Beitrag von Steinkohlenflugasche in Zement zur Vermeidung einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion:
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Düsseldorf
Verlag Bau+Technik GmbH
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| adam_text | Dipl -Geol Matthias Böhm
Beitrag von Steinkohlenflugasche in Zement
zur Vermeidung einer schädigenden
Alkali-Kieselsäure-Reaktion
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Problemstellung 1
2 Stand der Kenntnisse 3
2 1 Alkali-Kieselsäure-Reaktion 3
211 Allgemeines 3
212 Alkaliionenkonzentration und Alkalität der Porenlösung 4
213 Schädigungsmechanismus 8
214 Strategien zur Vermeidung einer AKR 11
2 2 Flugasche 12
221 Entstehung und Eigenschaften von Flugasche 12
222 Verwendung von Flugasche in Zement und Beton 14
223 Reaktion der Flugasche 16
2 3 Vermeidung einer schädigenden AKR durch Flugasche 18
231 Flugaschen in Betonen mit alkaliempfindlichen Gesteinskömungen 18
232 Einflüsse auf die Wirkungsmechanismen von Flugaschen 20
233 Berücksichtigung von Flugasche in Regelwerken 23
2 4 Zusammenfassung und Bewertung 24
3 Zielsetzung und Vorgehensweise 25
3 1 Versuchsprogramm 25
4 Versuchsdurchführung 29
4 1 Ausgangsstoffe 29
411 Flugaschen 29
412 Portlandzemente 31
413 Gesteinskörnungen 32
4 2 Angewandte Untersuchungsmethoden 32
421 Röntgenfluoreszenzanalyse 32
422 Bestimmung des Kohlendioxid-und Wassergehalts 32
423 Bestimmung des TOC-Gehalts 33
424 Bestimmung des Alkaligehalts 33
425 Bestimmung des Gehalts an reaktionsfähigen Bestandteilen 33
426 Bestimmung des Freikalkgehalts 34
427 Röntgenbeugungsanalyse 34
428 Dynamische Differenz-Kalorimetrie 34
429 Bestimmung der Lösungswärme 35
4 2 10 Bestimmung der Dichte 36
4 2 11 Bestimmung der spezifischen Oberfläche nach Blaine 36
4 2 12 Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse 36
4 2 13 Bestimmung der Hydroxidionenkonzentration 36
4 2 14 Ionenchromatographie 36
4 2 15 Rasterelektronenmikroskopie 3 7
4 2 16 Quecksilberdruckporosimetrie 3 7
4 2 17 Schnellprüfverfahren nach Alkali-Richtlinie 37
4 3 Versuchsserien und Probenpräparation 38
431 Herstellung von Laborzementen 38
432 Versuchsserie „Auspressverfahren“ 39
4321 Herstellung von Zementsteinen 39
4322 Auspressen von Porenlösung aus Zementstein 40
4323 Analyse der Porenlösungszusammensetzung 41
4324 Abstoppen der Hydratation 41
4325 Chemisch gebundenes und freies Wasser 41
4326 Gelöster Alkalianteil 43
43 2 7 Gehalt und Umsatz von CH 43
43 2 8 Reaktion der Flugasche 45
43 2 9 Zusammensetzung der Flugasche-Reaktionsprodukte 47
432 10 Charakterisierung des Zementsteingefüges 48
433 Bewertung der NA-Eigenschaften flugaschehaltiger Zemente 49
4 33 1 Versuchsserie „Auspressverfahren“ 49
4 33 2 Chemische Zusammensetzung des Zements 50
4 3 33 Versuchsserie „Abgewandeltes Lösungsverfahren“ 50
4 33 4 Versuchsserie „Abgewandeltes Schnellprüfverfahren“ 52
5 Darstellung und Diskussion der Ergebnisse 54
5 1 Charakterisierung der Ausgangsstoffe 54
511 Flugaschen im Ausgangszustand 54
5111 Chemie, Mineralogie und Lösungswärme 54
5112 Granulometrische Eigenschaften 57
512 Aufbereitete Flugaschen 5 8
5121 Chemie, Mineralogie und Lösungswärme 59
*5122 Granulometrische Eigenschaften 60
513 Portlandzemente 63
514 Gesteinskömungen 64
5 2 Zusammensetzung von Porenlösungen und Überstandslösungen 65
5 3 Einflüsse auf Wirkungsmechanismen von Flugasche zur
Vorbeugung einer AKR 67
531 Porenlösungszusammensetzung und gelöster Alkalianteil 67
5311 Portlandzemente 67
5312 Flugaschehaltige Zemente 69
532 Gehalt und Umsatz von CH im Zementstein 84
5321 Allgemeines 84
5322 Portlandzemente 86
5323 Flugaschehaltige Zemente 87
533 Reaktion der Flugasche 95
5331 Allgemeines 95
5332 Flugaschehaltige Zemente 98
534 Zusammensetzung der Reaktionsprodukte 105
535 Porengefüge der Zementsteine 110
5351 Allgemeines 110
5352 Portlandzemente 111
5353 Flugaschehaltige Zemente 111
536 Mikrogefüge der Zementsteine 118
537 Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse 128
5371 Einfluss der Portlandzementklinkerkomponente 128
5372 Einfluss der Flugaschekomponente 129
5373 Einfluss der Homogenität des Zementsteins 138
5 4 Bewertung der NA-Eigenschaften flugaschehaltiger Zemente 140
541 Versuchsserie „Auspressverfahren“ 140
542 Versuchsserie „Abgewandeltes Lösungs verfahren“ 142
543 Chemische Zusammensetzung des Zements 145
544 Versuchsserie „Abgewandeltes Schnellprüfverfahren“ 147
545 Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse 151
6 Zusammenfassung und Ausblick 155
7 Abkürzungsverzeichnis 162
8 Literatur 164
8 1 Zitierte Regelwerke 164
8 2 Zitierte Fachliteratur 166
9 Anhang 181
A Tabellen 181
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