Über das Zusammenspiel chemischer und physikalischer Gesteinsparameter zum besseren Verständnis des Ablaufs einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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2013
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IV
ABBILDUNGSVERZEICHNIS V
TABELLENVERZEICHNIS X
1 EINLEITUNG UND PROBLEMSTELLUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND MODELLTHEORIEN ZUR ALKALI-KIESELSAEURE-REAKTION 4
2.1 ABLAUF DER ALKALI-KIESELSAEURE-REAKTION 4
2.1.1 ALLGEMEINES 4
2.1.2 REAKTIONSMECHANISMUS 5
2.1.2.1 CHEMISCHER REAKTIONSABLAUF 6
2.1.2.2 ORT DER REAKTIONSENTSTEHUNG - GELBILDUNG 9
2.1.2.3 QUELLDRUCKENTWICKLUNG 11
2.1.3 EINFLUSSFAKTOREN 11
2.2 THEORETISCHE MODELLE ZUR ENTWICKLUNG EINER SCHAEDIGENDEN AKR 17
2.2.1 MODELL 1 - NOTWENDIGKEIT EINER SEMIPERMEABLEN SCHICHT 17
2.2.2 MODELL 2 - GELZUSAMMENSETZUNG UND GELENTWICKLUNG 18
2.2.3 MODELL 3 - POROSITAET ALS ZUSAETZLICHER FAKTOR 30
2.3 DIFFERENZIERTERE BETRACHTUNGEN DES AKR-MECHANISMUS BEIM EINSATZ VON
POLYMINERALISCHEN GESTEINSKOERNUNGEN 36
2.3.1 ALLGEMEINES 36
2.3.2 BESONDERHEITEN 36
2.3.3 DIE ALUMOSILICATISCHE KOMPLEXBILDUNG NACH HILL/HUENGER 40
2.3.4 BTU LOESEVERFAHREN 42
2.4 ZUSAMMENFASSUNG DER BISHERIGEN ERKENNTNISSE UND WESENTLICHE
SCHLUSSFOLGERUNGEN FUER DIE ARBEIT 43
3 UNTERSUCHUNGSMETHODEN 44
3.1 LOESUNGSANALYSE NACH LAGERUNG IN KOH BEI 80 C 45
3.1.1 PHOTOMETRISCHE BESTIMMUNG VON SI0
2
47
3.1.2 KOMPLEXOMETRISCHE BESTIMMUNG VON AL
2
0
3
47
3.2 NMR-SPEKTROSKOPIE 48
3.3 BET-VERFAHREN 49
3.4 QUECKSILBERDRUCKPOROSIMETRIE 50
3.5 MINERALOGISCHE ANALYSE (XRD) 51
3.6 BESTIMMUNG DER OFFENEN POROSITAET 53
3.7 PRUEFUNG NACH ALKALI-RICHTLINIE, TEIL 3 DES DAFSTB 56
3.7.1 BETONDEHNUNG AM BALKEN NACH NEBELKAMMERLAGERUNG (40 C) 56
3.7.2 MOERTELPRISMENLAGERUNG IN 80 C NATRONLAUGE 57
4 ERGEBNISDARSTELLUNG 59
I
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4.1 LOESUNGSANALYSEN 59
4.2 ERGEBNISSE BET-MESSUNGEN 66
4.3 ERGEBNISSE QUECKSILBERDRUCKPOROSIMETRIE 68
4.4 ERGEBNISSE DER MINERALOGISCHEN ANALYSE 76
4.5 ERGEBNISSE POROSITAETSBESTIMMUNG 81
4.6 DEHNUNGSMESSUNGEN AN AUSGEWAEHLTEN GESTEINSKOERNUNGEN NACH
PRUEFVERFAHREN DER ALKALI-RICHTLINIE 86
4.6.1 ERGEBNISSE BETONVERSUCH (40C NEBELKAMMER) 86
4.6.2 ERGEBNISSE MST REFERENZVERFAHREN 91
5 AUSWERTUNG UND DISKUSSION 92
