Bauchemische Grundlagen. Fällungsreaktionen. Thomas A. BIER. Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Straße 28, Freiberg,

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Ute Abel
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1 Fällungsreaktionen Thomas A. BIER Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Straße 28, Freiberg, Bauchemische Grundlagen

2 Chemische Physikalische Reaktionen Säure Base Reaktion Redoxreaktion Fällungsreaktion Komplexreaktion Hydratation Heterogen - homogen Exotherm endotherm Adsorption Desorption Lösung - Fällung Zementhydratation Bauchemische Grundlagen

3 Fällungsreaktion

4 Fällungsreaktion

5 Fällungsreaktion

6 Fällungsreaktion

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8 Fällungsreaktion

9 Fällungsreaktion

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11 Fällungsreaktion

12 Fällungsreaktion

13 Fällungsreaktion

14 Fällungsreaktion

15 Komplexreaktionreaktion

20 Hydratationskreislauf Die Zementhydrate sind schwerer löslich als die Zementphasen ( CA und C12A7) Untersättigte Lösung = Gesättigte Lösung Wasser Zement In Lösung Ausfällung von Hydraten Keimbildung Hydratphasen Gesättigte Lösung = Übersättigte Lösung Die Hydratphasenbildung hängt ab von Temperatur Keimbildung- und Keimwachstumsgeschwindigkeiten C/A Verhältnis Löslichkeit der einzelnen Hydratphasen etc. Bauchemische Grundlagen

21 Hydratation und Wells Kurven Ionenkonzentration [Ca 2+ ] [Al(OH) 4- ] A B Lösungsphase Induktionsperiode B Massive Hydratphasenbildung C Zeit Bauchemische Grundlagen

22 Löslichkeitskurven C/A = 1 CAsh AH3 20 C2AH8 CAH10 Al2O3 (mm/l) 10 Übersättigt bezgl. CAH10 C/A = 1.7 C12A7sh CaO (mm/l) Bauchemische Grundlagen

23 Chemie des Wassers

29 Bauchemische Grundlagen

30 Methoden Chemische Methoden Nasschemie Röntgenfluoreszenz Kalorimetrie Leitfähigkeitsmessung Mineralogische Methoden Röntgendiffraktometrie Thermische Analyse ESEM Bestimmung von Elementen, Oxiden, Ionen Röntgenfluoreszenz Wärmetönung Leitfähigkeit Bestimmung von Kristallinen Substanzen Substanzen mit Phasenumwandlungen Morphologie Bauchemische Grundlagen

31 Physikalisch - Chemische Untersuchungsmethoden

32 Qualitative Nachweismethoden

33 Methoden zur Bindemittelart

34 Bestimmung der Gipssorten

35 Brenn und Geruchsprobe

36 Physikalisch - Chemische Untersuchungsmethoden Conductivity in suspension Electrical conductivity = f(t) Chemical reactor (suspension) Ion concentration = f(t) Calorimetry on paste Heat flow = f(t) Rheology on paste Torque = f(t) Time Bauchemische Grundlagen gel time

37 Meßmethoden zur Charakterisierung der Hydratationskinetik Leitfähigkeit Zeit Lösungsphase Induktions periode Massive Hydratphasenbildung Wärmefluß Zeit Bauchemische Grundlagen

38 Versuchsaufbau der Leitfähigkeitsmessung Rührer Zement in Suspension Leitfähigkeitssonde Kühlkreislauf Leitfähigkeitsmeßgerät Doppelwandbecher Kühlkreislauf Bauchemische Grundlagen

39 Kalorimetrie

40 Heat Flow - Calorimetry Quelle: Mindess/Yioung Bauchemische Grundlagen

41 IR und XRD Röntgenbeugungdiagramm PZ Klinker IR Spektren von PZ Klinkerphasen Bauchemische Grundlagen

42 Phase Development Quelle: Richards/Locher Bauchemische Grundlagen

43 XRD Cluster Auswertung CS System 1 System CAC OPC Bauchemische Grundlagen

46 1. Abgabe des Hydratwassers : mit m = 12,33 Ma% 2. Abgabe von Kohlenmonoxid unter Bildung von Calciumcarbonat: mit m = 19,17 Ma% bezogen auf Ausgangsmasse Calciumoxalat Monohydrat 3. Abgabe von Kohlendioxid unter Bildung von Calciumoxid: mit m = 30,01 Ma% bezogen auf Ausgangsmasse Calciumoxalat Monohydrat. Bauchemische Grundlagen

47 Chemical Shrinkage Expansion

48 Microstructure of CSH Phasen

49 Tobermorit - Crystalline CSH

50 Hydrous Phase - C 2 AH 8

51 Hydrous Phase - C 3 AH 6

52 Microstructural Arrangement of CAH Phasen

53 Microstructural Arrangement of CAH Phasen

54 Microstructural Arrangement of CAH Phasen

55 Microstructural Arrangement of Ettringite

56 Produkteigenschaften, Rheologie und Hydratationskinetik Zuschläge Beton Füller Zement Wasser Zusatzmittel Binder Ausbreitmaß = f(t) RHEOMETER CALORIMETER Dispersion Ausbreitmaß Verarbeitungszeit WT Lösung Pi Hydratation Pm Time Drehmoment = F(T) Wärmefluß= F(T) Verzögerung Bauchemische Grundlagen

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