2.4.4   Zusammenfassung

Grünzugfestigkeit erdfeuchter Zementleimgemische

Bei der Betrachtung der einzelnen Mechanismen, die Haftkräfte zwischen Partikeln in Gegenwart von Wasser auslösen können zeigte sich, dass der Partikelabstand der Oberflächen, und die Rauhigkeit der Oberflächen die Größe der Kräfte wesentlich bestimmen. Auch die einzelnen Kräfte beeinflussen sich gegenseitig.

Im Kontaktfall (d.h. bei einem Gleichgewichtsabstand von 0,4 nm) findet durch jede der Kräfte auch eine Verformung der Partikel statt. Es stellt sich eine Abplattung ein, die zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche und damit zu einer Erhöhung der Kräfte führt.

Flüssigkeitsbrücken erzeugen eine Verformung, die dann bei den Adsorptionskräften mit berücksichtigt werden muss für die Kontaktfläche. Beide Deformationen und Kraftanteile wiederum sind bei der Kontaktfläche für die Van der Waals Kräfte mit anzusetzen.

Ähnlich wie bei statischen Systemen handelt es sich somit auch bei interpartikulären Kräften um Systeme zweiter Ordnung, bei denen zu der Summation aller wirkenden Haftkraftanteile auch die zusätzlichen Anteile der Haftkräfte addiert werden müssen, die aus den sich einstellenden Deformationen der Partikel, und auch der Deformation der Rauhigkeiten auf den Partikeloberflächen, entstehen.

Die Spannungsberechnung aus den theoretischen Haftkräften gelingt nur unter vereinfachenden Annahmen, wie sie in Kap. 2.4.3 vorgestellt wurden. Entscheidende Einflüsse gehen von den Oberflächenrauhigkeiten, der Anzahl der berücksichtigten Partikelkontakte je Fläche und der Korngrößenverteilung aus. Diese kann nur im trockenen Zustand als bekannt vorausgesetzt werden, da sie, wie in Kap. 2.4.1.2 erläutert, sich durch den Kontakt mit Wasser erheblich verändern und es bereits nach wenigen Minuten zu einer Vergrößerung der Oberfläche bei Zement um den Faktor vier kommt. Außerdem können Partikelgrößenverteilungen und Partikelanzahlen nur mit vergleichsweise aufwändigen Rechengängen mathematisch berücksichtigt werden, dahingegen muss für eine Berücksichtigung der Oberflächengestalt sowie der Kornform an sich auf empirische Annahmefaktoren zurückgegriffen werden.

Und auch damit wurden bislang keine Ergebnisse erzielt, die sich anhand von Versuchen bestätigen ließen.Hinzu kommen die Veränderungen der Oberfläche und Partikelgröße, die bereits in den ersten Minuten nach Wasserkontakt durch die beginnende Hydratationsreaktion stattfinden, wie in 2.4.1.2 beschrieben. Dadurch liegen keine zuverlässigen Eingangsgrößen für die Beschreibung der Partikeloberflächen und der Kornverteilung vor. Zusammenfassend ist es bisher nicht möglich, anhand der vorhandenen Ansätze eine zuverlässige Vorausberechnung der Zugfestigkeit erdfeuchter Zementleimgemische durchzuführen, da alle Rechenansätze starke Vereinfachungen und Annahmen vornehmen und entsprechend stark selbst von idealisierten Experimenten mit z.B. ideal runden Glaskugeln im µm Meterbereich abweichen.

Eine Möglichkeit, Aussagen über die Zugfestigkeit zu erhalten und darüber, wodurch sie bei erdfeuchten Zementleimen beeinflusst wird ist, zunächst ein geeignetes Prüfverfahren zu entwickeln, mit dem Aussagen zu dem Last Verformungsverhalten gewonnen werden können. Mit den gewonnenen Ergebnissen kann dann versucht werden, empirische Zusammenhänge aufzuzeigen und ggf. in der Praxis zu überprüfen, ob eine Bestätigung erbracht werden kann.

Nachschlagen
Ermittlung der Grünzugfestigkeit erdfeuchter Zementleimgemische als Grundlage für die Optimierung der Produktion von sofort entschalten Betonwaren

Dissertation von
Dr.-Ing. Stefan Zwolinski

vorgelegt Solingen Juli 2018

Veröffentlicht als Heft 25 in der Schriftenreihe des
Instituts für Konstruktiven Ingenieurbau
Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen
Bergische Universität Wuppertal

Herausgeber
Der Geschäftsführende Direktor
Institut für Konstruktiven Ingenieurbau
Bergische Universität Wuppertal

Fachgebiet
Werkstoffe im Bauwesen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Steffen Anders
Univ.-Prof. em. Dr.-Ing. Wolfram Klingsch
Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen
Bergische Universität Wuppertal

Organisation und Verwaltung
Institut für Konstruktiven Ingenieurbau
Bergische Universität Wuppertal
Pauluskirchstraße 11
42285 Wuppertal
Telefon: (0202) 439-4039

© Dr.-Ing. Stefan Zwolinski

ISBN 978-3-940795-24-3

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