Nucleation in the system calciumsulphatesubhydrates / water
Final Report Abstract
Im Rahmen der Untersuchungen in diesem Projekt wurden interessante neue und weiterführende Erkenntnisse zur Keimbildung und des anschließenden Kristallwachstums bei der Hydratation von Subhydraten erzielt. Durch die Untersuchungen wurde festgestellt, dass es bei wenigen Systemen (sich sehr schnell auflösende ß-Halbhydrat) zur spontanen Keimbildung kommt, das heißt, dass die obere Grenze des Ostwald-Miers-Bereichesschnell überschritten wird. Bei allen anderen sich langsam auflösenden Systemen findet die Keimbildung nicht spontan statt. Demzufolge wurde festgestellt, in welchem Reaktionsstadium bei der Hydratation von Halbhydrat eine Keimbildung erfolgt. Es wurde der Einfluss der Lösungsgeschwindigkeit und des Übersättigungsgrads auf die Keimbildungsdichte und die Unterschiede in der Morphologie des gebildeten Dihydrats bestimmt. Durch den Einsatz verschiedener analytischer und bildgebender Verfahren wurden weitere Erkenntnisse über den Keimbildungsmechanismus gewonnen und die einzelnen Reaktionsstadien besser verstanden. Außerdem wurden nachvollziehbare Arbeitshypothesen über die Prozesse, die in den einzelnen Reaktionsstadien ablaufen, aufgestellt. Die Untersuchungen zur Bestimmung des Keimbildungsmechanismus der Halbhydrate haben gezeigt, dass es sich offensichtlich um einen Mischkeimbildungsmechanismus handelt, d.h., dass die homogene und die heterogene Keimbildung parallel stattfinden. Während die vorhandenen heterogenen Keime weiterwachsen, bilden sich wegen der vorhandenen Übersättigung an Ionen neue homogene Keime bevorzugt um die Halbhydrate und auch diese wachsen dann weiter. Wegen der verschiedenen Lösungsgeschwindigkeiten, der Übersättigungsgrade und der unterschiedlichen Mengen an heterogenen Keimen können diese Mechanismen in dem realen System parallel ablaufen. Die im Rahmen dieses Projektes erzielte Ergebnisse haben bereits mehrere Publikationen in internationalen Zeitschriften geführt. Dazu kommen eine Reihe von nationalen und internationalen Tagungsbeiträgen (Vorträge und Poster). Außerdem sind noch mehrere Publikationen in Bearbeitung.
Publications
- Investigation of the hydration of calcium sulfate hemihydrate; ZKG-International; Volume 68; Issue 5/2015 S. 48 - 52
Sakalli, Y., Pritzel, C., Trettin, R.
- Investigation of the influence of crystal morphology on the strength development of various α-hemihydrates by use of an in-situ ultrasonic technique and complementary methods; ZKG-International; Volume 69; Issue 6/2016, S18-25
Sakalli, Y., Pritzel, C., Trettin, R.
- Binding materials based on calcium sulphates; Cementitious Materials: Composition, Properties, Application; Editor H. Pöllmann; S. 285 – 309; ISBN: 978-3110473735; De Gruyter (2017)
Pritzel, C., Kowald, T., Sakalli, Y., Trettin, R.
(See online at https://doi.org/10.1515/9783110473728-010) - Influence of seed crystals and creation of seed crystals on the hydration of hemihydrate; Proceedings; 2. Global Syngyp Conference & Exhibition; 30-31. März 2017 in Düsseldorf; Editor Robert McCaffrey; Global Media Limited; Surrey; 2017 S. 7.1- 7.4
Sakalli, Y.; Pritzel, C.; Trettin, R.
- Investigation of calcium sulphate hemihydrate hydration via Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) and the influence of sample preparation on the results; Proceedings; 16th Euroseminar on Microscopy Applied to Building Materials EMABM 2017 14.-17.05.2017 in Les Diablerets, Switzerland; 2017; S. 124-127; Editor Emmanuelle Boehm-Courjault and Karen Scrivener; Lausanne
Sakalli, Y.; Pritzel, C.; Trettin R.
- Beitrag zur Alterung von Halbhydrat; Tagungsbericht 20. Internationale Baustofftagung ibausil Weimar 2018; 2018, S. 1-921 bis 1- 928; ISBN-Nr: 978-3-00-059950-7
Sakalli, Y.; Ogiemwonyi, C.; Pritzel, C.; Trettin, R.
- Hydration investigation of α-calcium sulphate hemihydrates is influenced by waste water from the foundry sand regeneration process; ZKG-International; Volume 71; Issue 3/2018; Page 36-41
Monas Kabir, S. M. F.; Pritzel, C.; Görtz, B.; Sakalli, Y.; Trettin, R.
- Investigation of hydration of various mixtures of alpha and beta hemihydrate; Tagungsbericht 20. Internationale Baustofftagung ibausil Weimar 2018; 2018, S. 1-883 bis 1-891; ISBN-Nr: 978-3-00-059950-7
Abu Zeitoun, E.; Pritzel, C.; Sakalli, Y.; Trettin, R.
- The Mechanism of the First Hydration- Dehydration Cycle of Pure α- and β-CaSO4 •0.5H2O; Advances in Materials Science and Engineering 2020(125):1-11
Pritzel, C.; Abu Zeitoun, E.; Sakalli, Y.; Trettin, R.
(See online at https://doi.org/10.1155/2020/1732621) - Investigation of C3S early hydration by Environmental Scanning Electron Microscope (ESEM) and TEM; Proceedings; 1. Virtual Global Concrete; 2. Feb. 2021; Editor Robert McCaffrey; Global Media Limited; Surrey; 2021
Pritzel, C.; Sakalli, Y.; Trettin, R.; Killian, M.
