Frühe Hydratation von C₃S in Gegenwart von Metakaolin

Die Verwendung von kalziniertem Ton als Zementersatzstoff ist ein vielversprechender Weg, um die künftige Zementproduktion umweltfreundlicher zu gestalten und den CO₂‐Fußabdruck von Beton zu verringern. Jedoch wird durch den Ersatz von kalziniertem Ton wird die Zementhydratation häufig verzögert. Obwohl die kombinierte Verwendung von Kalkstein und kalziniertem Ton mit Portlandzement die Verzögerung kompensieren kann, werden die Ursachen für diesen Effekt noch immer diskutiert. Insbesondere die Rolle der gebildeten C‐A‐S‐H‐Phasen in Kombination mit C‐S‐H‐Phasen ist umstritten. Die vorliegende Studie untersucht die geschilderte Verzögerung in Modellsystem C3S und Metakaolin.

Die Hydratationsreaktionen von Metakaolin und C₃S wurden mittels optischer Emissionsspektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Röntgenbeugung und Reaktionskalorimetrie analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass Calcium‐ und Sulfationen eine dominierende Rolle für die Reaktionsgeschwindigkeit von Metakaolin spielen, was sich wiederum auf die Hydratationsgeschwindigkeit von C₃S auswirkt. Die Rolle der C‐A‐S‐H‐ gegenüber der C‐S‐H‐Bildung wird in diesem Zusammenhang hervorgehoben.