Charakterisierung und Kontrolle der Ettringitmorphologie zur Steuerung der Rheologie zementärer Systeme (EMORPH)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Torben Gädt; Dr. Christiane Rößler; Dr. Wolfram Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562957920

Das Projekt EMORPH zielt darauf ab, das Verständnis der Ettringitbildung im Kontext der rheologischen Eigenschaften von Frischbeton zu vertiefen. Es soll untersucht werden, wie Menge, räumliche Verteilung und Morphologie des Ettringits die Rheologie zementärer Systeme beeinflussen. Dabei wird besonders auf die Interaktionen zwischen C3A, Sulfatträgern, PCE-Fließmitteln und externen Aluminiumquellen wie calzinierten Tonen eingegangen. Im Projekt werden neue Methoden etabliert, um Größe, Form, Menge und Verteilung von Ettringit in der frühen Hydratationsphase zu charakterisieren. Dabei spielt die Kombination aus Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie eine entscheidende Rolle, um die Form und Verteilung des Ettringits präzise zu beschreiben. Ettringitparameter wie die Größe, die Menge oder die Oberfläche werden sowohl für Modellsysteme als auch zementäre Systeme quantifiziert. Es soll genau untersucht werden, wie die Variation der Fließmittelchemie einerseits und die Variation der Bindemittelchemie andererseits zu unterschiedlichen Ettringitparametern beitragen. Zusätzlich zur mikro- und nanoskaligen Beschreibung der Ettringitphasen, werden die kolloidalen und rheologischen Eigenschaften von granularen Suspensionen untersucht. Dabei wird in-situ mittels Rheomikrosopie die Scherung von Ettringitpartikeln dokumentiert und mit rheologischen Messungen an Zementsuspensionen verknüpft. Systematische Variation der Suspensionen ermöglicht Bestimmung von Fließgrenze, Viskosität aber auch Aussagen über Perkolationsvolumen und -zeit in Abhängigkeit der Ettringitparameter. Ziel ist die Verfeinerung der bestehenden rheologischen Modelle im Hinblick auf die Ettringitparameter. Durch die Kombination von experimentellen Daten und rheologischen Messungen soll ein vertieftes Verständnis der Rolle der Ettringitbildung in Bezug auf die Rheologie von Frischbeton erarbeitet werden. Alle Ergebnisse werden in Modellansätzen verwertet. Insbesondere im Kontext von zementklinkerarmen Bindemitteln sind diese Kenntnisse von großem Wert, um die Ressourceneffizienz der Bindemittel zu maximieren und die CO2-Intensität zu minimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Nicolas Roussel