Struktur-Reaktivitätsbeziehung von Tricalciumsilicat und Tricalciumaluminat bei multiplem Einbau von Fremdoxiden

• Antragsteller: Professor Dr. Dietmar Stephan
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5450648

Portlandzement ist das mit Abstand wichtigste Bindemittel und besteht vorwiegend aus gemahlenem Portlandzementklinker. Im Klinker liegen die vier Klinkerphasen Alit, Belit, Aluminat und Ferrat nicht in reiner Form vor, sondern bilden unter Einbau von Fremdoxiden feste Lösungen. Der Einfluss des Fremdoxideinbaus auf die Reaktivität ist so groß, dass Zemente mit vergleichbaren Phasengehalten deutliche Unterschiede beim Erstarren, Erhärten und gegenüber Zusatzmittel aufweisen können. Im Projekt sollen die beiden wichtigsten Klinkerphasen Tricalciumsilicat und Tricalciumaluminat unter multiplem Einbau von Fremdoxiden mit Hilfe eines Sol-Gel-Prozesses als Precursor synthetisiert werden. Die Phasen werden anschließend mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie und Infrarotspektroskopie untersucht und der kristalline Aufbau mit Hilfe der Rietveld-Methode analysiert. Die Hydratation der gemahlenen Proben wird isotherm mit dem Wärmeflusskalorimeter verfolgt und die Produkte röntgendiffraktometrisch analysiert. Ergänzend wird das ESEM zur Charakterisierung der Hydratationsprodukte und die Neutronenbeugung zur Lokalisierung des Fremdioneneinbaus genutzt. Durch die grundlegende Betrachtung sollen Zusammenhänge zwischen der Veränderung des kristallinen Aufbaus beim Einbau von Fremdionen und der Reaktivität der Klinkerphase herausgearbeitet werden, so dass aus diesen Daten die Vorhersage der Hydratationseigenschaften eines Zementes aus den röntgendiffraktometrischen Daten des Klinkers bzw. Zementes möglich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen