Untersuchung des Gefrierverhaltens und der Strukturänderung hochfester Zementsteine und hochfester Feinsandmörtel infolge der Temperatur- und Feuchteänderung

Die Gefriervorgänge des Wassers in Normalzementsteinen bzw. –betonen bei Frostbelastung werden seit langem erforscht. Hochleistungsbetone zeichnen sich durch ihre erreichbaren technologischen Eigenschaften bezüglich Festigkeit und Dauerhaftigkeit aus. In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche Untersuchungen in diesem Bereich durchgeführt und gute theoretische und praxisorientierte Kenntnisse gewonnen.

Trotz der z.T. hervorragenden physikalischen und mechanischen Untersuchungen der Hochleistungsbetone fehlen jedoch Kenntnisse über Wechselwirkungen zwischen Porenwasser, den adsorbierten Wasserfilmen und der inneren Oberfläche von hochfesten Zementsteinen bzw. hochfesten Feinsandmörteln bei Tieftemperaturen, wenn Fließmittel und mineralische Zusatzstoffe wie Mikrosilica und/oder Steinkohleflugasche bei dessen Herstellung eingesetzt werden. Darüber hinaus wurde noch nicht ausreichend geklärt, wie die betontechnologischen Eigenschaften bezüglich der Dauerhaftigkeit und Festigkeit des Festbetons durch diese Wechselwirkung auf mikroskopischer Ebene beeinflusst werden.

Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde das Gefrierverhalten des Wassers in hochfesten Zementsteinen und hochfesten Feinsandmörteln unterschiedlicher Zusammensetzungen und Strukturen untersucht. Insbesondere wurde der Einfluss der Zusammensetzung auf die Wechselwirkung des Porenwassers mit der inneren Oberfläche sowie auf mechanische Eigenschaften und ausgewählte Dauerhaftigkeitseigenschaften analysiert. Ergänzt wurden die Messungen durch Strukturuntersuchungen mit Hilfe der Quecksilberdruckporosimetrie. Ebenfalls wurden DSC-Messungen zur Bestimmung der Phasenübergänge in Tieftemperaturen durchgeführt. Der Feuchtegehalt, die Porengrößenverteilung, die Zementart, mineralische Zusatzstoffe und das Fließmittel waren Versuchsparameter.