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Construction Oszillationsmessungen zur Beobachtung des Zementleimgefüges beim Erstarren Dr. O. Blask Sika Addiment GmbH, Leimen.

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Präsentation zum Thema: "Construction Oszillationsmessungen zur Beobachtung des Zementleimgefüges beim Erstarren Dr. O. Blask Sika Addiment GmbH, Leimen."—  Präsentation transkript:

1 Construction Oszillationsmessungen zur Beobachtung des Zementleimgefüges beim Erstarren Dr. O. Blask Sika Addiment GmbH, Leimen

2 Construction 2 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Einleitung Mikroskopische Beobachtung ESEM, REM Scherung Rheologische Messungen Oszillation oder Rotation

3 Construction 3 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Theoretischer Hintergrund Oszillation (1) Deformation Schubspannung s h A F Im Oszillationsversuch wird nur leicht am Gefüge gewackelt, statt es durch Scherung zu zerstören. Dies ermöglicht eine fast zerstörungsfreie Messung der Strukturstärke, selbst in frischen Zementpasten. Dies gilt nur bei genügend kleinen Amplituden!

4 Construction 4 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Theoretischer Hintergrund Oszillation (2) Durch die teilweise elastischen Eigenschaften der Zementpasten entsteht eine Zeitdifferenz zwischen Schubspannung und Deformation. Aus der Zeitdifferenz läßt sich das Verhältnis Elastizität/Viskosität berechnen.

5 Construction 5 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Theoretischer Hintergrund Speichermodul Verlustmodul Rheologische Größen Verlustfaktor

6 Construction 6 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Theoretischer Hintergrund viskose Flüssigkeit (nach Newton) elastischer Festkörper (nach Hooke) viskoelastische Flüssigkeit (nach Maxwell) Viskoelastisches Verhalten

7 Construction 7 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Verwendetes Gerät und Messgeometrie Experimentelles Rotationsrheometer Typ:UDS 200 Hersteller:Paar Physica Bauart:luftgelagert Drehmoment: 0,5 µNm mNm Drehmoment- auflösung: 0,01 µNm Winkel- auflösung: < 1 µrad Messgeometrie koaxiale Zylindergeometrie nach DIN Meßsystem: Z3-DIN Meßspalt: 1 mm

8 Construction 8 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Verwendete Messprofile Experimentelles Bestimmung des viskoelastischen Bereichs Frequenz: 0,5 Hz (konstant) Deformations- amplitude:0,001% - 0,1% (Rampe log) Messpunkt- dauer:30s Messprofil Frequenz: 0,5 Hz (konstant) Deformations- amplitude:0,01% (konstant) Messpunkt- dauer:30s

9 Construction 9 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Zusammenhang zwischen Speichermodul und Deformation Experimentelles

10 Construction 10 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Ergebnisse Hydratation einer frischen Zementpaste (w/z 0,40)

11 Construction 11 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Ergebnisse Strukturaufbau in einer frischen Zementpaste (w/z 0,40)

12 Construction 12 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Ergebnisse Hydratation mit/ohne Polymer

13 Construction 13 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Ergebnisse Kryo-REM Aufnahmen nach 20 min Hydratation reine Zementpaste, w/z 0,40 verflüssigte Zementpaste, w/z 0,40

14 Construction 14 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Ergebnisse Kryo-REM Aufnahmen nach 20 min Hydratation Detail der reinen Zementpaste

15 Construction 15 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Anwendungsbeispiel Einstellen einer selbstverlaufenden Spachtelmasse

16 Construction 16 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Zusammenfassung Zementpasten bilden bereits in den ersten Minuten der Hydratation eine teilweise elastische Mikrostruktur Die Oszillationsmessung erlauben die Unterscheidung zwischen den viskosen und elastischen Anteilen der Viskosität Die Oszillationsmessungen zeigen, dass der Erstarrungs-beginn mit einem Übergang von viksosem zu elastischen Verhalten verbunden ist Die Kryo-SEM Aufnahmen zeigen die geringere Stärke der Mikrostruktur in verflüssigten Zementpasten Zusammenfassung

17 Construction 17 Dr. O. Blask, Sika Addiment GmbH Literatur L. Struble, M. Schultz, Use of oszillatory shear to study flow behavior of fresh cement paste, Cement and concrete research, 23, 1993, P. F. G. Banfill, Simultaneous rheological and kinetic measurements on cement pastes, Cement and concrete research, 21, 1991, A. Sassen, C. Marken, Oscillation rheometer measurements on oilfield cement slurries, Cement and concrete research, 21, 1991, O. Blask, Zur Rheologie von polymermodifizierten Bindemittelleimen und Mörtelsystemen, Diss., 2002, Universität-GH Siegen. O. Blask, D. Knöfel, J. Pakusch, M. Sandor, Connection between rheological and micrustructural changes during hydration of cement pastes, ICMA, 2001, Albuquerque, New Mexico. Die im Vortrag dargestellten Ergebnisse sind Teil der Dissertation des Autors, die im Rahmen eines Forschungsprojekts zwischen dem Institut für Bau- u. Werkstoffchemie der Uni-GH Siegen und der BASF AG angefertigt wurde. Literatur


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