Dissertation - Amtliche Materialprüfungsanstalt

2. Stand der Forschung - Literaturauswertung 24
Die Möglichkeiten von REM-Untersuchungen zur Visualisierung mittels Hg-Porosimetrie
gemessener Porenradienverteilungen wurden von Schwiete und Ludwig (1969) untersucht.
Im Vergrößerungsbereich zwischen 240x bis 1200x wurden für verschiedene Ziegel die
mikroskopischen Porencharakteristika beschrieben: Porengehalt, Porenform, maximaler
Porendurchmesser, Texturen. Aus den Untersuchungen ist der Einfluß unterschiedlicher
Rohstoffe und Brenntemperaturen auf die Ausbildung des Porengefüges ersichtlich.
An Ziegeln aus Schiefertonen und Geschiebelehm führen höhere Sintergrade (Brenntemperaturen
1000-1040 °C) zu zahlreichen Poren > 10µm. Bei vergleichbaren Brenntemperaturen
bilden andere Rohstoffe (z.B. Ton, Mergelton, Aluvialton) dichtere Gefüge mit
relativ einheitlichen Porendurchmessern um 1 µm aus.
Durch Zusatz von Polystyrol (Styropor) künstlich erzeugte Luftporen sind an ihrer runden
Form und ihrer Größe um 1 mm zu identifizieren.
Die mittels Hg-Porosimetrie ermittelten Unterschiede in den Porenvolumina und der Porenradienverteilung
konnten von den Autoren im REM qualitativ nachvollzogen werden.
In einer vergleichenden Betrachtung zu den Möglichkeiten der Erfassung der Porengrößenverteilung
im Ziegelscherben und ihrer Bewertung hinsichtlich der Frostfestigkeit wurden von
Piltz (1970) REM-Untersuchungen zum Porengefüge keramischer Scherben durchgeführt.
Die Hohlraumverteilung wird als vielgestaltiges, labyrinthisches System bezeichnet. Für eine
hinreichende Erfassung müssen neben Form und Verlauf der Poren auch deren
Durchmesser und Größenverteilung ermittelt werden.
Für die Frostfestigkeit sind die Poren im Radiusbereich 0,01 bis 5 µm entscheidend.
Heimann (1978/9) stellt durch REM-Untersuchungen fest, daß die qualitativen Gefügeveränderungen
des keramischen Scherbens in Abhängigkeit von der Brenntemperatur gut
nachvollziehbar sind. Bei gleicher Tonmineralzusammensetzung sind bei 850°C noch
deutlich Tonmineralformen erkennbar. Bei 1100°C liegt vollständige Verglasung vor.
Zu vergleichbaren Aussagen haben Untersuchungen von Franke und Schoppe (1990)
geführt. Der Sinterungsgrad und der Abbau der Tonminerale und Feldspäte wird mit Blick auf
die Möglichkeiten einer nachträglichen Abschätzung der Brenntemperatur an Bruchflächen
im REM verfolgt. Bei der gewählten Tonzusammensetzung sind an den bei 900°C
gebrannten Ziegeln noch Schichtstrukturen der Tonminerale erhalten. Brenntemperaturen
von 1040°C definieren den Beginn der Sinterreaktion, erkennbar durch das Auftreten von
Schmelz- und Fließformen. Das Gefüge der Ziegel, die bei 1150°C gebrannt wurden, ist
durch eine vollständige Verglasung gekennzeichnet.
REM-Untersuchungen von Lewin und Charola (1979) hatten Veränderungen an den Tonmineralen
sowie der Glasphase als Folge von Säureeinwirkungen zum Gegenstand
(Simulation des Angriffs durch "sauren Regen"). Es wurde eine Auslaugung der Glasphase
unter Bildung von Rissen nachgewiesen. Schließlich führt der Abtrag der Glasphase zur
Freilegung darin eingeschlossener, weniger säurebeständiger Tonminerale. Im weiteren
Verlauf führen diese Prozesse zur Lockerung des Ziegelgefüges.
Mit 18molarer H2SO4 und einer Einwirkzeit von 3 Monaten wurden allerdings sehr aggressive
Versuchsbedingungen gewählt.
Von Lewin und Charola (1980) wird im Hinblick auf Schädigungsmechanismen durch
Salzsprengung darauf hingewiesen, das REM-Untersuchungen die Möglichkeit bieten,
Details zur Wechselwirkung der wachsenden Kristalle mit dem umgebenden Porenraum zu
untersuchen. Die Methode kann nach Einschätzung der Autoren einen Beitrag zur Klärung
der Vorgänge liefern, die zur Entstehung von Kristallisationsdrücken führen.