Leistung und Haltbarkeit von Betonmischungen werden verbessert
Durch die Beimengung kleiner Mengen von Dispergiermitteln in Beton können die Selbstverdichtungseigenschaften dieses Materials im frischen Zustand optimiert werden. Fließmittel und stark wasserreduzierende Zugaben (HRWRAs - high-range water-reducing admixtures) können auch die Porosität des fertigen Materials verringern, indem durch sie der Beton mit weniger Wasser besser verarbeitbar wird und seine Haltbarkeit deshalb zunimmt. Diese Eigenschaften bewirken viele praktische Vorzüge für den Bausektor wie einen verringerten Arbeitsaufwand bei der herkömmlichen Betonverteilung durch Vibration. Die im Rahmen des SUPERPLAST-Projekts durchgeführte Arbeit erbrachte verbesserte Kenntnisse über die zugrunde liegenden Mechanismen, durch die Polymerzugaben mit Zementsuspensionen in Wechselwirkung stehen. Speziell wurden zwei hochaktuelle Fließmittel untersucht: modifizierte Lignosulfonate (LS) und Polycarboxylate (PC). Die Benutzung von Modellpulvern versetzte die Materialwissenschaftler und Chemiker in die Lage, die Komplexität und Vielgestaltigkeit der Betonbestandteile sowie der Probleme aufgrund der verschiedenen bei der Anwendung herrschenden klimatischen Bedingungen zu überwinden. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Modellpulver entwickelt und Magnesiumoxid (MgO) sowie Magnesiumhydroxid (Mg(OH)2) ausgewählt. Die Überlegenheit dieser Inertmodellsysteme gegenüber anderen liegt darin, dass bei beiden die Oberflächenspannung der Partikel und der pH-Wert den Zementsuspensionen ähnelt. Die Berechnungen der Kräfte zwischen den Teilchen wie auch die Bestimmung der Zugaben verbrauchenden Reaktionen ebnen neue Wege zur Entwicklung von Fließmitteln mit höherer Leistung bei geringerer Dosis. Beton mit höherer Leistung und einer längeren Lebensdauer kann die Energiekosten für Unterhalt und Reparatur einer Betoninfrastruktur senken. Darüber hinaus können die Projektpartner mit den Ergebnissen dieser Untersuchung speziell angepasste Fließmittel entwickeln, die besser als einige aktuelle Fließmittel und Zementkombinationen mit anderen Stoffen verträglich sind.