit einer logarithmischen Gleichung beschreiben, die Abhängigkeit zwischen Anteil an Zementpaste und Widerstand ist linear. Der Hochfrequenzbogen selbst ist aufgrund der Oberflächenbelegung der Zuschlagstoffpartikel fast unabhängig vom Zuschlagstoffgehalt. Zusatz von Brennstoffasche führt zur Ausbildung dreier Frequenzbögen, die auf einem Elektrodenprozeß bei niedrigen Frequenzen, einem aschenbedingten Prozeß bei mittleren Frequenzen und einem zuschlagstoffbedingten Prozeß bei hohen Frequenzen beruhen.