Omega-Methoxypoly(ethylenoxid)-Methacrylsäureester-co-Methacrylsäure-co-Methallylsulfonsäure-Polycarboxylate als Fließmittel für ultra-hochfesten Beton: Synthese, Wirkmechanismus und Untersuchungen zum Synergismus von selektiv adsorbierenden Polymergemischen
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Aachen
Shaker
2011
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG 1
1.1 EINLEITUNG 1
1.2 AUFGABENSTELLUNG 2
2. THEORETISCHER HINTERGRUND 4
2.1 DER BAUSTOFF ULTRA-HOCHFESTER BETON (UHPC) 4
2.2 SCHWERPUNKTPROGRAMM DER DEUTSCHEN FORSCHUNGSGEMEINSCHAFT ZU UHPC 5
2.3 VERFLUESSIGER UND FLIESSMITTEL FUER BETON 7
2.3.1 LIGNOSULFONAT UND POLYKONDENSATE 8
2.3.2 POLYCARBOXYLATE UND *SMALL MOLECULE FLIESSMITTEL 10
2.3.3 SYNTHESE METHACRYLSAEUREESTER-BASIERTER POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL
16
2.3.4 WIRKMECHANISMUS DER POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL 18
3. EXPERIMENTELLER TEIL 21
3.1 GESAMTREZEPTUR FUER ULTRA-HOCHFESTEN BETON 21
3.2 CHEMISCHE, MINERALOGISCHE UND PHYSIKALISCHE CHARAKTERISIERUNG DER
ZEMENTE UND MIKROSILIKA-PROBEN 21
3.3 SYNTHESE DER POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL AUF METHACRYLSAEUREESTER-
BASIS 27
3.4 POLYMERNACHBEHANDLUNG, POLYMERCHARAKTERISIERUNG 30
3.4.1 FESTSTOFFGEHALT 30
3.4.2 GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE 31
3.4.3 DIALYSE DER POLYCARBOXYLATE 31
3.4.4 GEFRIERTROCKNUNG 32
3.4.5 LOESLICHKEIT DER POLYMERE IN UHPC-PORENLOESUNG 33
3.4.6 ANIONISCHE LADUNGSMENGE DER POLYMERE 34
3.5 DISPERGIERWIRKUNG DER POLYCARBOXYLATE 35
3.5.1 MANUELLES ANMISCHEN DER LEIME 35
3.5.2 LEIMPRAEPARATION MITTELS WARING-BLENDER 36
3.5.3 ZEMENTHYDRATATION (ISOTHERME WAERMEFLUSSKALORIMETRIE) 37
3.6 ADSORPTIONSUNTERSUCHUNGEN 38
3.6.1 FILTRATGEWINNUNG MITTELS DRUCKFILTRATION IN EINER HPHT-ZELLE 38
3.6.2 FILTRATGEWINNUNG MITTELS STEMPELPRESSE 39
3.6.3 FILTRATCHARAKTERISIERUNG: IC, AAS, TOC 41
3.6.4 HERSTELLUNG DER MIKROSILIKA-SUSPENSIONEN 41
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009764705
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
II INHALTSVERZEICHNIS
3.6.5 FLIESSMASS UND ADSORPTIONSBESTIMMUNG DER MIKROSILIKA- SUSPENSIONEN
42
3.6.6 ZETA POTENTIAL-MESSUNGEN 43
3.6.7 UHPC-BETONVERSUCHE 45
3.7 UNTERSUCHUNGEN AM TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY 46
3.7.1 FLIESSMITTEL 46
3.7.2 CHARAKTERISIERUNG DER AUSGANGSSTOFFE 47
3.7.3 LEIMPRAEPARATION 51
3.7.4 RHEOMETRIE 53
3.7.5 ISOTHERME WAERMEFLUSSKALORIMETRIE 53
4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 54
4.1 CHARAKTERISIERUNG DER ZEMENTE UND MIKROSILIKA 54
4.2 POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL AUF METHACRYLSAEUREESTER-BASIS 55
4.2.1 SYNTHESE 55
4.2.2 CHARAKTERISIERUNG DER SYNTHETISIERTEN POLYCARBOXYLATE 60
4.2.2.1 FESTSTOFFGEHALT 60
4.2.2.2 GELPERMEATIONSCHROMATOGRAPHIE 60
4.2.2.3 KLASSIFIZIERUNG DER LOESUNGSSTRUKTUREN 64
4.2.2.4 CHARAKTERISIERUNG DER INDUSTRIEPRODUKTE 66
4.2.2.5 LOESLICHKEIT DER POLYCARBOXYLATE IN UHPC-PORENLOESUNG 67 4.2.2.6
ANIONISCHE LADUNGSMENGE 67
4.2.2.7 ELEMENTARANALYSE 68
4.3 POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL AUF BASIS ALLYLETHER/MALEINSAEURE 70
4.4 STRUKTUR-WIRKUNGSBEZIEHUNG VON POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTELN FUER UHPC
72
4.4.1 WIRKSAMKEIT VON METHACRYLSAEUREESTER-BASIERTEN POLYCARBOXYLATEN MIT
UNTERSCHIEDLICHER STRUKTUR 72
4.4.1.1 EFFEKTIVITAET BEI MANUELLEM ANMISCHEN DES LEIMES 72
4.4.1.2 EFFEKTIVITAET BEI ANMISCHEN DES LEIMES MIT DEM WARING-BLENDER 77
4.4.2 KURZZUSAMMENFASSUNG 79
4.4.3 SYNERGISTISCHE KOMBINATIONEN VON POLYCARBOXYLATEN
UNTERSCHIEDLICHER POLYMER-ARCHITEKTUREN 80
4.4.4 VERZOEGERUNG DER ZEMENTHYDRATATION 84
4.4.5 KURZZUSAMMENFASSUNG 86
4.5 DISPERGIERMECHANISMUS VON UHPC-FLIESSMITTELN 87
4.5.1 IONISCHE ZUSAMMENSETZUNG DER UHPC-PORENLOESUNG 87
4.5.2 ADSORPTION VON POLYCARBOXYLAT AUF ZEMENT 90
4.5.3 SELEKTIVE ADSORPTIONEN VON POLYCARBOXYLATEN AUF ZEMENT UND
MIKROSILIKA 93
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS III
4.6 VERFLUESSIGUNG VON MIKROSILIKA IN ALKALISCHER, CA 2*-HALTIGER
SYNTHETISCHER PORENLOESUNG 98
4.7 MECHANISMUS DER DISPERGIERUNG VON MIKROSILIKA DURCH POLYCARBOXYLATE
102
4.7.1 ZWEISTUFIGES ADSORPTIONSMODELL 102
4.7.2 DICHTE DER OBERFLAECHENBELEGUNG VON MIKROSILIKA MIT
POLYCARBOXYLATEN 106
4.7.3 ZUSAMMENFASSUNG 113
4.8 ANWENDUNGSTECHNISCHE AUSPRUEFUNG DER SYNTHETISIERTEN
POLYCARBOXYLAT-FLIESSMITTEL IM UHPC 115
4.8.1 ENTSCHAEUMUNG DER POLYCARBOXYLATE 115
4.8.2 FRISCHBETONEIGENSCHAFTEN 117
4.8.3 DRUCKFESTIGKEITEN 122
4.8.4 ZUSAMMENFASSUNG 123
4.9 KONZEPTIONELLE UEBERTRAGUNG DER SYNERGISTISCHEN FLIESSMITTELKOMBI-
NATION VOM ULTRA-HOCHFESTEN BETON AUF EIN GEMISCH AUS ZEMENT UND
KALKSTEINMEHL 125
4.9.1 OPTIMIERUNG DER PACKUNGSDICHTE MITTELS GRANULOMETRISCHER
BERECHNUNG 125
4.9.2 STRUKTUR-WIRKUNGSBEZIEHUNG VON POLYCARBOXYLATEN IM GEMISCH
ZEMENT/KALKSTEINMEHL 126
4.9.2.1 RHEOMETRIE 126
4.9.2.2 ISOTHERME WAERMEFLUSSKALORIMETRIE 131
4.9.3 ZUSAMMENFASSUNG 132
5. ZUSAMMENFASSUNG 133
6. SUMMARY 137
7. AUSBLICK 140
8. ANHANG 141
8.1 1H-NMR-SPEKTRUM DES MPEG-METHACRYLSAEUREESTERS MIT 45 EO- EINHEITEN
141
8.2 GPC-ELUTIONSDIAGRAMME DER SYNTHETISIERTEN POLYCARBOXYLATE 141
9. LITERATURVERZEICHNIS 153
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| publisher | Shaker |
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