Einfluss der Nachbehandlung auf die Gefügeausbildung der Randzone von CEM II/ B-S-Systemen

Bei der Probenpräparation für die systematischen Untersuchungen mittels Quecksilberhochdruckporosimetrie (Kapitel 4.2.1) wurde versucht, Bruchstücke ähnlicher Größe mit gleichartigen Bruchflächen zu erzeugen, um möglichst gleiche Eindringungsbedingungen für das Quecksilber zu schaffen. Für die grafische Auswertung der gemessenen Porengrößenverteilungen (PGV) wurde ausschließlich die logarithmisch- differentielle Darstellungsweise genutzt. Sie ist für Relativbetrachtungen zwischen verschiedenen Zementsteinen wesentlich besser geeignet als die kumulative Darstellung der Porengrößenverteilung (Summenkurve), da sich bei ihr Unterschiede, die in den einzelnen Porenbereichen auftreten, genauer ablesen lassen. Weiterhin wurden die erhaltenen Messwerte quantitativ ausgewertet. Dies geschah durch prozentuale Errechnung der einzelnen Porenklassenanteile (PKA) bezogen auf das Gesamtprobenvolumen, deren Summe den mit dem Messverfahren erfassbaren Gesamtporenraum ergibt. Der quantitativen Auswertung der Messungen liegt die von SETZER entwickelte Porenklassifikation, die sich auf rechnerische Lösungsansätze zur Radius- Gefrierpunkt- Beziehung (RGB) stützt, zugrunde [1, 44, 62]. Diese Porengrößeneinteilung, die auf einem hydraulischen Radius rh aufbaut, für den unter Annahme zylinderförmiger Poren rh= r/ 2 (r= Porenradius, gemessen mittels Quecksilberhochdruckporosimetrie) gilt, gibt Tabelle 7 wieder. Außerdem sind die Porenradienspektren in den gemessenen PGV angegeben, deren Poren diesen Porenklassen zufallen. Hintergrund für den Bezug auf diese Porenklassifikation in der vorliegenden Arbeit ist der in Kapitel 2.4.3 erwähnte Schadensfall, bei dem es zur Schädigung der oberflächennahen Bereiche eines Betons durch Frost- Tausalz- Belastung kam. [...]

dingt. Nach dem Mischvorgang wurde der Zementleim in zylindrische Probengefäße mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Höhe von 2 cm gefüllt und durch Stocken entlüftet. Zu der sich anschließenden Nachbehandlung und Lagerung der Zementsteinproben gibt Tabelle 2 (Kapitel 3) einen Überblick. Der sich aufgrund des Zementsteinschwindens und -schrumpfens ausbildende Randspalt zwischen Probenbehältnis und Probe wurde mit einer Acryl- Dichtungsmasse (Möglichkeit des Auftrages auf feuchte Oberflächen, Temperatur- und Feuchtebeständigkeit) abgedichtet um sicherzustellen, dass eine Wasserabgabe über die Seitenflächen der Proben verhindert wird und eine Austrocknung nur über die Oberfläche stattfindet. Die flüssigen Nachbehandlungsmittel wurden 1,5 h nach Herstellung der Prüfkörper mittels Labor- Sprayer in der erforderlichen Menge aufgebracht. Dabei entspricht 100 % der von den Herstellern beider Nachbehandlungsmittel empfohlenen, d. h. der in den technischen Merkblättern angegebenen Auftragsmenge von 150 g/m². Die Proben wurden einheitlich bis zum 28. Tag nach der Herstellung unter den jeweils geltenden Bedingungen gelagert und dann für die nachfolgenden Untersuchungen aufbereitet. Die Normlagerung umfasste die Lagerung für 1 d im Feuchtkasten, für 6 d unter Wasser und für 21 d bei 20 °C und 65 % rel. Luftfeuchte. Die Klimalagerung begann jeweils so frühzeitig wie möglich, bei den Proben ohne Nachbehandlung sofort nach der Herstellung, bei den mit Nachbehandlungsmittel behandelten Proben sofort nach dessen Auftrag. Aus versuchstechnischen Gründen konnte mit der zusätzlichen Nassnachbehandlung, die 3 d dauerte, erst am Tag nach der Herstellung begonnen werden. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden die entsprechenden Proben ersatzweise bei 30 °C und 100 % rel. Luftfeuchte gelagert. Die konstante Windbelastung wurde von einem im Klimaschrank integrierten Ventilator erzeugt, wobei die Proben einer Windgeschwindigkeit von 2 m/s (= 7,2 km/h), gemessen mit dem Strömungsmessgerät (Messprinzip: Prandtlsches Rohr) der Fa. Lambrecht (Göttingen), ausgesetzt waren. Im Zuge der Probenpräparation erfolgte die Vorzerkleinerung der Zementsteinproben unter Berücksichtigung der anzuwendenden Untersuchungsmethoden, wobei das Material im äußeren Bereich der zylindrischen Proben großzügig verworfen wurde, um einen eventuellen „Randzoneneinfluss“ auszuschalten. Die gewonnenen Probenstücke wurden zum Abstoppen der Hydratationsvorgänge für 24 h in Isopropanol gelagert und dann für 24 h bei einer Temperatur von 40 °C getrocknet. Um die bei Einzelproben u. U. auftretenden Auswirkungen von Fehlern bei deren Herstellung, Probenpräparation, Messung usw. auf die Messergebnisse zu reduzieren und damit deren Aussagekraft zu erhöhen, wurden von jeder Variante 2 Proben hergestellt, aus denen für die folgenden Untersuchungen jeweils eine Durchschnittsprobe gewonnen wurde. Dabei wurde eine Unterteilung der Proben in Randzone (0- 5 mm) und Kernbereich (10- 15 mm), jeweils gemessen von der Oberfläche, vor- [...]

