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Herstellung von Zement und Beton

Grenzflächenchemische Messmethoden für das Materialverhalten vor und nach der Aushärtung

Härte und Langlebigkeit machen Beton zum industriellen Baumaterial Nummer eins. Neben den Hauptbestandteilen Zement, Kies, Sand und Wasser sind es eine Reihe von grenzflächenaktiven Zuschlagstoffen, die für einfache Verarbeitung und gezielt eingestellte Materialeigenschaften sorgen. Unsere Messinstrumente analysieren die für Weichheit, Mischbarkeit, Aushärtung und Luftporengehalt verantwortlichen Grenzflächenprozesse und charakterisieren die langfristige Witterungsbeständigkeit des ausgehärteten Materials.

Messung der Effizienz und dispergierenden Wirkung von Weichmachern

Um hohe Festigkeit zu gewährleisten, muss der Wassergehalt im Beton gering gehalten werden. Umso wichtiger wird eine gute Verteilung der körnigen Bestandteile, um einen homogenen und fließfähigen Beton zu erhalten. Zu diesem Zweck verringern Tenside als Weichmacher die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und dem dispergierten Pulver.

Zur Charakterisierung der Tenside messen unsere Tensiometer den Grad der Verringerung der Wasseroberflächenspannung, welche die Pulverbenetzung dominiert. Darüber hinaus beschreibt die mit unserem Force Tensiometer – K100 gemessene kritische Mizellbildungskonzentration (CMC) die Effizienz eines Tensids.

Wichtig für die Gesamtbeurteilung der Weichmacherwirkung sind auch die Oberflächenenergie der pulverförmigen Bestandteile und die Pulverbenetzbarkeit durch Wasser. Beide Größen erfassen unsere Tensiometer anhand von Messungen des Kontaktwinkels mit der Washburn-Methode.

Grenzflächenchemische Untersuchung von Aushärtemitteln

Aushärtemittel sind Schichten hydrophober Flüssigkeiten, die auf die Betonoberfläche gebracht werden. Dort dichten sie die Oberfläche ab und verhindern, dass für die Aushärtung benötigtes Wasser verdunstet.

Oft handelt es sich dabei um Wachs- oder Paraffinemulsionen, für deren Bildung und Stabilisierung Tenside eingesetzt werden. Mit Hilfe unserer Tensiometer können Sie die Grenzflächenspannung zwischen der organischen und der wässrigen Phase bestimmen. Diese ist ein Maß für die Emulgierbarkeit und Emulsionsstabilität und hilft die Produktqualität zu optimieren.

Qualitätsprüfung des ausgehärteten Betons

Der fertige Beton darf zur Witterungsbeständigkeit nur wenig durch Wasser benetzbar sein. Beton enthält daher häufig Additive, die eine hydrophobe und antiadhäsive Oberfläche schaffen. Kontaktwinkelmessungen mit unseren Instrumenten prüfen die wasserabweisenden Eigenschaften des Betons.

Wiederholungsmessungen über einen längeren Zeitraum geben Auskunft über den Langzeitschutz der Oberfläche. Unser mobiles Instrument Mobile Surface Analyzer – MSA ermöglicht es, den Kontaktwinkel vor Ort, zerstörungsfrei und sogar an senkrechten Flächen zu messen.

Untersuchung der Wirkung von Trennmitteln für die Gießform

Trennmittel bilden eine nicht benetzbare, hydrophobe Schutzschicht auf der Gießform, sorgen für eine saubere Ablösung des Betons und verhindern das Verkleben der Form. Um das zu erreichen, muss ein Trennmittel die Form zunächst gut benetzen. Die Benetzbarkeit des Gießformmaterials durch das Trennmittel messen unsere Kontaktwinkel-Messinstrumente. Ein kleiner Kontaktwinkel gibt die erforderliche gute Benetzung wieder.

Um die trennende, hydrophobe Wirkung der aufgebrachten Trennmittelschicht zu beurteilen, wird der Kontaktwinkel von Wasser gemessen. Dieser sollte für eine antiadhäsive Schicht möglichst hoch sein.

Schaumanalyse zur Untersuchung von Schaumbildung

Beton enthält häufig Tenside als Schaumbildner, um Luftporen entstehen zu lassen. Diese sorgen für geringere Dichte und erhöhen die Froststabilität, da eingeschlossenes Wasser sich in die Poren hinein ausdehnen kann.

Soll der Beton hohe Festigkeit aufweisen, sind Lufteinschlüsse hingegen unerwünscht. In diesem Fall wird Schaumbildung, zum Beispiel durch Weichmacher, mit schaumhemmenden Mitteln verhindert.

Unser Dynamic Foam Analyzer – DFA100 untersucht die Schäumbarkeit und Schaumstabilität anhand reproduzierbarer Schaumhöhenmessungen. Auf diese Weise kann sowohl die gewollte Schaumbildung durch Tenside als auch die Wirkung von Antifoam-Additiven charakterisiert werden.

KRÜSS Applikationsberichte

AR267: Schäumverhalten und Schaumstabilität wässriger Tensidlösungen

Das Schäumverhalten und die Schaumstabilität dreier geringschäumender Tenside werden charakterisiert. Daten grenzflächenrheologischer Messungen zeigen eine gute Korrelation mit Ergebnissen der Schaumhöhenmessung.

AR224:Prognosen zur Dispergierbarkeit im Praxistest

Die freie Oberflächenenergie von verschieden gecoateten Rußpartikeln und verschiedenen Kunststoffen wird gemessen. Der jeweilige Grad der Mischbarkeit in der Schmelze wird anhand berechneter Adsorptionsenthalpien vorhergesagt und durch Rührversuche bestätigt.

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