Beitrag von Steinkohlenflugasche in Zement zur Vermeidung einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion
Schriftenreihe der Zementindustrie Heft 83/2016; 223 Seiten mit zahlreichen Tafeln und Abbildungen, ISBN 978-3-7640-0622-8
Böhm, Matthias / Verein Deutscher Zementwerke (VDZ, Hrsg.)
Beim Einsatz von potentiell alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen im Beton müssen gemäß der Alkali-Richtlinie des DAfStb unter bestimmten Bedingungen NA-Zemente gemäß DIN 1164-10 als vorbeugende Maßnahme gegen eine schädigende AKR verwendet werden. Die derzeit gültigen Anforderungen an NA-Zemente führen dazu, dass in der Praxis nur Portlandzemente und hüttensandhaltige Zemente als NA-Zemente hergestellt werden können. Die Herstellung normgemäßer NA-Zemente mit Flugasche als Zementhauptbestandteil ist aufgrund der im Vergleich zu Portlandzement oft relativ hohen Gesamtalkaligehalte von Flugaschen praktisch kaum umsetzbar. Viele Forschungsergebnisse und Praxiserfahrungen zeigen jedoch, dass sich auch der Einsatz insbesondere calciumarmer Flugaschen als Zementhauptbestandteil wie auch als Betonzusatzstoff zur Vorbeugung gegen eine schädigende AKR eignet. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, systematische Erkenntnisse und insbesondere quantitative Aussagen zu diesen Zusammenhängen zwischen Eigenschaften und Wirkungsmechanismen zu erarbeiten. In einem weiteren Schwerpunkt der Arbeit sollte untersucht werden, welche Verfahren sich potentiell eignen, um die NA-Eigenschaften flugaschehaltiger Zemente nachzuweisen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass sich eine für die Herstellung flugaschehaltiger Zemente typische Aufbereitung der Flugaschen und Homogenisierung der Hauptbestandteile positiv auf die puzzolanische Reaktion auswirken. Sie erhöhten den Umsatz an Portlandit und Flugasche und die Gefügedichte der Zementsteine. Diese Effekte wirken sich positiv hinsichtlich der Vorbeugung einer schädigenden AKR aus. Darüber hinaus wird deutlich, dass bei der Herstellung von Zementen mit Flugasche als Zementhauptbestandteil die Begrenzung des Alkaligehalts im Klinker und/oder in der Flugasche, die Verwendung eines Mindestgehalts an Flugasche im Zement und die Aufbereitung der Flugasche systematisch dazu beitragen, die Alkaliionenkonzentration der Porenlösung in Zementsteinen zu senken, die mit dem entsprechenden Zement hergestellt werden. Die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse ermöglichen den Zementherstellern, flugaschehaltige Zemente durch den gezielten Einsatz und die gezielte Aufbereitung von Flugaschen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zur Vermeidung einer schädigenden AKR zu optimieren. Darüber hinaus tragen die Untersuchungen dazu bei, Anforderungen an NA-Zemente mit Flugasche als Hauptbestandteil zu formulieren, die gewährleisten sollen, dass Zemente, die diese Anforderungen erfüllen, ebenso wirksam sind wie die derzeit genormten NA-Zemente. Schließlich wurden zwei Verfahren identifiziert, die sich grundsätzlich für die Überwachung der NA-Eigenschaften flugaschehaltiger Zemente eignen. Die der vorliegenden Arbeit zugrunde liegenden Untersuchungen wurden in den Jahren 2011 bis 2014 am Forschungsinstitut der Zementindustrie in Düsseldorf durchgeführt. Die Ergebnisse stammen im Wesentlichen aus dem IGF-Vorhaben 17249 N „Vermeidung einer schädigenden AKR durch den gezielten Einsatz von Steinkohlenflugasche als Zementhauptbestandteil“. Dieses Projekt wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e. V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Fachbuch 622/2016 ab Seite 8
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