Synthese und Charakterisierung von Oxysalz-Zementen und ihren Phasen

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, das Hydratationsverhalten von MOC-Zement in Abhängigkeit verschiedener Parameter zu untersuchen. Die untersuchten Parameter waren MgO-Reaktivität, Ausgangszusammensetzung und Umgebungstemperatur. Die wichtigsten Untersuchungsmethoden sind Pulverdiffraktometrie, isoperibole Wärmeleitungskalorimetrie, Rasterelektronenmikroskopie, sowie Transmissionselektronenmikroskopie. Es zeigt sich, dass die Reaktionsdauer, Phasenbildung und Mikrostruktur von MOC-Zement stark von den Ausgangsbedingungen abhängt. Besonders bei sehr geringen Reaktionszeiten, verursacht durch erhöhte Umgebungstemperatur und hohe MgO-Reaktivität, konnte die Bildung von bisher unbekannten Phasen beobachtet werden. Zusätzlich wurde das Hydratationsverhalten zum ersten Mal mit Cryo-REM untersucht und die Gelbildung während der Reaktion sichtbar gemacht. Im Zuge dieser Untersuchungen wurden drei Reinphasen in den Systemen CaO - CaCl2- H2O und MgO - Mg(NO3)2 - H2O synthetisiert und deren Gitterkonstanten verfeinert.

It was the goal of this thesis to study the hydration behavior of MOC cement as a function of different influencing factors. The investigated parameters were MgO reactivity, starting composition as well as ambient temperature. The most important methods used for investigating the properties of the material were powder diffraction, heat conduction calorimetry, scanning electron microscopy as well as cryo scanning electron microscopy. It can be shown that the reaction time, phase formation and micro structure of MOC cement are very strongly dependent on the starting conditions. Especially a low reaction time due to high ambient temperatures or highly reactive MgO can lead to the formation of previously unknown phases. In addition the hydration behavior could be studied using cryo SEM for the first time and it was possible to make the gel formation visible during the reaction. In the course of these investigations three pure phases in the systems CaO - CaCl2- H2O und MgO - Mg(NO3)2 - H2O were synthesized and their lattice parameters determined for the ICDD-PDF data base.