@phdthesis{Link,
  author    = {Link, Tim},
  title     = {Entwicklung und Untersuchung von alternativen Dicalciumsilicat-Bindern auf der Basis von alpha-C2SH},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.3722},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20180205-37228},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {292},
  abstract  = {Um den Klimawandel zu begrenzen, m{\"u}ssen die CO2-Emissionen drastisch gesenkt werden [100]. Bis 2050 soll bei der Herstellung von Zement eine Einsparung um 51-60 \% auf 0,425-0,350 tCO2/tZement erfolgen [7]. Um dieses Ziel zu erreichen, sind alternative Bindemittelkonzepte notwendig [70]. Diese Arbeit widmet sich alternativen, hochreaktiven Dicalciumsilicat-Bindemitteln, die durch die thermische Aktivierung von α-Dicalcium-Silicat-Hydrat (α-C2SH) erzeugt werden. Das α-C2SH ist eine kristalline C S H-Phase, die im hydrothermalen Prozess, beispielsweise aus Branntkalk und Quarz, herstellbar ist. Die thermische Aktivierung kann bei sehr niedrigen Temperaturen erfolgen (>420 °C) und f{\"u}hrt zu einem Multiphasen-C2S-Binder. Als besonders reaktive Bestandteile k{\"o}nnen x-C2S und r{\"o}ntgenamorphe Anteile enthalten sein. Weiterhin k{\"o}nnen β C2S, γ C2S und Dellait (Ca6(SiO4)(Si2O7)(OH)2) entstehen. Im Rahmen der Arbeit wird zun{\"a}chst der Stand des Wissens zur Polymorphie und Hydratation von C2S zusammengefasst. Es werden bekannte C2S-basierte Bindemittelkonzepte vorgestellt und bewertet. Die Herstellung von C2S-Bindern wird experimentell im Labormaßstab untersucht. Dabei kommen unterschiedliche Autoklaven und ein Muffelofen zum Einsatz. Die Herstellungsparameter werden hinsichtlich Phasenbestand und Reaktivit{\"a}t optimiert. Die Bindemittel werden durch quantitative R{\"o}ntgen-Phasenanalyse (QXRD), Rasterelektronenmikroskopie (REM), N2-Adsorption (BET-Methode), Heliumpycnometer, Thermoanalyse (TGA/DSC) und 29Si-MAS- sowie 29Si-1H-CP/MAS-NMR-Spektroskopie charakterisiert. Das Hydratationsverhalten der Bindemittel wird vorrangig mithilfe von W{\"a}rmeflusskalorimetrie untersucht. Weiterhin werden in situ und ex situ XRD-, TGA/DSC- und REM-Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. Anhand von zwei Bindemitteln wird die F{\"a}higkeit zur Erzielung hoher Festigkeiten demonstriert. Abschließend erfolgt eine Absch{\"a}tzung zu Energiebedarf und CO2-Emissionen f{\"u}r die Herstellung der untersuchten C2S-Binder. Die Ergebnisse zeigen, dass f{\"u}r eine hohe Reaktivit{\"a}t der Binder eine niedrige Brenntemperatur und ein geringer Wasserdampfpartialdruck w{\"a}hrend der thermischen Aktivierung entscheidend sind. Weiterhin muss das hydrothermal hergestellte α-C2SH eine m{\"o}glichst hohe spezifische Oberfl{\"a}che aufweisen. Diese Parameter beeinflussen den Phasenbestand und die phasenspezifische Reaktivit{\"a}t. Brenntemperaturen von ca. 420-500 °C f{\"u}hren zu hochreaktiven Bindern, die im Rahmen dieser Arbeit als Niedertemperatur-C2S-Binder bezeichnet werden. Temperaturen von ca. 600-800 °C f{\"u}hren zu Bindern mit geringerer Reaktivit{\"a}t, die im Rahmen dieser Arbeit als Hochtemperatur-C2S bezeichnet werden. H{\"o}here Brenntemperaturen (1000 °C) f{\"u}hren zu Bindemitteln, die innerhalb der ersten drei Tage keine hydraulische Aktivit{\"a}t zeigen. Die untersuchten Bindemittel k{\"o}nnen sehr hohe Reaktionsgeschwindigkeiten erreichen. Die W{\"a}rmeflusskalorimetrie deutet bei einigen Bindemitteln einen nahezu vollst{\"a}ndigen Umsatz innerhalb von drei Tagen an. Durch XRD wurde f{\"u}r einen Binder der vollst{\"a}ndige Verbrauch von x-C2S innerhalb von drei Tagen nachgewiesen. F{\"u}r einen mittels in-situ-XRD und W{\"a}rmeflusskalorimetrie untersuchten Binder wurde gezeigt, dass die Phasen vorrangig in der Reihenfolge r{\"o}ntgenamorph > x-C2S > β-C2S > γ-C2S hydratisieren. Hydratationsprodukte sind nadelige C S H-Phasen und Portlandit. Die Herstellung durch thermische Aktivierung von α-C2SH f{\"u}hrt zu tafeligen Bindemittelpartikeln, die teilweise Zwickelr{\"a}ume und Poren zwischen den einzelnen Partikeln einschließen. Um eine verarbeitbare Bindemittelpaste zu erzeugen, sind daher sehr hohe Wasser/Bindemittel-Werte (z. B. 1,4) erforderlich. Der Wasseranspruch kann durch Mahlung etwa auf das Niveau von Zement gesenkt werden. Die Druckfestigkeitsentwicklung wurde an zwei Niedertemperatur-C2S-Kompositbindern mit 40 \% Kalksteinmehl bzw. 40 \% H{\"u}ttensand untersucht. Aufgrund von theoretischen Betrachtungen zur Porosit{\"a}t in Abh{\"a}ngigkeit des w/b-Wertes wurde dieser auf 0,3 festgelegt. Durch Zugabe von PCE-Fließmittel wurde ein verarbeitbarer M{\"o}rtel erhalten. Die Festigkeitsentwicklung ist sehr schnell. Der Kalksteinmehl-Binder erreichte nach zwei Tagen 46 N/mm². Bis Tag 28 trat keine weitere Festigkeitssteigerung ein. Der H{\"u}ttensand-Binder erreichte nach zwei Tagen 62 N/mm². Durch die H{\"u}ttensandreaktion stieg die Festigkeit bis auf 85 N/mm² nach 28 Tagen an. F{\"u}r den Herstellungsprozess von Niedertemperatur-C2S-Binder wurden Energieverbr{\"a}uche und CO2-Emissionen abgesch{\"a}tzt. Es deutet sich an, dass, bezogen auf die Bindemittelmenge, keine wesentlichen Einsparungen im Vergleich zur Portlandzementherstellung m{\"o}glich sind. F{\"u}r die tats{\"a}chlichen Emissionen muss jedoch zus{\"a}tzlich die Leistungsf{\"a}higkeit der Bindemittel ber{\"u}cksichtigt werden. Die Leistungsf{\"a}higkeit kann als erforderliche Bindemittelmenge betrachtet werden, die je m³ Beton eingesetzt werden muss, um bestimmte Festigkeits-, Dauerhaftigkeits- und Verarbeitungseigenschaften zu erreichen. Aus verschiedenen Ver{\"o}ffentlichungen [94, 201, 206] wurde die These abgeleitet, dass die Leistungsf{\"a}higkeit eines Bindemittels maßgeblich von der C-S-H-Menge bestimmt wird, die w{\"a}hrend der Hydratation gebildet wird. Daher wird f{\"u}r NT-C2S-Binder eine außergew{\"o}hnlich hohe Leistungsf{\"a}higkeit erwartet. Auf Basis der Leistungsf{\"a}higkeitsthese verringern sich die abgesch{\"a}tzten CO2-Emissionen von NT-C2S-Bindern, sodass gegen{\"u}ber Portlandzement ein m{\"o}gliches Einsparpotenzial von 42 \% ermittelt wurde.},
  subject      = {Belit},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Giebson,
  author    = {Giebson, Colin},
  title     = {Die Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion in Beton f{\"u}r Fahrbahndecken und Flugbetriebsfl{\"a}chen unter Einwirkung alkalihaltiger Enteisungsmittel},
  isbn      = {978-3-00-044366-4 (Druckversion)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20131217-20916},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {208},
  abstract  = {Das Hauptziel der Arbeit war es zu kl{\"a}ren, ob alkalihaltige Enteisungsmittel eine Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion (AKR) ausl{\"o}sen und/oder beschleunigen k{\"o}nnen und was die dabei ggf. zugrunde liegenden Mechanismen sind. Die Untersuchungen dazu ergaben, dass die auf Verkehrsfl{\"a}chen eingesetzten alkalihaltigen Enteisungsmittel auf Basis von Natriumchlorid (Fahrbahndecken) bzw. auf Basis der Alkaliacetate und -formiate (Flugbetriebsfl{\"a}chen) den Ablauf einer AKR in Betonen mit alkalireaktiven Gesteinsk{\"o}rnungen ausl{\"o}sen und mitunter stark beschleunigen k{\"o}nnen. Dabei nimmt die AKR-f{\"o}rdernde Wirkung der Enteisungsmittel in der Reihenfolge Natriumchlorid - Alkaliacetate - Alkaliformiate erheblich zu. Es zeigte sich, dass im Fall der Alkaliacetate und -formiate nicht allein die Zufuhr von Alkalien von Bedeutung ist, sondern dass es außerdem zu einer Freisetzung von OH-Ionen aus dem Portlandit und folglich zu einem Anstieg des pH-Wertes in der Porenl{\"o}sung kommt. Dadurch wird der Angriff auf alkalireaktives SiO2 in Gesteinsk{\"o}rnungen verst{\"a}rkt und