Kurzfassung

Projektbeschreibung:
Vor der Verwendung monolitisch zugestellter Hochtemperaturaggregate, müssen Feuerbetone getrocknet werden, wobei hier, bei zu hoher Aufheizrate, immer eine vollständige Zerstörung der Zustellung droht, wenn das verdampfende Wasser einen Poreninnendruck erzeugt, welcher höher ist als die Festigkeit des Betons. In den zurückliegenden 10 Jahren haben die Antragsteller zahlreiche Forschungsprojekte zum Aufheizverhalten von Feuerbetonen durchgeführt, deren Ergebnisse klar...Projektbeschreibung:
Vor der Verwendung monolitisch zugestellter Hochtemperaturaggregate, müssen Feuerbetone getrocknet werden, wobei hier, bei zu hoher Aufheizrate, immer eine vollständige Zerstörung der Zustellung droht, wenn das verdampfende Wasser einen Poreninnendruck erzeugt, welcher höher ist als die Festigkeit des Betons. In den zurückliegenden 10 Jahren haben die Antragsteller zahlreiche Forschungsprojekte zum Aufheizverhalten von Feuerbetonen durchgeführt, deren Ergebnisse klar darauf hinweisen, dass sich in dichten Feuerbetonen beim Aufheizen hydrothermale Bedingungen einstellen, da das zur Formgebung und Hydratation des Zementklinkers eingesetzte Wasser nicht ausreichend schnell entweichen kann. Hier liegen auch von anderen Arbeitsgruppen wissenschaftlich belastbare Untersuchungen vor, dass der Poreninnendruck derart hoch werden kann, dass Porenwasser erst 200 °C zu sieden beginnt. Über die Wechselwirkungen von Zementhydratphasen unter hydrothermalen Bedingungen ist bislang wenig bekannt. Eigene Forschungsarbeiten (MMH) zeigen aber, dass in Abhängigkeit der Porosität Zementhydratphasen hin zu höheren Temperaturen stabilisiert werden und mit großer Wahrscheinlichkeit deren Wachstum kinetisch begünstigt wird. Dieser bisher wenig beachtete Aspekt erlangt nochmals eine besondere Bedeutung, wenn berücksichtigt wird, dass das normative Abbinden bei 20 °C und 95 % rel. Feuchte für 48 Stunden in Abhängigkeit vom eingesetzten Verflüssiger nur zu einem Bruchteil des angebotenen Zementklinkers hydratisiert. Überdies erweisen sich die so gebildeten Hydratphasen morphologisch wenig ausgeprägt (massig, mikrokristallin). Eigene Arbeiten zeigen aber auch, dass die Art und Konzentration der gebildeten Zementhydratphasen ebenfalls stark vom jeweils eingesetzten Verflüssiger abhängen. Es wird aber angenommen, dass diese frühe Ausscheidung von Mineralphasen als Kristallkeime für eine weitere Kristallisation der Zementhydratphasen maßgeblich verantwortlich ist die während des ersten Aufheizens bis etwa 200 °C kinetisch begünstigt wird. Der Fokus bisheriger Arbeiten ging bis lang immer davon aus, dass nach dem Abbinden eine Trocknung erfolgt, die eine Hochtemperaturanwendung ermöglichen soll. Die beschriebene Hydrothermale Alteration des durch Zementhydratphasen verfestigten Gefüges hat wenig Beachtung erfahren. Es wird aber davon ausgegangen, dass diese einen erheblichen Einfluss auf das Trocknungsverhalten hat.
Der Bedarf der Industrie an der Erforschung des beschrieben Zusammenhangs ist nach wie vor ungebrochen, das Trocknungsverhalten von Feuerbetonen besser zu verstehen, um zukünftig Aufheizschäden besser vermeiden zu können.
Das Ziel des Projektes ist eine dezidierte Beschreibung der mineralogischen Prozesse in der Frühphase des ersten Aufheizens bis 200 °C.
Geplante Arbeiten im Projekt:
• Weiterentwicklung der Methode des Monotonen Aufheizens bei der simultan Thermogravimetrie und ein Explosionstest durchgeführt werden kann. (FGF)
• Temperaturabhängige Charakterisierung (Zementhydratphasenmorphologie und Mineralogische Zusammensetzung), Entwicklung der Porosität/Permeabilität, Festigkeitsentwicklung) der sich unter hydrothermalen Bedingungen entwickelnden Zementhydratphasen (bis 200 °C) in Abhängigkeit vom Zementgehalt und Verflüssigersystem (Polycarboxylat, Acrylat, Phosphat). (Hochschule Koblenz)» weiterlesen» einklappen