Konzepte zur zeitlich präzisen Steuerung der visko-elastischen Frischbetoneigenschaften – Neue Multi-Wirkstoff-Zusatzmittel und deren Wirkmechanismen

• Antragsteller: Professor Dr. Torben Gädt; Professor Dr.-Ing. Dirk Lowke
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540247966

An den Baustoff Beton werden im Kontext aktueller gesellschaftspolitischer Entwicklungen, immer herausfordernder Bauaufgaben oder neuer disruptiver Fertigungstechnologien zunehmend neue Anforderungen hinsichtlich seiner Verarbeitungseigenschaften gestellt. Lange Verarbeitungszeiten, das Pumpen in große Höhen, die Anwendung im Beton-3D-Druck oder die zunehmende Verwendung alternativer Hauptbestandteile bzw. Zusatzstoffe in Zement und Beton zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks erfordern neue betontechnologische Konzepte. Die räumliche und zeitliche Kontrolle der visko-elastischen Eigenschaften von Betonen mit einer neuen Generation von Zusatzmitteln ist dabei von großer Bedeutung. Ziel des beantragten Vorhabens ist daher die grundlegende Erforschung von eines neuen Zusatzmittelkonzepts für die zeitlich präzise Steuerung der Verarbeitungs- und Erhärtungseigenschaften von zement-basierten Suspensionen, welches auf dem Zusammenspiel von zwei bis drei Zusatzmitteln unterschiedlicher Wirkstoffklassen basiert. Konkret sollen Zusatzmittel mit zwei bis drei Wirkstoffen mit verschiedenen Wirkmechanismen untersucht werdn, mit der Zielstellung a) zu dispergieren, b) zu verzögern und c) zu beschleunigen. Die Wirkstoffkomponenten sollen dabei derart synergetisch zusammenwirken, dass eine hohe Verflüssigungswirkung über einen langen Zeitraum (Phase I - Verarbeiten) bei gleichzeitig hoher Grünstandfestigkeit (Phase II - Erstarren) und/oder hoher Frühfestigkeit (Phase III - Erhärten) realisierbar wird. Der Übergang zwischen Phase I und der Phase II bzw. III soll dabei in einem kurzen, kontrollierbaren Zeitraum von wenigen Minuten stattfinden, um eine sichere baupraktische Anwendung zu gewährleisten. Um diese Zielstellung erreichen zu können, sollen im hier beantragten Forschungsvorhaben sowohl kolloid-chemische Effekte an der Feststoff-Fluid-Grenzfläche als auch die Steuerung der frühen Hydrationsreaktion adressiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen