Einfluss der Alterung von Bindemittelsystemen auf die Wirkung bauchemischer Zusatzmittel

• Antragsteller: Professor Dr. Johann Plank
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 224813219

Die chemische Alterung von Zement findet hauptsächlich bei dessen Kontakt mit feuchter Luft statt. Zement ist generell sehr hygroskopisch und reagiert mit Wasser und CO2. Die Alterung kann bereits bei der Herstellung und später bei der Lagerung des Zements stattfinden. Die Alterung wirkt sich signifikant auf die physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften wie z.B. Hydratation, Ansteif- und Erstarrungsverhalten sowie Festigkeitsentwicklung aus. Bauchemische Zusatzmittel wie z.B. Fließmittel, Wasserretentionsmittel oder Beschleuniger sind in ihrer Wirkung stark von der Adsorption oder der Zusammensetzung der Porenlösung des Zements abhängig und können durch Alterung von Zement in ihrer Wirkung stark beeinflusst werden. In diesem Projekt wurden Untersuchungen zur Wirksamkeit von Fließmitteln (Methacrylsäure-Ester- und Allylether-basierte Polycarboxylate) mit gealtertem Zement und gealterten Zementklinkerphasen durchgeführt. Des Weiteren wurde der Einfluss der Alterung auf die Wirkung von Verzögerern anhand von Na-Gluconat bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass einerseits die Veränderung der Oberflächenladung durch die Bildung nanoskaliger Hydrat-Phasen (Alterungsprodukte) und andererseits die Agglomeration der Partikel die entscheidenden Faktoren darstellen, welche das Adsorptionsverhalten der Fließmittel signifikant beeinflussen. In einem Fortsetzungsprojekt sollen bisher an Zement und Klinkerphasen gewonnene Erkenntnisse auf Mörtelsysteme, die besonders reich an Zusatzmitteln sind, übertragen werden. Dabei sollen sowohl ein tieferes Verständnis der Wechselwirkung von Zusatzmitteln erlangt als auch grundlegende Erkenntnisse hinsichtlich des Einflusses der Alterung auf das Reaktionsgleichgewicht in komplexeren Bindemittelgemischen erhalten werden. Diese Erkenntnisse sollen zur Verbesserung der Robustheit solcher Formulierungen bezüglich deren Lagerstabilität dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen