Quantifizierung der festigkeitsbildenden Phase in zementgebundenen Baustoffen (C-S-H)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde eine auf ATR-Infrarotspektroskopie basierende Methode zur quantitativen Analyse der festigkeitsbildenden und weitgehend röntgenamorphen C-S-H Phase in zementären Materialien entwickelt. Dazu wird die Siliziumkonzentration in den Q1 und Q2 Strukturelementen in der C-S-H Phase gemessen. Minerale die Q1 oder Q2 Struktureinheiten enthalten wurden dazu benutzt, um das Verhältnis Q1/Q2 zu kalibrieren. Damit ist auch die mittlere Kettenlänge messbar. Vollständig hydratisierter aktivierter Alit mit bekanntem Siliziumgehalt in der C-S-H-Phase wurde dazu benutzt, den Gesamt-Siliziumgehalt in der C-S-H-Phase zu kalibrieren. Plausibilitätsuntersuchungen mit hydratisierten Bindemitteln und Mörteln ergaben, dass die gemessenen Siliziumkonzentrationen in der C-S-H Phase im Bereich der erwarteten Werte liegen, die sich aus der Zusammensetzung dieser Materialien ableiten lassen. Mit dieser schnellen und preisgünstigen Methode ist es möglich nicht nur Modellsubstanzen, sondern auch reale Baustoffproben zu analysieren. Proben mit Quarz oder Carbonaten können direkt analysiert werden, auch wenn jede Anreicherung des Bindemittels die Analyse erleichtert. Andere Gesteinskörnungen müssen wegen der Überlagerung der Absorptionsbanden vor der Analyse abgetrennt werden, z.B. mittels mehrstufigem Mahlen und Absieben bzw. Klauben der Gesteinskörnung und Dichtetrennung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Infrarotspektroskopie zementärer Materialien. GDCH-Tagung Bauchemie, 18.-20.9.2017, Weimar. GDCH Monographie 52, S. 32-35, 2017
Schmidt-Döhl, F.
- Einblicke in die Zementhydratation mittels Infrarotspektroskopie. 20. Internationale Baustofftagung ibausil, 12.-14.9.2018, Weimar. Tagungsband I, S. 195-206
Schmidt-Döhl, F.