der Ablauf einer AKR beschleunigt. Unter {\"a}ußerer NaCl-Zufuhr kommt es hingegen nicht zu einem Anstieg des pH-Wertes, was der Grund f{\"u}r die weniger stark AKR-f{\"o}rdernde Wirkung von NaCl ist. Von Bedeutung sind hier die zugef{\"u}hrten Na-Ionen und offenbar ein sich andeutender, direkter Einfluss von NaCl auf das SiO2-L{\"o}severhalten. Sind pH-Wert und Na-Konzentration in der Porenl{\"o}sung ausreichend hoch, wird sich thermodynamisch bedingt AKR-Gel bilden. Die Bildung von FRIEDEL'schem Salz ist dabei nur eine Begleiterscheinung, aber keine Voraussetzung f{\"u}r den Ablauf einer AKR unter {\"a}ußerer NaCl-Zufuhr. Es zeigte sich weiter, dass sich mit der FIB-Klimawechsellagerung als Performance-Pr{\"u}fung das AKR-Sch{\"a}digungspotential von Betonen f{\"u}r Fahrbahndecken und Flugbetriebsfl{\"a}chen zuverl{\"a}ssig beurteilen l{\"a}sst. Die Vorteile der FIB-Klimawechsellagerung liegen in der Pr{\"u}fung kompletter, projektspezifischer Betonzusammensetzungen unter Beachtung aller praxisrelevanten klimatischen Einwirkungen und vor allem in der Ber{\"u}cksichtigung einer {\"a}ußeren Alkalizufuhr. Innerhalb von 36 Wochen kann das AKR-Sch{\"a}digungspotential einer Betonzusammensetzung f{\"u}r eine Nutzungsdauer von 20-30 Jahren in der Praxis sicher beurteilt werden.},
  subject      = {Beton},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nowak,
  author    = {Nowak, Saskia},
  title     = {Alterung von Calciumsulfatphasen : Physiko-chemisch bedingte Feuchteaufnahmen und Einfluss auf die Reaktivit{\"a}t},
  isbn      = {978-3-00-041328-5},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.1873},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130320-18731},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {155},
  abstract  = {Die Arbeit zeigt die wesentlichen Gr{\"u}nde auf, warum betahalbhydratreiche Niederbranntgipsbinder (industriell als Stuckgips bezeichnet) oft sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Der Anteil an Halbhydrat, welches aus dem stark hygroskopischen Anhydrit III (A III) durch die Reaktion mit Luftfeuchtigkeit entsteht, stellt einen erheblichen, bislang vollkommen unbeachteten Einfluss dar. Dieses Halbhydrat aus A III zeigt andere Oberfl{\"a}cheneigenschaften und ein Reaktionsverhalten, das von frisch gebranntem Betahalbhydrat abweicht. Es zeigt sich, wie weitreichend der Einfluss physiko-chemischer Oberfl{\"a}chenprozesse wie Adsorption und Kondensation ist. Hierdurch wird nicht nur die Oberfl{\"a}chenenergie der Partikel abgebaut, sondern auch eine Verminderung der Hydratationsw{\"a}rme verursacht. Somit wirken sich physikalische Vorg{\"a}nge thermodynamisch aus. Einwirkende und resultierende Parameter einer Alterung wirken wie folgt {\"a}ußerst komplex zusammen: Die dominierenden Bindemitteleigenschaften Abbindeverhalten und Wasseranspruch ver{\"a}ndern sich durch eine Alterung sowohl aufgrund der Phasenumwandlungen als auch infolge der Ver{\"a}nderungen der Kristallite. Ebenso einflussreich ist die Ver{\"a}nderung der Oberfl{\"a}chencharakteristik. Die Auswirkung der Alterung auf die Reaktivit{\"a}t geht deutlich {\"u}ber den Abbau von Anhydrit III, die Dezimierung von abbindef{\"a}higem Material und die beschleunigende Wirkung von Alterungsdihydrat hinaus. Das Wachstum der Kristallite von Halbhydrat und die Verringerung der inneren Energie sowie die energetisch g{\"u}nstige spontane Beladung der Kristallgitterkan{\"a}le kleinster Anhydrit III-Kristallite mit dampff{\"o}rmigem Wasser m{\"u}ssen als maßgebliche Ursachen f{\"u}r die Abnahme der Reaktivit{\"a}t infolge der Alterung herausgestellt werden. Die Abnahme der spezifischen Oberfl{\"a}che und der Oberfl{\"a}chenenergie wirken sich außerdem auf den L{\"o}sungs- und den Hydratationsprozess aus. Der auf der Oberfl{\"a}che von Anhydrit III kristallisierte Anhydrit II wirkt sich auch nach