Reducing Ettringite- and Thaumasiteformation in damaged sulfate containing Masonry
Final Report Abstract
Die Zugabe verschiedener KSE zu verschiedenen Zement-Gips-Gemischen zeigte deutlich differenzierte Ergebnisse. lnsbesondere KSE C scheint eine sehr positive Wirkung auf die Unterdrückung der Dehnungen zu haben. Hier konnten deutlich niedrigere Portlanditgehalte im Phasenbestand nachgewiesen werden. Ob diese mit einem zunehmenden bzw. geänderten C-S-H-Phasenbestand einhergehen, muss im Weiteren noch geklärt werden. Dafür ist eine Verfeinerung der PONKCs-Berechnung und das Arbeiten mit einer intensiveren Röntgenquelle für derart geringe Konzentrationen (KSE im Baustoffsystem) notwendig. NMR-Untersuchungen zeigten für ein Zementsystem durch die Anwendung des KSE C ein deutlich erhöhtes Q2/Q1-Verhältnis, was auf eine höhere Verknüpfung der C-S-H-Phasen und ein geringeres C/S-Verhältnis hinweist. Durch die Anwendung von KSE konnten die Druckfestigkeiten der untersuchten Probekörper bedeutend gesteigert werden. Mit einem Färbetest könnte die vollständige Durchdringung der Proben mit KSE nachgewiesen werden. Das Kapillarporensystem änderte sich durch die Anwendung der KSE nicht wesentlich. Die Zugabe von Kieselsäureestern in einem geringen Masseanteil hat, sowohl während der Anfangshydratation mit KSE, als auch bei einer späteren Zugabe der KSE (hier nach 28 d Hydratationszeit) einen deutlich nachweisbaren Einfluss auf das Gefüge der hydratisierenden silicatischen Hauptklinkerphasen. Durch die sofortige Zugabe der KSE wird die Hydratation der silicatischen Klinkerphasen verzögert. Organische Substanzen waren bei sofortiger Zugabe der KSE nach 2 Tagen Hydratationszeit nicht mehr nachweisbar, d.h. die Hydrolyse und die Polykondensation scheinen unter diesen Umständen sehr schnell abzulaufen. Bei einer späteren Zugabe der KSE zum hydratisierenden Gefüge wurde die Hydrolyse der KSE A, B und E gebremst. Unter diesen Reaktionsbedingungen scheint die Reaktion der KSE deutlich von der Art der KSE abzuhängen. Die C2S-Proben mit Zugabe von KSE C und D (geringere Dehnung) zeigten nach 28 Hydratationszeit deutlich weniger Portlandit als die Referenzproben. Dies ist ein lndiz für einen höheren Verbrauch von Calcium für die Bildung neuer C-S-H-Phasen. Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass die Reaktionsprodukte der KSE, welche im Zementstein eine geringere Dehnung verursachten, ein höheres O/Si-Verhältnis aufweisen. Dies weist auf eine geringere Verknüpfung der SiO4-Tetraeder hin. Weiterhin reagieren KSE in einem alkalischen Milieu (entsprechend der Porenlösung im Beton und Mörtel) deutlich anders als im neutralen. Diese Phasen sind meist siliciumreicher und enthalten Alkalien, was auf einen geringeren Polymerisationsgrad infolge eines höheren pH-Wertes bei der Polykondensation hinweist. Dies prädestiniert die Anwendung geeigneter KSE für das alkalihaltige Zementsystem. Praxisnahe Untersuchungen müssen die theoretischen Erkenntnisse verifizieren, um das immer noch ungelöste Problem der Treibmineralbildung in Systemen mit sulfatischen und hydraulischen Anteilen gut zu lösen. lnsbesondere in kalkreichen Systemen scheint die Anwendung geeigneter KSE gut zu funktionieren um eine Treibmineralbildung (Thaumasit) zu unterdrücken.
Publications
- Differenzierte Quantifizierung röntgenamorpher Phasen mittels PONKCS in praxisnahen Labormischungen. Tagungsband der 19. lnternationalen Baustofftagung ibausil, F. A. Finger-lnstitut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, 2015, Band 1, S. 669-675
Kletti, H.; lsserstedt, A.; Eckart, A.; Wolf, B.; Ludwig, H.-M.
- Reduzierung der Ettringit- und Thaumasitbildung im Zementstein durch die Einwirkung von Kieselsäureestern. Tagungsband der 19. lnternationalen Baustofftagung ibausil, F. A. Finger-lnstitut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, 2015, Band 1, S. 677-684
Eckart, A.: Ludwig, H.-M.
