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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
M¨ortel: 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 Aush¨arten von Zement (unten)
