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Einfluss von K 2 SO 4 auf das rheologische Verhalten von Zementleimen mit Flie ß mitteln

Einfluss von K 2 SO 4 auf das rheologische Verhalten von Zementleimen mit Flie ß mitteln. Mögliche Reaktionen am Beginn Zementhydratation. Ettringit (Monosulfat)-Bildung / pH (Locher) 3K 2 SO 4 + C 3 A + 3Ca(OH) 2 + 32H 2 O  C 3 A.3CaSO 4 .32H 2 O + 6KOH

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Einfluss von K 2 SO 4 auf das rheologische Verhalten von Zementleimen mit Flie ß mitteln

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Presentation Transcript

  1. Einfluss von K2SO4 auf das rheologische VerhaltenvonZementleimen mit Fließmitteln

  2. Mögliche Reaktionen am Beginn Zementhydratation • Ettringit (Monosulfat)-Bildung / pH(Locher) • 3K2SO4+ C3A + 3Ca(OH)2 + 32H2O  C3A.3CaSO4.32H2O + 6KOH • K2SO4+ C3A + Ca(OH)2 + 12H2O  C3A.CaSO4.12H2O + 2KOH • Erhöhung des pH – Wertes der Porenlösung • Auflösung von Aluminat und Sulfatträger • Syngenitbildung (Glasser et.al.) • CaSO4.2H2O + K2SO4 K2SO4.CaSO4.H2O + H2O • falsches Erstarren • Kompetetive Adsorption zwischen SO4 – Ionen und Fließmittelmolekülen • Verminderung der Adsorption von Fließmitteln an die Oberfläche von Zementteilchen (Yamada et.al., Aïtcin et.al. – Untersuchungen mit Na2SO4)

  3. Ziel der Untersuchungen • Der Verlust der Zementleimfließfähigkeit in Anwesenheit von Fließmitteln und Alkalisulfaten wird oft nur mittels der Fließmitteladsorption erklärt. • Erweiterung des Models um die Erkenntnisse mikrostrukureller Untersuchungen (ESEM – FEG, XRD – Rietveld etc.) • Einfluss von Fließmitteln auf die Bildung von Syngenit Kombination der rheologischen Daten und Adsorptionmessungen mit mikrostrukurellen Untersuchungsmethoden. 

  4. Methoden • Fließfähigkeit und Rücksteifen des Zementleimes: • VISKOMAT NT (Messung des Drehmoments unter kontinuierlicher Scherbelastung während der erstenzwei Stunden der Hydratation) • Adsorption von FMn:TOC-Analyse der Porenlösung • Phasenzusammensetzung der Zementleime:quantitative XRD-Analyse (Rietveld-Methode) an Rückständen von Salicylsäureaufschlüssen • Artund Morphologie der Hydratationsprodukte:ESEM-FEG Untersuchungen

  5. Verwendete Materialien: Zement XRD-Rietveld-Analyse

  6. Verwendete Materialien:Fließmittel Wasser/Zement-Wert = 0,39 COO-: negativ Ester: neutral COO- / Ester = klein COO- / Ester = hoch

  7. Vorversuch: Messungdes DrehmomentsAuswahl der FM-Dosierung für die Untersuchungen Messfehler:± 8,4 Nmm (für 220 Nmm)± 1,3 Nmm (für 45Nmm)

  8. 0,29 M – nicht messbar 0,18M 0,12M 0M Messungmit dem Viskomat NTEinfluss der K2SO4-Konzentration auf das Ansteifen K2SO4 -Konzentration 0 mol/l (M) 0,12 M 0,18 M 0,29 M FM-Dosierung:1,5% W/Z=0,39 PC 1PC 2NSFohne Fließmittel

  9. Messung mit dem VISKOMAT NTEinfluss der K2SO4-Konzentration auf die Verflüssigung eines Fließmittels auf NSF-Basis (NSF -Dosierung 1,5%, W/Z=0,39)

  10. Messung mit dem VISKOMAT NTEinfluss der K2SO4-Konzentration auf die Verflüssigung eines Fließmittels auf PCE-Basis: PC1 (PC1, PC2 -Dosierung 0,4%, W/Z=0,39)

  11. Messung mit dem VISKOMAT NTEinfluss der K2SO4-Konzentration auf die Verflüssigung eines Fließmittels auf PCE-Basis: PC2 (PC1, PC2 -Dosierung 0,4%, W/Z=0,39)

  12. TOC-Analyse der PorenlösungAdsorption von FMn nach 10 minEinfluss der K2SO4-Konzentration PC 10,4% PC 20,4% PC 1 -1,5% PC 2 -1,5% NSF -1,5% 0 0,18 0 0,18 0 0,12 0,18 0,29 0 0,12 0,18 0,29 0 0,12 0,18 0,29 [M ]K2SO4

  13. XRD-Rietveld-Analyse:Syngenitbildung nach 10 min Hydratation (0,4% K2Owl) (1,05% K2Owl) (0,85% K2Owl)

  14. XRD-Rietveld-Analyse:C3A-Gehalt nach 10 min Hydratation

  15. ESEM-FEG:Hydratationsprodukte nach 10min Hydratation Referenzprobe + 0,18 M K2SO4 Syngenit Referenzprobe + 0 M K2SO4 Ettringit Ettringit

  16. Zusammenfassung • Fließmittel – Eigenschaften: • Verflüssigung: PCE(PC1 > PC2) >> NSF • Rücksteifen:in Zementleimen mit PC 2 und NSF • Adsorption von FMn: • tendenzielle Verminderung durch K2SO4-Zugabe • Bei gleicher FM-Dosierung: NSF > PCE (PC2 > PC1) • Mittels Rietveld-Analyse an Rückständen vom Salicylsäureaufschluß istes möglich Syngenit in allen Proben nachzuweisen. • Durch Zugabe von K2SO4 erhöht sich die Syngenitmenge während der Hydratation. • Fließmittel beeinflussen die Syngenitbildung spezifisch. • Die höchste Verflüssigung wurde mit PC 1 erzielt. Dies korreliert mit dem geringeren Syngenitgehalt. • Der C3A-Abbau wird im untersuchten Zement durch Zugabe von FMn und K2SO4 nicht nachweisbar verändert.

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