Einfluss von Langzeitverzögerern auf der Basis von Phosphonsäure auf die Hydratation von Klinker und Zement - Teil 2

摘要

Durch systematische Untersuchungen wurde der Kenntnisstand über die Auswirkungen von Langzeitverzögerer (LVZ) auf Basis von 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC) auf die Hydratation von Klinkerphasen (C_3S, C_3A, C_4AF), Klinker und Zement maßgebend erweitert. Folgende Schlussfolgerungen können aus den Untersuchungsergebnissen abgeleitet werden: Bei der Hydratation von reinem C_3A und C_4AF führt der Verzögerer zu einer verstärkten Bildung hexagonaler Calciumaluminat-hydrate (C-A-H). Außerdem wird die Umwandlung hexagonaler C-A-H in kubische Hydrate stark verzögert. Der Umsatz von C_3A wird erhöht, der von C_4AF verringert. Die Hydratation von reinem C_3S wurde bis zu 180 Tagen vollständig blockiert. Die langzeitverzögernde Wirkung ist auf die Bildung von schwer löslichem Calciumphosphonat (Ca_(2.5)[C_7H_6O_9P] • x H_2O) zurückzuführen, welches die Kornoberfläche abdichtet. Für die Bildung werden je Mol PBTC 2,5 Mol Calcium benötigt. Bei nicht ausreichendem Angebot an gelöstem Calcium bedingt der Calciumanspruch der PBTC im Allgemeinen eine kurzzeitige Beschleunigung der Hydratation reaktiver Klinkerphasen, wie z.B. C_3A. Das führt zu einem deutlichen Ansteifen oder Erstarren. Die während der kurzen Beschleunigungsphase freigesetzten Calcium-ionen werden durch PBTC gebunden. Das dabei entstehende schwer lösliche Calciumphosphonat (Ca_(2.5)[C_7H_6O_9P]) belegt die Oberflächen der einzelnen Klinkerpartikel unterschiedlich. Relativ reaktionsträge Klinkerphasen, wie z.B. C_3S und C_2S, können durch das Calciumphosphonat weitgehend geschlossen belegt werden, während bereits hydratisierte Oberflächen, wie z.B. die des C_3A, nicht vollständig bedeckt werden können.%The level of understanding of the effects of long-term retarders based on 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) on the hydration of clinker phases (C_3S, C_3A, C_4AF), clinker and cement has been substantially increased by systematic investigations. The following conclusions can be drawn from the results of the investigations: During the hydration of pure C_3A and C_4AF the retarder leads to increased formation of hexagonal calcium aluminate hydrates (C-A-H).The conversion of hexagonal C-A-H into cubic hydrates is also strongly retarded. The conversion of C_3A is increased and that of C_4AF is reduced. The hydration of pure C_3S was completely blocked for 180 days. The long-term retarding action is attributable to the formation of sparingly soluble calcium phosphonate (Ca_(2.5)[C_7H_6O_9P] • x H_2O), which seals the surfaces of the particles. This requires 2.5 molecules of calcium for each molecule of PBTC. If the supply of available dissolved calcium is inadequate the calcium demand of the PBTC generally causes short-term acceleration of the hydration of reactive clinker phases, such as C_3A. This leads to significant stiffening or setting. The calcium ions liberated during the short acceleration phase are combined by PBTC. The resulting sparingly soluble calcium phosphonate (Ca_(2.5)[C_7H_6O_9P] • x H_2O) covers the surfaces of the individual clinker particles in different ways.