The use of dolomite powder as a main constituent in blended cements
Final Report Abstract
Neben Kalksteinmehl hat Dolomitmehl ebenfalls das Potential als Hauptbestandteil in Zementen eingesetzt zu werden. Dies ist normativ derzeit jedoch nicht gestattet. Eine entsprechende Überarbeitung der Norm ist aber in Vorbereitung. In Bezug auf die Zementhydratation wird gemeinhin ein mit Kalksteinmehl vergleichbares Verhalten erwartet. Dies konnte im Rahmen einer Hydratationsstudie weitgehend bestätigt werden. Die Porositätsmessungen zeigten allerdings eine erhöhte Konnektivität des Kapillarporensystems im Zementstein mit Dolomit im Alter von 28 Tagen. Aus der Literatur und aus eigenen Voruntersuchungen war bekannt, dass Dolomitmehl im Zement zu einer überproportionalen Beeinträchtigung des Frost-Tausalz-Widerstandes führen kann. Diese Tendenz konnte hier an Betonen mit reinem Dolomitmehl ebenfalls bestätigt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass auch Gesteinsmehlgehalte eingesetzt wurden, die den derzeit normativ zulässigen Rahmen bei Portlandkalksteinzement überschreiten. Ein ebenfalls verwendeter dolomitischer Kalkstein war hingegen unkritisch. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Portlandzementklinkern im Kompositzement waren nur gering ausgeprägt. Einzig der Zement mit erhöhtem Alkali- und C3A-Gehalt zeigte ein kritischeres Verhalten in den Frost-Tausalz-Prüfungen. Potentielle Ursache für den verringerten Frost-Tausalz-Widerstand ist die intensivierte Dolomitzersetzung bei Frost-Tausalz-Beanspruchung. Dies kann zu einer Schwächung der frosttausalz-belasteten Betonoberfläche führen. Auch die erhöhte Konnektivität der Kapillarporen im Zementstein mit Dolomitmehl kann zu dem verringerten Frost-Tausalz-Widerstand beitragen. Insgesamt lassen die Ergebnisse der Hydratationsstudie und der Frost-Tausalz-Untersuchungen den Schluss zu, dass eine Verwendung von Dolomitmehl im Zement aus Sicht der untersuchten Eigenschaften technologisch vertretbar ist. Dies setzt jedoch eine zementspezifische Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Portlandzementklinker und Dolomitmehl voraus. Insbesondere die Auswirkungen der Verwendung von Dolomit oder dolomitischen Kalkstein auf den Frost-Tausalz-Widerstand des Betons sind hinreichend zu prüfen, falls eine Zulassung eines entsprechenden Bindemittels auch für die Expositionsklasse XF4 erfolgen soll.
Publications
- Salt Frost Scaling of Concrete – Effect of Glue Spalling. Concrete 2017, Tagungsbeitrag Nr. 147, Adelaide, Australia; 2017
Müller, M.; Ludwig, H.-M.
- „Glue spall“ – Ein geeignetes Modell für den Frost-Tausalz-Angriff? Beiträge zur 5. DAfStb-Jahrestagung mit 58. Forschungskolloquium, Band 1, S.1-12, 2017
Müller, M.; Ludwig, H.-M.
- Neue Modelle für den Frost-Tausalz-Angriff auf Beton. 20. Internationale Baustofftagung IBAUSIL 2018, Tagungsbericht-Band 2, S. 2-0171 – 2-0178, F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde, Bauhaus-Universität Weimar, 2018
Müller, M.; Ludwig, H.-M.
- Dolomite powder as SCM – Impact on salt frost scaling resistance. 15th International Congress on the Chemistry of Cement, Prague, Czech Republic, September 16-20, 2019
Müller, M.; Ludwig, H.-M.
- Frost-Tausalz-Angriff auf Beton – Mechanismen und Schadensmodelle. Beton- und Stahlbetonbau, Jahrgang 114, Heft 6, S. 392-400, 2019
Müller, M.; Ludwig, H.-M.; Ehrhardt, D.
(See online at https://doi.org/10.1002/best.201800096) - Impact of different liquid uptake processes on salt frost scaling mechanism. Workshop proceedings no. 16 from a Nordic Workshop; Trondheim, Norway, June 18- 19, 2019
Müller, M.; Ludwig; H.-M.
