Entwicklung einer Referenzkörnung für die Alkali-Kieselsäure - GBV

2 GRUNDLAGEN DER ALKALI-KIESELSÄURE-REAKTION
z.B. einer Karbonatisierung wieder freigesetzt werden und so erneut für eine AKR zur
Verfügung stehen [Sch01].
2.2.3 EINFLUSS DES WASSER-ZEMENT-WERTES
Praxisübliche Wasser-Zement-Werte (w/z), die das Verhältnis von Wasser zu Zement
im Beton ausdrücken, liegen zwischen 0,35 und 0,6. Zur vollständigen Hydratation der
Zementklinkerphasen, was meist Jahre dauern kann, ist ein w/z von 0,4 notwendig
[Grü01]. Selbst bei relativ niedrigen w/z-Werten und bei optimaler Packungsdichte
verbleiben bei der Entstehung der Hydratationsprodukte immer wassergefüllte Zwischenräume,
die als Gelporen (Durchmesser liegt im Nanometer-Bereich) bezeichnet
werden [Grü01]. Steht mehr Wasser zur Verfügung, als bei der Hydratation verbraucht
wird, so verbleibt dieses in so genannten Kapillarporen (Durchmesser ca. 0,1 µm bis 10
µm), die ca. 1000 mal so groß sind wie die Gelporen [Spri07].
Das in den Gel- und Kapillarporen enthaltene Wasser mit seinen gelösten Inhaltsstoffen
wird als Porenlösung bezeichnet. Diese ist für den Ablauf der Alkali-Kieselsäure-
Reaktion von zentraler Bedeutung, da sie als Diffusionsmedium eine Brücke zwischen
den festen Hydratationsprodukten und der festen Zuschlagkörnung darstellt, über die ein
Stoffaustausch löslicher Bestandteile erfolgen kann [Ött04].
In Abhängigkeit vom w/z-Wert liegt mehr oder weniger Porenlösung in stärkerer oder
schwächerer Konzentration vor. Auch durch den Hydratationsfortschritt, der Wasser
bindet, verändert sich, trotz u.U. konstanter Menge an gelösten Ionen, die Konzentration
der Porenlösung (siehe Bild 2.11).
Bild 2.11: Einfluss der Verringerung des freien Wassers auf die Konzentration der Porenlösung [Sch04]
Je höher der w/z-Wert bei der Herstellung eines Betons gewählt wird, desto mehr steigt
die Reaktionsgeschwindigkeit der Klinkerphasen, wobei außerdem ein höherer Hydrata-
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Gelöste Ionen: 1,0 M.-% (= konstant) gelöster Anteil
20 g/l 22 g/l 33 g/l Konzentration
50 ml
100 g
45 ml
5 ml
100 g
Hydratationsdauer
30 ml
20 ml
100 g
freies Wasser
Hydratwasser
Zement