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Open Access
Indirekte Beobachtung des Erstarrens und Erhärtens von Zementleim, Mörtel und Beton mittels Schallwellenausbreitung
(2003) Herb, Alexander T.; Reinhardt, Hans-Wolf (Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c.)
Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren die Weiterentwicklung eines Ultraschallprüfverfahrens basierend auf dem Prinzip der Durchschallung, die Interpretation der Ergebnisse von Vergleichsmessungen, sowie der Bezug zu heute verwendeten Laborverfahren. Zunächst wurde, begleitet von einem umfangreichen Versuchsprogramm, eine Miniaturisierung des Prüfgefäßes vorgenommen. Im Vordergrund standen dabei sowohl eine Optimierung in der Handhabbarkeit als auch eine deutliche Reduzierung des Probenmaterials. In einem nächsten Schritt wurden die beiden neuen Prüfeinrichtungen mit vielfältigen Messungen getestet. Untersuchungsschwerpunkt war, mittels parallel ausgeführten Ultraschall (US) -Messungen einen Korrelationsansatz zu bestehenden Prüf- und Analysemethoden zu finden. Der erste Ansatz war visueller Natur. Dazu wurden Mörtelproben während der Hydratation mit einem speziellen Rasterelektronenmikroskop (ESEM) untersucht. In der vorliegenden Arbeit ist es erstmals gelungen, ein und dieselben Kristallstrukturen während ihres hydratationsbedingten Wachstums sowie ihrer teilweisen Umwandlung in andere Kristalle zu beobachten. Es wurde versucht, qualitativ den jeweiligen Hydratationsfortschritt den US-Parametern zuzuordnen, die aus parallel aufgezeichneten US-Messungen mit der Mörtelprüfeinrichtung extrahiert worden sind. Unter Berücksichtigung aller drei US-Messparameter wurden Ansätze entwickelt, Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende mit dem Ultraschallverfahren zu detektieren. Insbesondere die den Penetrometerversuch begleitenden US-Messungen erbrachten eine gute Korrelation. Es gelang, den beiden Erstarrungszeiten konkrete Messwerte des Ultraschallprüfverfahrens zuzuordnen. Eingehende Analysen ergaben Möglichkeiten zur Korrelation zwischen den Ergebnissen der Ultraschallmessungen und dem kalorimetrisch ermittelten Hydratationsgrad. Funktionale Beziehungen konnten erfasst werden. Insbesondere eine bilineare Gesetzmäßigkeit zwischen Reaktionsgrad und normierter Wellengeschwindigkeit wurde ermittelt.