Wirkungsmechanismen Luftporen bildender Betonzusatzmittel und deren Nachaktivierungspotenzial:
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| Format: | Thesis Book |
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| Published: |
Düsseldorf
Verl. Bau + Technik
2009
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| Series: | Schriftenreihe der Zementindustrie
73 |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Wirkungsmechanismen Luftporen bildender Betonzusatzmittel und deren Nachaktivierungspotenzial
Autor: Eickschen, Eberhard
Jahr: 2009
1 Einleitung 1
2 Stand der Erkenntnisse 2
2.1 Anwendung von Luftporenbildnern 2
2.1.1 Einfluss der Luftporenbildner auf den Frost-Tausalz-Widerstand 2
2.1.2 Anforderungen an das Luftporensystem 3
2.2 Luftporen bildende Zusatzmittel - Luftporenbildner und Wirkstoffe 4
2.2.1 Entwicklung der Luftporenbildner 4
2.2.2 Rohstoffe und chemische Zusammensetzung 5
2.2.3 Wirkungsweise der Luftporen bildenden Zusatzmittel 8
2.2.3.1 Herabsetzung der Oberflächenspannung wässriger Lösungen 8
2.2.3.2 Anlagerung in der Grenzfläche Luft/Wasser 8
2.3 Luftporenbildung in Wasser, Zementleim und Beton 10
2.3.1 Stabilisierung von Luftblasen in Wasser mit Luftporenbildnern 10
2.3.2 Luftporenbildung mit Luftporenbildnern in Zementleim 12
2.3.2.1 Sorption bzw. Ausfällung der Luftporenbildner 12
2.3.2.2 Stabilisierung von Luftblasen 14
2.3.2.3 Anheftung der Luftblasen an Zementpartikel 14
2.3.3 Luftporenbildung in Mörtel und Beton 15
2.3.3.1 Beton ohne Luftporenbildner 15
2.3.3.2 Beton mit Luftporenbildner 16
2.3.4 Stabilität des Luftporensystems 18
2.3.4.1 Veränderung des Luftporengefüges und des Luftporengehalts 18
2.3.4.2 Nachträgliche Erhöhung des Luftporengehalts 20
2.4 Einflüsse auf die Luftporenbildung 21
2.4.1 Betonzusammensetzung 21
2.4.1.1 Luftporenbildner 21
2.4.1.2 Zement 21
2.4.1.3 Sand bzw. Sieblinie 22
2.4.1.4 Fließmittel/Verflüssiger 22
2.4.1.5 Zement-und Wassergehalt, Konsistenz 23
2.4.2 Herstellung und Verarbeitung 23
2.4.2.1 Mischen 23
2.4.2.2 Transport 23
2.4.2.3 Betoneinbau 24
2.4.2.4 Frischbetontemperatur 24
2.5 Einfluss der Luftporenbildner auf sonstige Betoneigenschaften 24
2.5.1 Frischbetoneigenschaften 24
2.5.1.1 Wasseranspruch 24
2.5.1.2 Verarbeitbarkeit 24
2.5.2 Festbetoneigenschaften 25
2.5.2.1 Frost-Tausalz-Widerstand 25
2.5.2.2 Festigkeit 25
2.5.2.3 Verschleißwiderstand 26
2.5.2.4 Wasseraufhahme, Wasserdurchlässigkeit 26
2.5.2.5 Formänderung 26
2.6 Prüfverfahren 26
2.6.1 Frischbeton 26
2.6.1.1 Gesamtluftgehalt 26
2.6.1.2 Luftporenkennwerte 2^
2.6.2 Festbeton 27
2.7 Zusammenfassung ^0
3 Ziel und Umfang der Untersuchungen 31
4 Versuchsdurchführung 3
4.1 Ausgangsstoffe 33
4.1.1 Zement 33
4.1.2 Hüttensand 34
4.1.3 Luftporenbildner und Wirkstoffe 34
4.1.4 Gesteinskörnung ¦
4.1.5 Zugabewasser 3
4.2 Zusammensetzung, Herstellung und Lagerung 3^
4.2.1 Zementleim und Porenlösung
4.2.2 Mörtel 35
4.2.2.1 Allgemeines ¦
4.2.2.2 Vorversuch 36
4.2.2.3 Luftporenbildung in Abhängigkeit von der Mischzeit 3
4.2.3 Beton 38
4.2.3.1 Allgemeines 38
4.2.3.2 Vorversuch 38
4.2.3.3 Luftporenbildung in Abhängigkeit von der Mischzeit 4^
4.3 Angewendete Untersuchungsmethoden und -verfahren 4
4.3.1 Charakterisierung der LP-Bildner und Wirkstoffe 40
4.3.1.1 Allgemeines 40
4.3.1.2 Bestimmung des pH-Werts 41
4.3.1.3 Bestimmung der Dichte
4.3.1.4 Bestimmung der Oberflächenspannung 4
4.3.1.5 Bestimmung des Feststoffgehalts
4.3.1.6 IR-Spektren 41
4.3.1.7 Bestimmung des TOC-Gehalts 41
4.3.2 Frischmörtel- bzw. Frischbetonprüfungen 41