ein weitaus geringeres Bluten aufweisenden Zemente hergestellten Zementleime nicht negativ beeinflussen. Als optimale, auf jeden der verwendeten Zemente abgestimmte Zugabemenge wurde ein Wert von 0,15 M.-% bezogen auf den Zement bei einem w/ z- Wert von 0,40 bestimmt. Auftragszeitpunkt und Sperrkoeffizienten der Nachbehandlungsmittel Der Auftrag der verwendeten Nachbehandlungsmittel hat entsprechend ihrer Bezeichnung nach TL NBM- StB 96 auf die mattfeuchte Oberfläche zu erfolgen. Der mattfeuchte Zustand der Oberfläche hat sich bei den Zementleimproben mit CEM I ca. 1,5 h, bei den Zementleimproben mit CEM II/B-S und CEM III/A ca. 1 h nach deren Herstellung eingestellt. In Abhängigkeit davon wurde ein einheitlicher Auftragszeitpunkt von 1,5 h nach Herstellung festgelegt. Da die Festlegung des Zeitpunktes, ab dem der mattfeuchte Zustand der Probenoberfläche erreicht wird, sehr subjektiv ist, wurden von FRENTZEL Untersuchungen zur Bestimmung des Sperrkoeffizienten nach TL NBM- StB 96 vorgenommen [19]. Zusammensetzung und Abmessungen der Prüfkörper sind in dieser Vorschrift festgelegt und weichen von den im Rahmen dieser Arbeit hergestellten ab. Es stellte sich heraus, dass die Feuchteabgabe der Betone und damit der erreichte Sperrkoeffizient von Nachbehandlungsmitteln u. a. stark vom Auftragszeitpunkt des Nachbehandlungsmittels und vom verwendeten Zement abhängt und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse eingeschränkt ist. Bei einem Auftragszeitpunkt von 2 h nach Herstellung der Prüfkörper ergaben sich den Herstellerangaben entsprechende Sperrkoeffizienten für NBM1 von 94 % und für NBM2 von 90 %. Da bei der Betrachtung der Wiederholpräzision dieser Prüfungen die Variationskoeffizienten bei 7 % lagen, sind Unterschiede bezüglich des ermittelten Sperrkoeffizienten von 4 % nicht signifikant. [...]