Wirkungsmechanismen von Langzeitverzögerern

: Bild 1: Wirkungsmechanismus von LVZ

Langzeitverzögerer (LVZ) sind organische Verzögerer, die aufgrund ihrer Zusammensetzung die Hydratation von Zement sehr stark, ggf. über mehrere Tage, blockieren können. Neben dem Einsatz für das Recycling von Frischbeton werden LVZ für die Verzögerung von Spritzbeton bei langen Förderwegen und bei Massenbeton verwendet. In Deutschland als Recyclinghilfen zugelassene LVZ enthalten hauptsächlich 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC).

In einem von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V. (AiF) und der Dyckerhoff-Stiftung geförderten Forschungsvorhaben wurden die Auswirkungen von LVZ auf die Hydratation reiner Klinkerphasen, Klinker und Portlandzemente systematisch untersucht.

Untersuchungen an reinen Klinkerphasen haben gezeigt, dass die Langzeitverzögerung im Wesentlichen auf einer Blockierung der Hydratation der Calciumsilicate beruht (Bild 1). Die Hydratation von C₃S wurde durch LVZ bis zu 180 Tage nahezu vollständig verhindert. Bei reinem C₃A wurde durch Zugabe von LVZ der Phasenumsatz erhöht, bei reinem C₄AF wurde er verringert. Bei Gemischen aus C₃A und Sulfatträgern wurde durch LVZ die Bildung von primärem Ettringit kurzzeitig beschleunigt. Der weitere Hydratationsfortschritt von C₃A bzw. C₄AF sowie die Reaktion von Halbhydrat mit Wasser zu Gips wurden stark verzögert. Enthielten die Gemische aus C₃A und Sulfatträger zusätzlich Calciumhydroxid, wurden mit Ausnahme der Bildung von primärem Ettringit alle weiteren Hydratationsreaktionen blockiert.

Die Ergebnisse der Untersuchungen an reinen Klinkerphasen haben sich bei den Untersuchungen an Portlandzementen bestätigt. Bei sulfatoptimierten Portlandzementen konnte die Hydratation der Calciumaluminate und –silicate stets planmäßig langzeitverzögert werden. Bei zu geringem Angebot an Calciumsulfat wurde durch Zugabe von LVZ die Hydratation des C₃A stark beschleunigt, was ein besonders schnelles Ansteifen und Erstarren zur Folge hatte. Die weitere Festigkeitsentwicklung wurde jedoch stark gehemmt, da gleichzeitig die reaktionsträgeren Calciumsilicate verzögert wurden.

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Literatur:

Rickert, Jörg: Zum Einfluss von Langzeitverzögerern auf der Basis von Phosphonsäure auf die Hydratation einzelner Klinkerphasen, Portlandzementklinker und Portlandzemente. - Düsseldorf : Verl. Bau u. Technik, 2004. - (Schriftenreihe der Zementindustrie 65). - ISBN 3-7640-0466-5

Rickert, Jörg; Thielen, Gerd: Influence of long-term retarder on the hydration of clinker and cement. In: Proceedings of the fib symposium 2004 : Concrete structures : The challenge of creativity ; April 26 - 28, 2004 ; Avignon, France / Fédération Internationale du Béton, fib Comité Euro-International du Béton, CEB Fédération Internationale de la Précontrainte, FIP (Hrsg.). - Avignon : Fédération Internationale du Béton, fib, 2004, S.144-145

Rickert, Jörg: Einfluss von Verzögerern auf die Hydratation von Klinker und Zement : Teil 1: Teil 2: In: Beton 52 (2002) 2 3, S.103-108 S.159-164

Rickert, Jörg: Wirkungsmechanismen von Verzögerern. In: Beiträge zum 41. Forschungskolloquium des DAfStb im FIZ Düsseldorf, Forschungsinstitut der Zementindustrie (Hrsg.), 2002, S.95-107

Lipus, Klaus; Rickert, Jörg; Sylla, Martin: ESEM-Untersuchungen zur Hydratation von Portlandzement unter Einfluss von verzögernden Zusatzmitteln. In: 14. Internationale Baustofftagung : 20.-23. September 2000 Weimar ; Tagungsbericht Band 1 (ibausil:14 Weimar 20.-23.09.2000) / Bauhaus-Universität Weimar (Hrsg.). - Weimar : Bauhaus-Univ. Weimar, 2000, S.301-313

Wirkungsmechanismen von Langzeitverzögerern

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