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Hydratationswärme: Unterschied zwischen den Versionen
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[[Datei:HydrWaerme.jpg|mini|gerahmt|Hydratationswärme verschiedener | [[Datei:HydrWaerme.jpg|mini|gerahmt|Hydratationswärme H<sub><small>n(t)</small></sub> verschiedener Zemente unter adiabatischen Bedingungen]] | ||
[[Datei:TemperaturerBeton22.jpg|mini|gerahmt|Temperaturanstieg infolge Hydratationswärme im Bauteilkern unter Verwendung unterschiedlicher Zementarten]] | |||
Die [[Hydratation]] des [[Zement]]s ist ein exothermischer Vorgang. Die dabei frei werdende Wärmemenge wird als Hydratationswärme bezeichnet, die im [[Lösungskalorimeter]] gemessen wird (Einheit: J/g oder kJ/kg).<br /> | |||
Die Hydratationswärme wird umso schneller frei, je reaktionsfähiger der [[Zement]] ist, d.h. je feiner er gemahlen ist und je mehr [[Tricalciumsilicat]] und [[Tricalciumaluminat]] der Hauptbestandteile des Zements enthalten bzw. je höher der Anteil des [[Zementklinker|Zementklinkers]] im Zement ist. Je nach Anwendungsfall werden Zemente mit hoher oder solche mit niedriger Hydratationswärme ([[LH-Zement]], [[VLH-Zement]]) gezielt eingesetzt. LH-Zement und VLH-Zement werden z. B. häufig für [[Massige Bauteile|Beton für massige Bauteile]] eingesetzt.<br /> | |||
Große Hydratationswärmeentwicklung kann in dicken Betonbauteilen ([[massige Bauteile]]) zu großen Temperaturunterschieden zwischen Kern und Betonoberfläche führen. Daraus können [[Zwangsspannungen]] und [[Risse]] entstehen. Um unter diesen Randbedingungen die [[Gebrauchstauglichkeit]] und die [[Dauerhaftigkeit]] dieser Betonbauteile sicherzustellen, sind besondere Maßnahmen sinnvoll (siehe "[[Massige Bauteile]]").<br> | |||
Das Messen der Hydratationswärme mit dem Lösungskalorimeter (Lösungswärmeverfahren) ist in vielen nationalen Zementnormen (z. B. DIN EN 196-8) vorgeschrieben, um [[LH-Zement|Zemente mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung]] zu kennzeichnen. Damit wird die Wärmemenge gemessen, die beim Auflösen des nicht hydratisierten und des isotherm bei 20 °C hydratisierten Zements (w/z = 0,4) in einem Gemisch aus 39 Vol.-Teilen Salpetersäure (2,00 N) und 1 Vol.-Teil Flusssäure (38 M.-% bis 40 M.-%) frei wird. Die Differenz der beiden Lösungswärmen ist die Hydratationswärme.<br> | |||
Für die Bestimmung der Hydratationswärme mit dem Lösungswärmeverfahren hydratisieren die Zementproben bei konstanter Temperatur, beim [[Adiabatisch|adiabatischen Verfahren]] aber bei ständig steigender Temperatur und dementsprechend schneller. Das adiabatische Verfahren liefert deshalb insbesondere zu Beginn der [[Hydratation]] höhere Werte als das Lösungswärmeverfahren. Beim adiabatischen Verfahren hängt der Temperaturanstieg in dem [[Mörtel]] oder Beton - und infolgedessen auch der Hydratationsfortschritt und die Hydratationswärme - stark vom [[Zementgehalt]] ab. Das Verfahren eignet sich daher vor allem für die Baupraxis, um für einen Beton mit der geplanten Zusammensetzung die zu erwartende Wärmeentwicklung zu ermitteln. | |||
==Siehe auch:== | |||
*[[Zementarten]] | |||
== Literatur == | == Literatur == | ||
*[http://shop.verlagbt.de/expertenwissen-baustoffe/zement.html Locher, Friedrich W.: Zement – Grundlagen der Herstellung und Verwendung. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2000] | |||
*Vinkeloe, R.; Weber, R.: Ermittlung der Temperatur des frischen und des erhärtenden Betons. In: Beton-Informationen 26 (1986) 5, S. 47–52 | |||
*[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B1.pdf Zement-Merkblatt B1: Zemente und ihre Herstellung] | |||
*[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B11.pdf Zement-Merkblatt B11: Massige Bauteile aus Beton] | *[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B11.pdf Zement-Merkblatt B11: Massige Bauteile aus Beton] | ||
*[http://shop.verlagbt.de/bauplanung-ausfuehrung/zwangsspannungen-infolge-hydratationswaerme.html Röhling, Stefan: Zwangsspannungen infolge Hydratationswärme. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2009] | |||
