Grundlagen des Betonsäurewiderstands - Einfluss der korrodierten Schicht

• Applicant: Robin Edward Beddoe, Ph.D.
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 174059517

Mit dem erhofften Ziel eines erhöhten Säurewiderstands werden zunehmend Betone mit weniger Portlandzementklinker und mehr Zusatzstoffen wie Hüttensand, Silikastaub, Steinkohlenflugasche, Feinstsilikastaub oder Metakaolin hergestellt. Eine gezielte Verbesserung des Säurewiderstands und damit der Lebensdauer von z.B. Kühlturmbeton, der ungeschützt pH-Werten unter 4 ausgesetzt wird, ist von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung. Der Einfluss der Stoffe auf den Säurewiderstand ist nicht allein durch herkömmliche betontechnologische Kriterien zu verstehen, weil die Eigenschaften der korrodierten Oberflächenschicht - nicht des ursprünglichen Betons - maßgebend sind. Die Permeabilität und Festigkeit des korrodierten Betons hängen von der Porosität und molekularen Vernetzung/Polymerisation der Restsilikate ab. Der korrodierte Beton wird von Zusatzstoffen, welche die Porosität, den Ca(OH)2-Gehalt und, insbesondere die Polymerisation und den Aluminiumgehalt von CSH im Ausgangsbeton ändern, beeinflusst. Um die Zusammenhänge zu verstehen, werden die Festigkeit und das Gefüge von korrodierten Proben unterschiedlicher Bindemittelzusammensetzungen untersucht. Änderungen in den kristallinen Anteilen und der chemischen Zusammensetzung (Si, Ca, Al, Fe) werden mit Röntgenbeugungsanalyse bzw. chemischer Analyse (ICP OES) erfasst. Kernspinresonanz (29Si und 27Al NMR) wird eingesetzt, um die Struktur des korrodierten Bindemittels (Vernetzung, Polymerisation, Si-, Al-Einbau) zu bestimmen. Die Forschungsarbeit soll wissenschaftliche Grundlagen für die optimale Zusammensetzung eines Betons mit erhöhtem Säurewiderstand liefern.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Harald Hilbig