Untersuchung von Mechanismen und Kinetik des hydrothermalen Herstellungsprozesses von α-C2SH

Abstract

α-Dicalciumsilikathydrat (α-C2SH) wird unter hydrothermalen Bedingungen aus SiO2 und Ca(OH)2 synthetisiert und ist unter anderem Zwischenprodukt bei der Herstellung von Celitement, einem neuartigen hydraulischen Bindemittel. Durch die Entwicklung eines Mikroautoklaven für den Einsatz an einer Synchrotronstrahlungsquelle wurde es ermöglicht, die Phasenzusammensetzung einer Synthese in situ röntgendiffraktometrisch zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Umsatz zu α-C2SH maßgeblich durch die Reaktivität der SiO2-Quelle beeinflusst wird. Bei hoher Übersättigung an SiO2 wird mehr nanokristalline C-S-H-Phase ausgefällt. Der Umsatz zu α-C2SH ist geringer. Ein höheres W/F bedeutet dagegen ein größeres Lösungsvolumen und damit weniger nanokristalline C-S-H-Phase. Mittels Rasterelektronenmikroskopie wurde gezeigt, dass die Morphologie der kleinsten erfassbaren Strukturen derjenigen der größeren α-C2SH-Kristalle ähnelt. Ein röntgenamorpher Anteil an α-C2SH wird angenommen.

α-dicalciumsilicatehydrate (α-C2SH) is synthesizedfrom SiO2 and Ca(OH)2 under hydrothermal conditions. It is an intermediate product in the production of Celitement, a novel hydraulic binding material. By developing a micro-autoclave for use with a synchrotron radiation source it was possible to analyze the phase composition during the synthesis in situ by X-ray diffraction. The results show that the conversion to α-C2SH is significantly influenced by the reactivity of the SiO2 source. At high supersaturation of SiO2, more nanocrystalline C-S-H-phase is precipitated. Less α-C2SH is formed. A higher w/s leads to a larger volume of solution and therefore less nanocrystalline C-S-H-phase. By scanning electron microscopy it was shown that the morphology of the smallest detectable structures is similar to the morphology of the bigger α-C2SH crystals. An X-ray amorphous fraction of α-C2SH is assumed.