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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 27.07.2020 / 31.07.2020
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CEM V: Kompositzemente

Klinkerersatz bis zu 80% gestattet.

A: 36 - 60%    B: 61 - 80%

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Hydratation

Reaktion zwischen Zement und Anmachwasser.

Das Erstarren und Erhärten vom Zementleim zum Zementstein.

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Hydratphasen

Portlandit (CH)

Calciumsilicahydrat (C-H-S)

Ettringit (AFt)

AFm

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Portlandit

Hydratphase - CH

Entsteht bei der Hydratisierung von Calciumsilikaten --> grosse sperrige Kristalle

Anteil im hydratisierten Zementleims: 25 - 28%

Wichtige Rolle bei Dauerhaftigkeit: Mit eindringendem CO2 --> Kalzit (CaCO3)
Dadurch wird der hohe pH-Wert im Beton beibehalten --> verzögert Korrosion der Bewehrung

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Calciumsilicathydrat

Hydrationsphase - C-H-S

Verantwortlich für Festigkeit des hydratisierten Zementleims

Mengenanteil: 60 - 65%

 Variable Stöchiometrie (durch "-" gekennzeichnet)

Komplexe Anordnung von C-H-S Kristallen --> Stark gewundenes , poröses Netzwerk
--> verlangsamt Eindringen von agressiven Stoffen

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AFt

Hydratphase

Gruppe von Mineralien (Aluminat-Ferrit-Trisulfaten)

Ettringit das Wichtigste

Entsteht als Nebenprodukt der Reaktion von C3A mit dem Calciumsulfat

 

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AFm

Gruppe von Mineralien, die aus positiv geladenen Calcium- und Aluminiumschichten gebildet sind.

Die positive Ladung wird zwischen Schichten durch unterschiedliche Anionen ausgeglichen.

z.B. Friedelsches Salz

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Hydratationswärme

Entstehende Wärme durch die exotherme Reaktion bei der Hydratation.

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Chemisches Schwinden

Bei der Hydratation der Silikatphasen erhöht sich zwar das Volumen der Feststoffe, jedoch nimmt das Gesamtvolumen ab.

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Hydratation der Aluminatphasen

C3A und C4AF + Wasser und Calciumsulfat --> AFt und AFm

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Flash Set

C3A reagiert extrem schnell mit Wasser --> daher wichtig diese Reaktion zu stoppen

Sonst wird in kurzer Zeit Hydrocalcium und/oder Monosulfat ausgeschieden.

Um diese Reaktion zu kontrollieren: Während der Feinmahlung Calciumsulfat hinzugeben

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False Set

Dabei werden sehr schnell Gipsnadeln ausgefällt.

Dies passiert wenn die Bildungsrate von Calcium- und Sulfationen grösser ist als die Verbrauchrate der Reaktion mit C3A.

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Erste Wärmespitze

Kommt von einer Erstauflösung, die sofort die Ionenkonzentration erhöht.

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Zweite Wärmespitze

Weil die extrem rasche Reaktion von C3A mit Wasser nicht mehr zu kontrollieren ist.

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Einflussfaktoren auf die Hydratation

Temperatur: je höher die Temperatur --> desto früher und höher fällt die Wärmeabgabe aus.

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Mineralische Bindemittel

Stoffe, die gemenge von mineralischen Stoffen fest miteinander verkitten.

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Portlandzement

80% Kalkstein

20% Ton

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C

CaO (Calciumoxid)

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S

SiO(Siliziumdioxid)

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A

Al2O3  (Aluminiumoxid)

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F

Fe2O3  (Eisen(III)-Oxid)

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C‘ oder C̅

CO2  (Kohlenstoffdioxid)

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S‘ oder S̅

SO3  (Schwefeltrioxid)

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C3S

Tricalciumsilikat (Alit):

Verantwortlich für die Früh- und Spätfestigkeit

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C2S

Dicalciumsilikat (Belit):

Auswirkungen auf die sehr späte Festigkeit.

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C3A

Tricalciumaluminat:

- Auswirkungen auf die sehr frühe Festigkeit

- Während dem Brennvorgang Teil der Schmelze

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C4AF

Tetracalciumferrit:

- Verantwortlich für die graue Farbe

- Während dem Brennvorgang Teil der Schmelze

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Zement Mikrostruktur

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C3S -Kristalle haben eher eckige Formen.

C2S -Kristalle sind eher rund.

C3A und C4AF Phasen befinden sich zwischen den C3S - und C2S -Kristallen (Zwischengitterplatz).

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Spezifische Oberfläche

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Blaine-Methode

Methode für die Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Zement.

Dabei wird die Permeabilität eines Gases durch eine Schüttschicht von Zement gemessen.