Systematische mikroskopische Untersuchung der Abbindeprozesse in flugstaubhaltigen Betonen

Nach 180 Tagen ist die Flugstaubkugel (unten) deutlich angeätzt, und es ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Flugstaub-Kugeloberfläche und Bindemittelmatrix entstanden.

gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft Elektronenoptik (AEO) 2007-2009

Dieses Projekt wurde im Jahre 2009 abgeschlossen.
Langzeituntersuchungen an Flugstaub-haltigen Betonen zeigten, dass die ins Bindemittel eingebrachten Schlackekugeln an der frühen Entwicklung der Bindemittelmatrix keinen oder nur einen geringen Anteil haben. In den ersten Wochen reagieren die Flugstaubkugeln nicht und liefern auch keinen puzzolanischen Anteil zur Matrixentwicklung. Der durch chemisches Schrumpfen der Bindemittelmatrix entstehende Spalt zwischen Flugstaubkugeln und Bindemittel füllt sich mit Porenlösung, aus der Portlanditkristalle ausfallen und auf die Kugeloberfläche aufwachsen. Erst nach einem halben Jahr konnte erste Anlösungen der Schlackekugeln beobachtet werden, die durch die konzentrierte Alkalilauge ausgelöst wird. In der Folge entsteht eine kraftschlüssige Anbindung der Flugstaubkugeln an die Binde-mittelmatrix, womit auch die weitere Zunahme der Biegzug- und Druckfestigkeiten von Flugstaub-haltigen Betonen erklärt werden kann. Eine klassische puzzolanische Reaktion des während des Anlösungsprozesses frei werdenden Siliziums konnte jedoch auch jetzt noch nicht nachgewiesen werden.
Die Anlösung des glasigen Schlackematerials erfolgt durch Alkalilauge und ist offensichtlich abhängig von der Zusammensetzung der Flugstaubkugeln. Ein hoher Siliziumanteil ver-mindert die Löslichkeit des Glases; auch Aluminium, Kalium und Eisen beeinflusst diese chemische Reaktion.

Abschlussbericht [PDF, 32 MB]