5.1 UEBERTRAGUNG DES CHEMISCHEN MECHANISMUS AUF ANDERE GESTEINSARTEN 92
5.1.1 ROLLE DES ALUMINIUMS FUER DIE KIESELSAEURELOESERATE 92
5.1.2 UNTERSUCHUNGEN ZUR LOESEKINETIK 93
5.1.3 GUELTIGKEIT DES BINDUNGSFAKTORS DER ALUMOSILICATISCHEN
KIESELSAEUREBINDUNG...97
5.1.4 WEITERE CHEMISCHE BINDUNGSMOEGLICHKEITEN 100
5.2 PROBLEME BEI DER BEURTEILUNG VON GESTEINSKOERNUNGEN 101
5.2.1 BETONBALKEN UND MOERTELPRISMENTEST 101
5.2.2 BETONVERSUCH UND PETROGRAFIE 102
5.2.3 UEBERTRAGUNG DES KRITERIUMS *KIESELSAEUREUEBERSCHUSS AUF WEITERE
GESTEINSARTEN IM VERGLEICH ZUM BETONVERSUCH 104
6 GESTEINSPOROSITAET ALS NEUES REAKTIONSKRITERIUM 108
6.1 AUSWERTUNG GESTEINSSPEZIFISCHER KENNWERTE 108
6.1.1 OFFENE POROSITAET UND BETONVERSUCH 108
6.1.2 SPEZIFISCHE OBERFLAECHE NACH BET-ANALYSE 111
6.1.3 LOESEKINETIK VON SI02 UND AL
2
0
3
AUS DER SPEZIFISCHEN OBERFLAECHE 113
6.2 UNTERSUCHUNGEN AN SYNTHETISCH HERGESTELLTEN GELEN 115
6.2.1 MISCHUNGSANSATZ UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 115
6.2.2 DEHNUNGSMESSUNG AN SYNTHETISCH HERGESTELLTEN GELEN 118
6.2.2.1 GELTABLETTEN OHNE ZUGABE VON CALCIUMHYDROXID 119
6.2.2.2 GELTABLETTEN MIT ZUGABE VON CALCIUMHYDROXID 121
6.2.3 QUELLDRUCKMESSUNG AN SYNTHETISCH HERGESTELLTEN GELEN 122
6.2.4 MASSEZUNAHME INFOLGE WASSERAUFNAHME 124
6.3 DARSTELLUNG DES PORENFUELLGRADES ANHAND DES EXPERIMENTELL BESTIMMTEN
MOLAREN GELVOLUMENS 126
6.3.1 MOLARES VOLUMEN DES GELS 126
6.3.2 BERECHNUNG VON GEL- UND PORENVOLUMEN 128
6.3.3 PORENFUELLGRAD DER GESTEINSKOERNUNGEN 130
6.4 PORENRAUMANALYSE 136
6.5 FORMULIERUNG EINES MODELLS ZUR SCHEMATISCHEN BESCHREIBUNG DER
REAKTIONSPROZESSE EINER AKR IM BETON 144
6.5.1 EINFLUSSFAKTOREN DER PORENRAUMGEOMETRIE 144
6.5.2 BESCHREIBUNG DES 4-PHASEN MODELLS 148
II
6.5.3 NACHWEIS DES MODELLS ANHAND MIKROSKOPISCHER UNTERSUCHUNGEN EINES
GESCHAEDIGTEN FAHRBAHNDECKENBETONS 151
7 GRAFISCHE UND NUMERISCHE HERLEITUNG DER ZUSAMMENHAENGE 154
7.1 DARSTELLUNG VON KIESELSAEUREUEBERSCHUSS UND OFFENER POROSITAET ALS NEUE
BEWERTUNGSKRITERIEN FUER EINE AKR 154
7.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER CHEMISCH / PHYSIKALISCHEN
ZUSAMMENHAENGE DURCH DEN LOESE- UND POROSITAETSKENNWERT (
SPAKR
) 158
8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 160
8.1 ZUSAMMENFASSUNG 160
8.2 AUSBLICK 164
LITERATURVERZEICHNIS 166
ANHANG 181
III
|
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