4.3.3 Prüfungen des erhärteten Mörtels bzw. Festbetons
4.3.3.1 Druckfestigkeit 42
4.3.3.2 Frost-Tausalz-Widerstand 42
4.3.3.3 Bestimmung der Luftporenkennwerte
4.3.4 Löslichkeit der Zusatzmittel in Calciumhydroxidlösung
4.3.5 Schaumbildungsvermögen der Zusatzmittel
4.3.6 Sorption der Zusatzmittel an Zement
4.3.7 Stabilität des Luftporengefüges (Flotationsversuche) 44
5 Darstellung und Erörterung der Untersuchungsergebnisse 45
5.1 Eigenschaften der Luftporenbildner und Wirkstoffe 45
5.1.1 Chemische Zusammensetzung 45
5.1.2 Weitere Kennwerte 48
5.1.2.1 Feststoffgehalt 48
5.1.2.2 pH-Wert 48
5.1.2.3 Oberflächenspannung 48
5.1.3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 50
5.2 Einflussder Wirkstoffart auf das Nachaktivierungspotenzial 50
5.2.1 Allgemeines 50
5.2.2 Konsistenz und Druckfestigkeit der Mörtel 51
5.2.3 Einfluss der Mörtelzusammensetzung auf die Luftporenbildung 52
5.2.3.1 Erforderliche Zugabemenge in Abhängigkeit von der
Mörtelzusammensetzung 52
5.2.3.2 Luftporenkennwerte des erhärteten Mörtels 53
5.2.4 Luftporenbildung in Abhängigkeit von der Mischzeit 55
5.2.4.1 Luftporenbildung im Frischmörtel 55
5.2.4.2 Luftporenkennwerte des erhärteten Mörtels 57
5.2.5 Charakterisierung der unterschiedlichen Luftporenbildung 58
5.2.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 60
5.3 Einflussder Wirkstoffart auf die Luftporenbildung 61
5.3.1 Allgemeines 61
5.3.2 Schaumbildungsvermögen der Zusatzmittel 62
5.3.3 Ausfallen der Zusatzmittel in Calciumhydroxidlösung 64
5.3.4 Sorption der Zusatzmittel an Zement 65
5.3.5 Anheftung der Luftblasen an Zementpartikel (Flotationsversuche) 67
5.3.5.1 Allgemeines 67
5.3.5.2 Ergebnisse der Flotationsversuche 68
5.3.6 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 69
5.4 Luftporenbildung im Beton 70
5.4.1 Allgemeines 70
5.4.2 Vorversuch 70
5.4.3 Luftporenbildung in Abhängigkeit von der Mischzeit 77
5.4.3.1 Einfluss des Luftporenbildners 77
5.4.3.2 Einfluss der Mischungszusammensetzung und der Frischbetontemperatur 78
5.4.3.3 Luftporenkennwerte des Festbetons 81
5.4.4 Frost-Tausalz-Widerstand 82
5.4.5 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 83
6 Qualitatives Modell zur Beschreibung der Luftporenbildung in
Abhängigkeit von der Mischzeit und der Art und Zugabemenge des
Wirkstoffs (Nachaktivierungspotenzial) 84
6.1 Beschreibung des Modells 84
6.1.1 Allgemeines 84
6.1.2 Einflüsse auf die Luftporenbildung 85
6.1.2.1 Schaumbildung 85
6.1.2.2 Löslichkeit der Calciumsalze - Ausfällung in Calciumhydroxidlösung 86
6.1.2.3 Sorption 87
6.1.2.4 Anheftung der Luftblasen an Zementpartikel (Flotation) 87
6.1.2.5 Luftporenbildung im Beton 89
6.1.3 Ursache für den nachträglichen Anstieg des Luftgehalts in der Praxis 90
6.1.3.1 Einfluss der Wirkstoffart 90
6.1.3.2 Ursache für das gehäufte Auftreten des Phänomens im Sommer 92
6.1.4 Einfluss auf das Luftporengefüge 93
6.2 Empfehlungen für die Praxis 93
7 Zusammenfassung und Ausblick 96
7.1 Allgemeines 96
7.2 Erstellung einer Datenbank zur Charakterisierung der Zusatzmittel 97
7.3 Luftporenbildung im Mörtel in Abhängigkeit von Art und Zugabemenge des
Zusatzmittels und der Mischzeit 98
7.4 Einfluss der Wirkstoffart auf die Luftporenbildung 98
7.4.1 Übersicht 98
7.4.2 Sorption 98
7.4.3 Schaumbildung 98
7.4.4 Ausfällung in der Porenlösung 99
7.4.5 Flotierbarkeit von Zement 99
7.5 Modell zum wirkstoffabhängigen Nachaktivierungspotenzial des Betons 99
7.6 Empfehlungen für die Praxis 100
7.7 Ausblick 101
8 Literaturverzeichnis 102
9 Anhang l 9
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