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

Fällungsreaktionen Thomas A. BIER Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Straße 28, 09596 Freiberg, Bauchemische Grundlagen

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

Fällungsreaktion

Komplexreaktionreaktion

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

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

Löslichkeitskurven C/A = 1 CAsh AH3 20 C2AH8 CAH10 Al2O3 (mm/l) 10 Übersättigt bezgl. CAH10 C/A = 1.7 C12A7sh 0 10 20 CaO (mm/l) Bauchemische Grundlagen

Chemie des Wassers

Bauchemische Grundlagen

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

Physikalisch - Chemische Untersuchungsmethoden

Qualitative Nachweismethoden

Methoden zur Bindemittelart

Bestimmung der Gipssorten

Brenn und Geruchsprobe

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

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

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

Kalorimetrie

Heat Flow - Calorimetry Quelle: Mindess/Yioung Bauchemische Grundlagen

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

Phase Development Quelle: Richards/Locher Bauchemische Grundlagen

XRD Cluster Auswertung CS 1 0 0.8 0.6 0.2 0.4 System 1 System 2 0.4 0.6 0.2 0.8 0 CAC 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 OPC Bauchemische Grundlagen

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

Chemical Shrinkage Expansion

Microstructure of CSH Phasen

Tobermorit - Crystalline CSH

Hydrous Phase - C 2 AH 8

Hydrous Phase - C 3 AH 6

Microstructural Arrangement of CAH Phasen

Microstructural Arrangement of Ettringite

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