Ihre konkrete Antwort: Größen- und Formanalyse von Zement

Zement ist mit einer Produktion von über 4 Milliarden Tonnen pro Jahr das am häufigsten verwendete Material in der Bauindustrie. Es ist ein preiswertes und leicht zu produzierendes Material, das aus einer komplexen Mischung anorganischer Bestandteilen wie Silikaten und Aluminaten besteht. Die Aushärtung des Zements ist hauptsächlich auf die Hydratation zurückzuführen, d. h. auf die Verbindung von Wasser mit den verschiedenen Zementbestandteilen.
Es gibt fünf verschiedene Zementsorten, nämlich CEM I bis CEM V. Die für das allgemeine Bauwesen wichtigsten sind CEM I und CEM II. CEM I ist ein reiner gewöhnlicher Portlandzement (OPC), während CEM II eine Mischung aus OPC und Zusatzstoffen wie Flugasche, Schlacke oder Kalkstein ist, mit einem maximalen Zusatzstoffgehalt von 35 %.
Innerhalb jedes Typs gibt es drei Klassen, basierend auf der 28-Tage-Druckfestigkeit des Betons, den sie produzieren. Die Sorten sind 32,5, 42,5 und 52,5. Der Zement wird auch nach seiner Festigkeitsentwicklung klassifiziert: R steht für eine frühe Festigkeitssteigerung und N für eine normale Festigkeitsentwicklung. Ein Zement CEM I 42,5 N ist beispielsweise ein reiner OPC, der eine Festigkeit von 42,5 MPa mit „normalem“ Festigkeitszuwachs ergibt.
Neben dem üblichen Portlandzement werden oft spezielle Formulierungen benötigt, wie zum Beispiel schnell abbindender Zement. Diese spezielle Art von Zement beginnt bereits wenige Minuten nach dem Anmischen mit Wasser mit dem Aushärtungsprozess und ist in der Regel in weniger als einer Stunde ausgehärtet. Schnellhärtender Zement besteht hauptsächlich aus OPC und Aluminiumsulfat als Katalysator für den Hydratationsprozess.
Außerdem hängt die Qualität des Zements stark von der Größe und Form seiner Partikel ab, die seine Oberfläche, Druckfestigkeit und Aushärtungszeit beeinflussen. Zu feine Partikel führen zu einer exothermen Aushärtung des Endprodukts, während zu große Partikel nicht vollständig hydratisieren. Neben der Partikelgröße ist auch die Form der Partikel ein wichtiger Parameter, der überwacht werden muss. Die Fließfähigkeit von Zement und der Wasserbedarf können bei regelmäßigen (kugelförmigen) und unregelmäßigen Partikeln drastisch variieren.
Hier zeigen wir die Anwendung des Litesizer DIA 500 - dem Dynamic Image Analyzer von Anton Paar - zur Bewertung verschiedener Zementtypen von unterschiedlichen Herstellern. Der Litesizer DIA 500 Abbildung 1) verwendet eine Kamera mit hoher Bildrate, um das Bild einer großen Anzahl von einzelnen Partikeln in kurzer Zeit aufzunehmen. Das Ergebnis ist eine Verteilung der Partikelgröße und -form in wenigen Sekunden.