der Umwandlung von A III in Halbhydrat l{\"o}sungshemmend aus. Infolge der alterungsbedingten Dihydratbildung, die bei anhaltender Feuchteeinwirkung einsetzt, wird diese Wirkung aufgehoben bzw. vermindert. Obgleich Dihydrat f{\"u}r seinen Beschleunigungseffekt bekannt ist, entfaltet Alterungsdihydrat infolge seiner besonderen Ausbildung innerhalb der wenige Molek{\"u}llagen umfassenden Kondenswasserschicht nur eine geringe keimbildende Wirkung. Eine wesentliche Erkenntnis betrifft den Bindungscharakter des {\"U}berst{\"o}chiometrischen Wassers. Diesbez{\"u}glich ist eine rein physikalische Bindung nachweisbar. Das in der Arbeit als st{\"a}rker adsorptiv gebunden bezeichnete Wasser kommt neben der Freien Feuchte ausschließlich bei Anwesenheit von Halbhydrat vor. Dieser Zusammenhang wird erstmalig hergestellt und mit Hilfe der kristallchemisch bedingten h{\"o}heren Oberfl{\"a}chenenergie von Halbhydrat erkl{\"a}rt.},
  subject      = {Alterung},
  language  = {de}
}
@article{LeNguyenLudwig,
  author    = {Le, Ha Thanh and Nguyen, Sang Thanh and Ludwig, Horst-Michael},
  title     = {A Study on High Performance Fine-Grained Concrete Containing Rice Husk Ash},
  series = {International Journal of Concrete Structures and Materials},
  journal   = {International Journal of Concrete Structures and Materials},
  doi       = {10.1007/s40069-014-0078-z},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20170425-31477},
  pages     = {301 -- 307},
  abstract  = {Rice husk ash (RHA) is classified as a highly reactive pozzolan. It has a very high silica content similar to that of silica fume (SF). Using less-expensive and locally available RHA as a mineral admixture in concrete brings ample benefits to the costs, the technical properties of concrete as well as to the environment. An experimental study of the effect of RHA blending on workability, strength and durability of high performance fine-grained concrete (HPFGC) is presented. The results show that the addition of RHA to HPFGC improved significantly compressive strength, splitting tensile strength and chloride penetration resistance. Interestingly, the ratio of compressive strength to splitting tensile strength of HPFGC was lower than that of ordinary concrete, especially for the concrete made with 20 \% RHA. Compressive strength and splitting tensile strength of HPFGC containing RHA was similar and slightly higher, respectively, than for HPFGC containing SF. Chloride penetration resistance of HPFGC containing 10-15 \% RHA was comparable with that of HPFGC containing 10 \% SF.},
  subject      = {Hochfester Beton},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Le,
  author    = {Le, Ha Thanh},
  title     = {Behaviour of Rice Husk Ash in Self-Compacting High Performance Concrete},
  publisher = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar, F.A. Finger- Institut f{\"u}r Baustoffkunde, Professur Werkstoffe des Bauens},
  address   = {Weimar},
  isbn      = {978-3-00-048928-0},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.2373},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20150310-23730},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {181},
  abstract  = {The main objective of this thesis is to investigate the characteristics of rice husk ash RHA) and then its behaviour in self-compacting high performance concrete (SCHPC) with respects to rheological properties, hydration and microstructure development and alkali silica reaction, in comparison with silica fume (SF). The main results show that the RHA is a macro-mesoporous amorphous siliceous material with a very high silica content comparable with SF. The pore size distribution is the most important parameter of RHA besides amorphous silica content. This parameter affects pore volume, specific surface area, and thus the water demand and the pozzolanic reactivity of