Baustoffe I

Vorlesung: Vom Mineral zum Material: Silicate
Vorlage 6.1
6. Baustoffe: Zement und Beton
Ca(OH)2
CaCO3
Erhärten v. Luftmörtel
Kalk
c
gelöschter Kalk
+CO2, -H2O
Kalkbrennen
Kalklöschen
-CO2
+H2O
CaO
Kalk
gebr. Kalk
O
SiO2
Tonminerale
SO3 (SO2 ,O2)
CaSO4
Ca2[SiO4], Ca3[SiO4](O)
Anhydrid
Ca4[Al2O7] (Dialuminat)
+H2O
CaSO4.1/2
Ansteifen
Gips
´Totbrennen´
C
Brennen 1400 °C
Ca
Zement
a
a
a
Ca2[SiO4], Ca3[SiO4](O)
H2 O
Ettringit (Trisulfat)
Halbhydrat
Aushärten
+H2O
0
Abbinden
-H2O
CSH-Phasen
CaSO4. 2 H2O
Monosulfat, Dialuminat-Hydr.
Gips
Ca(OH)2 (Portlandit)
a
a
Mörtel: Kalk, Gips, Zement
0
Kristallstruktur von Calcit (CaCO3 )
b
b
O
H
O
a
0
b
c
0
Kristallstruktur von Gips (CaSO4 ·2H2 O)
Klinkerherstellung
Calcit (Kalk)
Quarz (Sand)
Tonminerale
CaCO3
SiO2, S
Al2[Si2O5(OH)4]
H 2O
CO2
800-1000 °C
H
1000-1200 °C
1000-1200 °C
Temperatur
Massenanteil im Ofen
Calcit
CaCO3
CaO
CaO
C (gebr. Kalk)
Ca12[Al14O33]
Ca3[SiO4](O)
Ca2[SiO4]
C12A7
1200-1400 °C
C 3S
C2S, (Alit)
~1300 °C
Ca2[SiO4]
Ca3[SiO4](O)
C 2S
SiO2
Quarz
Tonminerale
C 4A
C12A7
400
600
800
fl.
C4(A,F)
C2(A,F)
Eisenoxide
200
Ca4[Al2O7]
C4A, (Dialuminat)
C3S, (Belit)
1000
1200
H 2O
1400
Temperatur, °C
Ca(SO4) . 2 H2O
Ansteifen und Aushärten
(Gips)
Ca6[Al(OH)6](SO4)3. 26 H2O
H 2O
Porosität
Zeit
)
-I/
II
(C
SH
H)
id
rox
-H
Ca
(C
Ca4[Al(OH)6]2(SO4) . 6 H2O
yd
t
dra
Hy
Sil
ica
t-H
yd
ra
te
Anteil
at-
Ca
-
'Trisulfat'
lu
Dia
min
-
Ca
(Ettringit)
'Trisulfat', Ettringit (Nadeln)
Ca(OH)2
CSH, amorph
CH (Portlandit)
'Monosulfat'
t'
ulfa
nos
'Mo
'Ca-Silicate-Hydrate'
CO2
(Kalktreiben,
Carbonatisierung)
5
Minuten
30
1
2
6
Stunden
1
2
7
28
Tage
Zeit
90
CaCO3
Calcit, (Kalk)
Prozesse bei der Klinkerherstellung (oben) und beim Aushärten von Zement (unten)

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