Rückblick GEFTA Jahrestagung 1999

T. Albert, M. Salk, J. Fischer^*, V. Krämer

Freiburger Materialforschungszentrum FMF, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg,
Stefan-Meier-Str. 19, D-79104 Freiburg
^* Klinik für zahnärztliche Prothetik, Zahnmedizinische Kliniken der Universität,
Freiburgstr. 7, CH-3010 Bern
 
  Weltweit werden pro Jahr mehr als 5 Milliarden Kubikmeter Beton verbaut [1]. Beton besteht überwiegend aus Portlandzement, der als Hauptbestandteil C₃S enthält. Äußere Einflüsse können sowohl am Ausgangsmaterial wie auch am abgebundenen Zement eine Karbonatisierung verursachen.

Um die Vielfalt der beim Abbinden von Portlandzement und beim Karbonatisieren entstehenden Phasen zu verringern, wurden die Untersuchungen auf C₃S und auf die beim Abbinden von C₃S entstehende C₃S₂H₃-Phase (Afwillit) begrenzt. Zur Erhöhung der Reaktivität wurden beide Phasen bis auf eine Korngröße von D₆₃ < 5 µm heruntergemahlen.

Ziel dieser Arbeit ist es, die Karbonatisierung und die Hydratation von C₃S und C₃S₂H₃ sowie die dabei entstehenden Phasen zu untersuchen. Dies erfolgte mit Hilfe einer kombinierten TG-DSC (STA 449 Jupiter, Netzsch-Gerätebau GmbH) und einem Röntgenpulverdiffraktometer (STADI-P, Stoe & Cie GmbH). Hierbei wurde Material in wasserdampfgesättigter Atmosphäre, in trockener CO₂-Atmosphäre sowie in wasserdampfgesättigter CO₂-Atmosphäre für 48 h gelagert und anschließend untersucht.

Massenspektrometrisch wurden die in der TG-DSC beobachteten Massenverluststufen eindeutig zugeordnet. Damit konnte sowohl der Anteil an Hydrat wie an Karbonat quantitativ ermittelt werden. Es stellte sich heraus, daß die Reaktion der untersuchten Substanzen nicht unabhängig voneinander ist. Eine Karbonatisierung findet nicht bei reiner CO₂-Atmosphäre statt, sondern ausschließlich bei zusätzlichem Vorhandensein von Wasser. Als Karbonat wurde sowohl Calcit als auch Vaterit beobachtet.
 
 

[1] B. Clauvaud, F. Saucier, L. Barcelo: Beton, Spektrum der Wissenschaft, 11 (1998) 90-100

^# C₃S: 3 CaO · SiO₂

^## C₃S₂H₃: 3 CaO · 2 SiO₂ · 3 H₂O

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