Bildung von intermediären Phasen bei der ­Hydratation von C3S

BAUHAUS UNIVERSITY Weimar
Hydratationswärmeverlauf eines langsam reagierenden C3S (w/f=0,50, 20 °C)
Hydratationswärmeverlauf eines langsam reagierenden C3S (w/f=0,50, 20 °C)
Bildung eines kontinuierlichen Saumes aus Reaktionsprodukten auf der Oberfläche der C3S-Partikel in der Frühphase der Hydratation [12]
Bildung eines kontinuierlichen Saumes aus Reaktionsprodukten auf der Oberfläche der C3S-Partikel in der Frühphase der Hydratation [12]
Bildung isolierter Cluster der intermediären Phase (hier bezeichnet als C-S-H) auf der Partikeloberfläche von C3S direkt nach dem Kontakt mit Wasser [11]
Bildung isolierter Cluster der intermediären Phase (hier bezeichnet als C-S-H) auf der Partikeloberfläche von C3S direkt nach dem Kontakt mit Wasser [11]
Ergebnisse der 29Si MAS NMR Spektroskopie [13]: Oben – „single pulse“ Aufnahme des unhydratisierten nano-C3S (vr=6 kHz, 60 s Pulswiederholzeit, 1344 Pulse); Mitte – „single pulse“ Aufnahme des nano-C3S nach 5 Minuten Hydratation (vr=6 kHz, 60 s Pulswiederholzeit, 1360 Pulse); Unten – 29Si{1H} CP Aufnahme des nano-C3S nach 5 Minuten Hydratation (vr=3 kHz, 10 s Pulswiederholzeit, CP-Kontaktzeit=1 ms, 2304 Pulse)
Ergebnisse der 29Si MAS NMR Spektroskopie [13]: Oben – „single pulse“ Aufnahme des unhydratisierten nano-C3S (vr=6 kHz, 60 s Pulswiederholzeit, 1344 Pulse); Mitte – „single pulse“ Aufnahme des nano-C3S nach 5 Minuten Hydratation (vr=6 kHz, 60 s Pulswiederholzeit, 1360 Pulse); Unten – 29Si{1H} CP Aufnahme des nano-C3S nach 5 Minuten Hydratation (vr=3 kHz, 10 s Pulswiederholzeit, CP-Kontaktzeit=1 ms, 2304 Pulse)
Ergebnisse der Untersuchung der beiden Referenzen mit XPS (Einzelpunkte und Datenfit der Si2p-Bindungsenergien)
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XPS-Analyse einer C3S-Probe nach 30 min Hydratation (Einzelpunkte, Datenfit und Beitrag der Referenzen zum Gesamtpeak)
XPS-Analyse einer C3S-Probe nach 30 min Hydratation (Einzelpunkte, Datenfit und Beitrag der Referenzen zum Gesamtpeak)
Schematische Darstellung verschiedener geometrischer Situationen für die Auswertung der XPS-Ergebnisse. A: unbedeckte C3S-Oberfläche vor dem Kontakt mit Wasser, B-F: unterschiedliche Bedeckungsgrade und Bedeckungsstärken, die alle zu einem XPS-Ergebnis von 44 % C3S:56 % intermediärer Phase führen würden
Schematische Darstellung verschiedener geometrischer Situationen für die Auswertung der XPS-Ergebnisse. A: unbedeckte C3S-Oberfläche vor dem Kontakt mit Wasser, B-F: unterschiedliche Bedeckungsgrade und Bedeckungsstärken, die alle zu einem XPS-Ergebnis von 44 % C3S:56 % intermediärer Phase führen würden
Elektronenmikroskopische Aufnahme der C3S-Probe nach 30 Minuten Hydratation. Es sind einige sehr kleine C3S-Partikel (Durchmesser kleiner als 25 nm) und wenige Hydratphasen erkennbar. Die eigentliche C3S-Oberfläche ist relativ glatt und Cluster entsprechend Bild 7B-7E sind nicht erkennbar (Auflösung des Bildes: 2 nm)
Elektronenmikroskopische Aufnahme der C3S-Probe nach 30 Minuten Hydratation. Es sind einige sehr kleine C3S-Partikel (Durchmesser kleiner als 25 nm) und wenige Hydratphasen erkennbar. Die eigentliche C3S-Oberfläche ist relativ glatt und Cluster entsprechend Bild 7B-7E sind nicht erkennbar (Auflösung des Bildes: 2 nm)
Änderung der Freien Reaktionsenthalpie bei der Hydratation von C3S in einem Schritt (links) bzw. in zwei Schritten (rechts). Für die Berechnung wurden thermophysikalische Daten [17, 18] und die folgende Reaktionsgleichung verwendet: C3S + 3.917 H2O ➞ 1.7Ca(OH)2-SiO2-0.917H2O + 1.3 Ca(OH)2
Änderung der Freien Reaktionsenthalpie bei der Hydratation von C3S in einem Schritt (links) bzw. in zwei Schritten (rechts). Für die Berechnung wurden thermophysikalische Daten [17, 18] und die folgende Reaktionsgleichung verwendet: C3S + 3.917 H2O ➞ 1.7Ca(OH)2-SiO2-0.917H2O + 1.3 Ca(OH)2
C3S-Partikel im Frühstadium der Reaktion. Darauf sind Ätzgrübchen (Durchmesser etwa 20 nm) und erste C-S-H Phasen zu erkennen
C3S-Partikel im Frühstadium der Reaktion. Darauf sind Ätzgrübchen (Durchmesser etwa 20 nm) und erste C-S-H Phasen zu erkennen

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ZKG 02/2013

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Ressort:  Materials
Abonnement Inhaltsverzeichnis

TEXT Dr.-Ing. habil. Frank Bellmann1, Dipl.-Ing. Thomas Sowoidnich1, Prof. Dr. habil. Denis Damidot2, Prof. Dr.-Ing. Horst-Michael Ludwig1
1Bauhaus-Universität Weimar, Weimar/Germany
2Ecole des mines de Douai, Douai cedex/France

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