Dynamische Korngrößenmessungen zur Verfolgung des Hydratationsverlaufs von Zementen im frühen Stadium
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projekts wurde eine neuartige Messtechnologie etabliert. Diese ermöglicht eine zeitlich engmaschige und granulometrisch hoch aufgelöste Verfolgung des Partikelwachstums von reaktiven Suspensionen wie z.B. Zementleim. Anhand der Messergebnisse können sowohl nach außen gerichtetes Partikelwachstum als auch Verminderungen von Partikelgrößen erfasst werden. Auf Basis des Kugelmodells können Aussagen zum Reaktionsfortschritt in der Suspension erfolgen. Dabei wird eine Zunahme der Partikelabmessungen dem Aufwachsen von Reaktionsprodukten zugeschrieben. Die Messergebnisse sind ein experimentell basiertes Pendant zu Simulationsrechnungen und taugen zur Verifizierung von Modellvorstellungen sowie zur Kalibrierung von rechnergestützten Simulationen. Die Auswertemethode stützt sich auf die fraktionsweise Auswertung von Teilfraktionen des gemessenen Kornbandes mit Hilfe von bekannten granulometrischen Größen wie Medianwert und mittlerer Partikeldurchmesser. Unter Nutzung der dynamischen Korngrößenmessung wurden die Partikelgrößenänderungen von Bindemittelsuspensionen unter verschiedenen Reaktionsbedingungen und stofflichen Voraussetzungen erforscht. Der Einfluss der Reaktionstemperatur auf dem Reaktionsfortschritt ist sehr gut verfolgbar. Ebenso ist der Einfluss von rheologisch wirksamen und verzögernden Zusatzmitteln gut darstellbar. Der Einfluss des Wassergehalts auf das Partikelgrößenwachstum ist bei extrem niedrigen und hohen w/z-Werten gut erkennbar, während mittlere w/z-Werte von ca. 0,45 bis 0,6 keine wesentlichen Änderungen des Partikelwachstums erkennen lassen. Unplanmäßige Änderungen im Bearbeitungsverlauf betreffen: - den Einfluss des Wassergehalts, dessen weitere detaillierte Verfolgung eingestellt wurde, - die Aufnahme von Temperaturreihen, um den wichtigen Einfluss der Reaktionstemperatur auf die Reaktionskinetik zu erfassen, - die Anzahl der untersuchten Zemente, die aus Kapazitätsgründen beträchtlich reduziert wurde und - die Untersuchung von synthetischen Hauptklinkerphasen, um mit Kenntnis des Verhaltens dieser monomineralischen Phasen besser das Hydratationsgeschehen des multimineralischen Portlandzements zu erfassen.