RHA and its behaviour in SCHPC. The incorporation of RHA decreases filling and passing abilities, but significantly increases plastic viscosity and segregation resistance of SCHPC. Therefore, RHA can be used as a viscosity modifying admixture for SCHPC. The incorporation of RHA increases the superplasticizer adsorption, the superplasticizer saturation dosage, yield stress and plastic viscosity of mortar. Fresh mortar formulated from SCHPC is a shear-thickening material. The incorporation of RHA/SF ecreases the shearthickening degree. The incorporation of RHA/SF increases the degree of cement hydration. SF appears more effective at 3 days possibly due to the better nucleation site effect, whereas RHA dominates at the later ages possibly due to the internal water curing effect. The incorporation of RHA/SF increases the degree of C3S hydration, particularly the C3S hydration rate from 3 to 14 days. The pozzolanic reaction takes place outside and inside RHA particles. The internal pozzolanic eaction products consolidate the pores inside RHA particles rather than contribute to the pore refinement in the cement matrix. In the presence of the high alkali concentration, RHA particles act as microreactive aggregates and react with alkali hydroxide to generate the expansive alkali silica reaction products. Increasing the particle size and temperature increases the alkali silica reactivity of RHA. The mechanism for the successive pozzolanic and alkali silica reactions of RHA is theorized. Additionally, a new simple mix design method is proposed for SCHPC containing various supplementary cementitious materials, i.e. RHA, SF, fly ash and limestone powder.},
  subject      = {Werkstoffkunde},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Flohr,
  author    = {Flohr, Alexander},
  title     = {Der Einfluss von Polymermodifikationen, unterschiedlichen Gesteinsk{\"o}rnungen und Gesteinsk{\"o}rnungssubstitutionsmaterial auf das Verformungs- und Bruchverhalten von Beton},
  doi       = {10.25643/bauhaus-universitaet.2003},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20130806-20035},
  school      = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar},
  pages     = {148},
  abstract  = {In dieser Arbeit werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen an unbewehrten und bewehrten modifizierten Betonen unter monoton steigender Belastung bis zum Bruch, einfacher Kurzzeitbelastung im Grenzbereich der Tragf{\"a}higkeit und mehrfach wiederholter Belastung mit kontinuierlicher Be- und Entlastungsgeschwindigkeit vorgestellt und ausgewertet. F{\"u}r die Modifizierung der Betone wurden zwei grunds{\"a}tzliche Vorgehens¬weisen angewendet: die Variation der Gesteinsk{\"o}rnung und die Modifizierung der Bindemittelphase mit thermoplastischen Polymeren. Die Auswirkungen der Modifikationen auf die Festigkeitseigenschaften und das Form{\"a}nderungsverhalten des Betons bei Kurzzeitbelastung waren dabei von besonderem Interesse. Die beobachteten Ver{\"a}nderungen der Festbetoneigenschaften sowie der nichtlineare Zu-sammenhang zwischen den elastischen und nichtelastischen Verformungsanteilen signali-sieren, dass derartige Modifizierungen das Verformungs- und Bruchverhalten von Beton sig-nifikant beeinflussen und somit beim Nachweis der Tragf{\"a}higkeit und Gebrauchstauglichkeit ber{\"u}cksichtigt werden m{\"u}ssen. Neben der Evaluierung des beanspruchungsabh{\"a}ngigen Form{\"a}nderungsverhaltens werden die etablierten Ans{\"a}tze zur Beschreibung der Gef{\"u}gezu-standsbereiche bei Druckbelastung weiter entwickelt, so dass die {\"U}berg{\"a}nge zwischen den Bereichen exakt ermittelt und die Auspr{\"a}gung der Bereiche quantifiziert werden k{\"o}nnen. Damit ist ein genauerer Vergleich der durch die Modifizierungen hervorgerufenen Ver{\"a}nde-rungen m{\"o}glich.},
  subject      = {Beton},
  language  = {de}
}