Summary ......................................................... 5
1 Einleitung ................................................... 9
2 Temperaturabhängige Lösegleichgewichte der
Sorelphasen ................................................. 11
2.1 Grundsystem Mg(OH)2 - MgCl2 - H20 ....................... 11
2.2 System Mg(OH)2 - MgSO4 - H20 ............................ 16
2.3 System Mg(OH)2 - MgCl2 - NaCl - H20...................... 21
2.4 Resümee zum Kenntnisstand .............................. 23
3 Baustoffrezepturen .......................................... 25
3.1 Rezepturentwicklung mit 3-1-8 Bindemittelphase (C3) -
Grundlagen und Vorgehensweise .......................... 25
3.2 MgO-Reaktivität und Qualität ........................... 26
3.2.1 Allgemeines ..................................... 26
3.2.2 Zitronensäuretest, spezifische Oberfläche
und Korngrößenverteilung ........................ 27
3.2.3 Nebenbestandteile ............................... 31
3.2.4 MgO-Alterung .................................... 33
3.2.5 Zusammenfassung ................................. 35
3.3 Rezepturansätze ........................................ 35
3.3.1 Fließ- und Erstarrungsverhalten der
Bindemittelsuspension ........................... 35
3.3.2 Beeinflussung der Rheologie der
Bindemittelsuspension durch Füllstoffe .......... 39
3.3.3 Entwicklung einer C3-Betonrezeptur .............. 42
3.3.4 Rezeptur mit 5-1-8 Bindemittelphase (D4-Beton) .. 43
4 Bestimmung der freiwerdenden Reaktionswärme beim Abbinden ... 45
4.1 Parameterermittlung .................................... 45
4.2 Berechnung des Temperatur-Zeit-Verlaufes in
Abhängigkeit vom MgO-Gehalt der Rezeptur und von der
Bauwerksgeometrie ...................................... 49
5 Temperaturbedingtes Abbindeverhalten der
Magnesiabaustoffrezepturen .................................. 55
5.1 Methodischen Anforderungen und Umsetzungen zur
Erfassung der Druck-entwicklung,
Phasenbestandsentwicklung und geomechanischen
Parameter .............................................. 55
5.2 Temperaturabhängige Phasenbestands- und
Druckentwicklung ....................................... 64
5.2.1 Magnesiabaustoffrezeptur C3-Binder (3-1-8
Rezeptur) ....................................... 64
5.2.2 Magnesiabaustoffrezeptur D4-Beton (5-1-8
Rezeptur) ....................................... 72
6 Geomechanische Parameter .................................... 76
6.1 Untersuchungsprogramm .................................. 76
6.1.1 Prüfkörpervorbereitung /
Gesteinsphysikalische Probencharakterisierung ... 77
6.1.2 Technik und Methodik zur Bestimmung der
gaszugänglichen Porosität ....................... 78
6.1.3 Technik und Methodik zur Bestimmung der
Gaspermeabilität ................................ 79
6.1.4 Festigkeits- und Kompaktionsverhalten -
Prüfsystem SHM 250 .............................. 81
6.1.5 Technik und Methodik für triaxiale
Langzeitkriechversuche .......................... 82
6.2 Petrophysikalische Probencharakterisierung ............. 83
6.2.1 Dichte und elastische Eigenschaften ............. 83
6.2.2 Porositätsbestimmungen .......................... 87
6.2.3 Gas-Permeabilität ............................... 90
6.3 Geomechanische Probencharakterisierung ................. 91
6.3.1 Triaxiale isotrope Druckversuche ................ 91
6.3.2 Festigkeitsverhalten ............................ 94
6.3.2.1 Vorversuche ................................. 94
6.3.2.2 Triaxiales Festigkeitsverhalten ............. 96
6.3.3 Zeitabhängiges Verformungsverhalten ............ 100
6.3.3.1 Vorversuche ................................ 102
6.3.3.2 Relaxationsverhalten ......................... 106
6.3.3.3 Isostatisches Kriechverhalten (D4) ........... 110
7 Baustoffverhalten bei bzw. nach sekundärem
Lösungszutritt ............................................. 111
7.1 Lösungspermeabilität und
Kristallisationsdruck ................................. 113
7.2 Festigkeitsverhalten .................................. 119
7.3 Phasenbestands- und Gefügeentwicklung ................. 122
7.3.1 C3-Binder ...................................... 122
7.3.1 D4-Beton ....................................... 127
7.3.2.1 Betrachtungen zur Volumenentwicklung ........ 132
8 Schlussfolgerungen für Anwendungen - mögliche
Anforderungen und rezepturbedingte Baustoffeigenschaften
(Rezepturbaukasten) ........................................ 135
9 Synthese ................................................... 140
9.1 Zusammenfassung ....................................... 140
9.2 Bewertung ............................................. 144
10 Literatur .................................................. 147
ANLAGE 1 ...................................................... 150
ANLAGE 2 ...................................................... 151
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