Modellierter Phasenbestand eines hybriden Zements in Abhängigkeit von der Erhärtungstemperatur
Quelle: BAM, Fachbereich Baustofftechnologie
Hybride Zemente sind Mischungen aus geringen Mengen von konventionellem Portlandzement oder Portlandklinker und größeren Gehalten von Betonzusatzstoffen, beispielsweise Hüttensandmehl und/oder Flugasche, aktiviert durch ein Alkalisalz oder eine alkalische Lösung. Aufgrund ihrer Zusammensetzung können hybride Zemente als Bindeglied zwischen konventionellen Portlandzementen und alkalisch aktivierten Bindemitteln angesehen werden. Der Vorteil dieser Zemente besteht in der Kombination positiver Eigenschaften der beiden genannten Bindemittelklassen, z. B. einer geringen Wärmeentwicklung während des Abbindens von alkalisch aktivierten Materialien bei gleichzeitig ausreichender Früh- und Endfestigkeit, typisch für konventionellen Portlandzement. Zusätzlich bestehen Parallelen in der chemischen Zusammensetzung zwischen hybriden Zementen und dem antiken Römerbeton, sodass eine vergleichbare hohe chemische Beständigkeit gegenüber Salzlösungen, z. B. Meerwasser, angenommen wird.
Die genannten Eigenschaften sind vielversprechend für Baustoffe für Abdichtbauwerke für die Lagerung von radioaktivem Abfall in Deutschland. In diesem Kontext wurden daher mikrostrukturelle Analysen an hybriden Zementen durchgeführt und durch thermodynamische Modellierungen begleitet. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Lagerungstemperatur von 10 °C, beispielsweise im Tiefbau (Abdichtbauwerke) zu einer erhöhten Druckfestigkeit führt. Mithilfe der Analysen und thermodynamischen Modellierungen konnte die vermehrte Bildung von Strätlingit, einem Calcium-Aluminium Doppelhydroxid mit eingelagertem Alumosilication, bei 10 °C Lagerungstemperatur nachgewiesen. Dies führt zu einer Verdichtung des Gefüges und dadurch zu einer erhöhten Druckfestigkeit.
The influence of curing temperature on the strength and phase assemblage of hybrid cements based on GGBFS/FA blends
Ricky Henning, Patrick Sturm, Daniel A. Geddes, Sylvia Keßler, Brant Walkley, Gregor J. G. Gluth
Frontiers in Materials, vol. 9, Article No. 982568, 2022
BAM Abteilung Bauwerkssicherheit
BAM Fachbereich Baustofftechnologie