Detailergebnis zu DOK-Nr. 49964
Die puzzolanische Reaktion von Steinkohlenflugasche: Kinetik und Auswirkungen auf das Betongefüge
| Autoren |
C. Müller U. Wiens |
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| Sachgebiete |
9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk 9.14 Ind. Nebenprodukte, Recycling-Baustoffe |
Beton-Informationen 40 (2000) Nr. 2/3, S. 27-35, 12 B, 24 Q
Durch Zugabe von Flugasche kann die Leistungsfähigkeit von Beton hinsichtlich bestimmter Umwelteinflüsse erheblich verbessert werden. Ursache sind die bei gleichem Gesamtporenvolumen deutlich geringeren Porendurchmesser und die dadurch bedingte Erhöhung der Dichtigkeit und des Diffusionswiderstandes der Betone. Ausgegangen wird von der Hypothese, dass sich die glasigen Bestandteile der Flugasche im alkalischen Milieu lösen und mit dem bei der Zementhydratation frei werdenden Calciumhydroxid Calciumsilikathydrat-Phasen bilden, die wiederum eine Unterbrechung des Porensystems bewirken ("pore blocking effect"). Damit wird eine puzzolanische Reaktion der Flugasche unterstellt. Als Beweis dieser Reaktion wird der Verbrauch an Calciumhydroxid in Abhängigkeit vom Flugaschegehalt mittels Thermogravimetrie untersucht. Dabei zeigt sich, dass mit zunehmendem Flugaschegehalt der untersuchten Zementsteinproben die Calciumhydroxid-Gehalte, bezogen auf den Zementgehalt, zurückgehen. Diese Reaktion erfolgt im Wesentlichen in einem Alter von 7 bis 28 Tagen und schwächt sich danach ab. Gleichzeitig steigt der Gehalt an Calciumsilikathydrat an, wobei diese Entwicklung auch längerfristig über ein Jahr hinaus verläuft. Wird eine konstante, zeitunabhängige - allerdings von Zementart und Flugascheanteil abhängige - Kalkbindung angenommen, so kann aus dem Verbrauch an Calciumhydroxid auf den Reaktionsgrad der Flugasche geschlossen werden. Für CEM I ergeben sich damit Reaktionsgrade von 12-15 % im Alter von 91 Tagen und von 12- 30 % im Alter von 365 Tagen. Bei CEM III lagen die Reaktionsraten mit 4-11 % (7 Tage) bzw. 11-24 % (365 Tage) deutlich niedriger. Die puzzolanische Reaktion läuft damit deutlich langsamer ab als die Hydratation von Portlandzement und Hüttensand.