Zum Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel und Wirkstoffe auf das autogene Schwinden und weitere Eigenschaften von Zementstein

Schäffel, Patrick

Seit Anfang der 80er Jahre stehen Zusatzmittel (engl. Shrinkage Reducing Admixture – SRA) der bauchemischen Industrie zur Verfügung, die das Schwinden von Zementstein und Beton reduzieren können. In der vorliegenden Arbeit wurden die Wirkungsmechanismen schwindreduzierender Zusatzmittel (SRA) und darin enthaltener Wirkstoffe in Zementstein systematisch untersucht. Es hat sich gezeigt, dass das autogene Schwinden von Zementstein wurde durch handelsübliche Schwindreduzierer und darin enthaltene Wirkstoffe im Alter von einem halben Jahr um bis zu 77 % reduziert. Durch Schwindreduzierer wurden in Bezug auf die jeweiligen Referenzproben ohne SRA die Anteile an Gelporen im Zementstein erhöht und die Anteile an Kapillarporen verringert. Gleichzeitig stellte sich in den Zementsteinen mit Schwindreduzierer bzw. den darin enthaltenen Wirkstoffen bei konservierender Lagerung eine höhere innere Ausgleichsfeuchte ein als in den jeweiligen Referenzproben ohne SRA. Die bisherige Annahme, die Abminderung des Schwindens durch SRA sei nur auf die Reduzierung der Oberflächenspannung der Porenlösung zurückzuführen, ist nur bedingt zutreffend. Während der Hydratation des Zements wird Wasser verbraucht und in Hydratphasen eingebaut. Hierbei reichern sich die SRA-Moleküle in der Porenlösung des Zementsteins an und verstärken die Spaltdruckwirkung der Porenlösung zwischen den Gelpartikeln. Dadurch wird das autogene Schwinden des Zementsteins vermindert.

From the beginning of the 1980s on Shrinkage Reducing Admixtures – SRA, which can reduce the shrinkage of hardened cement paste and concrete, are available for the industry of construction chemistry. In the present thesis the mechanisms of shrinkage reducing admixtures and their active agents of hardened cement paste were investigated systematically. It turned out that the autogenous shrinkage of hardened cement paste at the age of half a year could be reduced up to 77 % by using commercially available SRA and their active agents. By using SRA concerning the respective reference samples without SRA the proportion of gel pores in the hardened cement paste was higher and the proportion of capillary pores was lower. At the same time, sealed storage conditions given, a higher internal relative humidity occurred in the case of hardened cement paste with SRA and their active agents than in the respective reference samples without SRA. The present assumption that the reduction of shrinkage by using SRA can only be attributed to the decline of surface tension of the pore solution, is only limited correct. During the hydration of the cement water is consumed and integrated in hydrates. Here the SRA molecules in the pore solution of the hardened cement paste concentrate and enforce the disjoining pressure of the pore solution between the gel particles. Consequently, the autogenous shrinkage of hardened cement paste is reduced.

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Schäffel, Patrick: Zum Einfluss schwindreduzierender Zusatzmittel und Wirkstoffe auf das autogene Schwinden und weitere Eigenschaften von Zementstein. 2009.

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