Synthese und Modifikation von Calciumsilicathydrat-Phasen
- Eine der wichtigsten Eigenschaften von Beton bzw. Zement ist die hohe Druckfestigkeit des jeweiligen Materials, die Zugfestigkeit (z. B. Biegezugfestigkeit) ist dagegen um ein Vielfaches geringer. Durch Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Hauptkomponente von hydratisiertem Zement, Calciumsilicathydrat (C-S-H) in nanokristalliner Form, könnte damit eventuell auch die Zugfestigkeit des Zements an sich verbessert werden.
Einen ersten Schritt in diese Richtung stellt die Modifikation reiner C-S-H-Phasen im Labormaßstab dar. Auf dem Gebiet der Modifikation von C-S-H-Phasen wurde in den letzten Jahrzehnten intensiv geforscht. Obwohl große Anstrengungen unternommen wurden, um eine mögliche Interkalation, sprich die Einlagerung organischer Moleküle in die Zwischenschichten der C-S-H-Struktur, zu ermöglichen, konnte bisher kein endgültiger Nachweis für die echte Interkalation organischer Moleküle in den interlamellaren Bereich von C-S-H-Phasen erbracht werden.
In derEine der wichtigsten Eigenschaften von Beton bzw. Zement ist die hohe Druckfestigkeit des jeweiligen Materials, die Zugfestigkeit (z. B. Biegezugfestigkeit) ist dagegen um ein Vielfaches geringer. Durch Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Hauptkomponente von hydratisiertem Zement, Calciumsilicathydrat (C-S-H) in nanokristalliner Form, könnte damit eventuell auch die Zugfestigkeit des Zements an sich verbessert werden.
Einen ersten Schritt in diese Richtung stellt die Modifikation reiner C-S-H-Phasen im Labormaßstab dar. Auf dem Gebiet der Modifikation von C-S-H-Phasen wurde in den letzten Jahrzehnten intensiv geforscht. Obwohl große Anstrengungen unternommen wurden, um eine mögliche Interkalation, sprich die Einlagerung organischer Moleküle in die Zwischenschichten der C-S-H-Struktur, zu ermöglichen, konnte bisher kein endgültiger Nachweis für die echte Interkalation organischer Moleküle in den interlamellaren Bereich von C-S-H-Phasen erbracht werden.
In der vorliegenden Arbeit wurde die Synthese von Calciumsilicathydraten sowie deren Modifizierung mit organischen Precursoren hinsichtlich einer möglichen Interkalation bzw. der Bildung von Hybriden untersucht. Dazu wurden anhand verschiedener Syntheserouten sowohl nanokristalline Phasen mit geringer struktureller Ordnung als auch kristalline Phasen mit hoher struktureller Ordnung synthetisiert und charakterisiert.
Interkalationsversuche wurden an nanokristallinen und an kristallinen Proben durchgeführt. Dabei wurden die zu interkalierenden Moleküle (verschiedene Alkoxysilane und Polymere) direkt während der Synthese eingesetzt. Zusätzlich wurden Ca-Organohybridverbindungen mit Alkoxysilanen als einziger Si-Quelle hergestellt, was im Idealfall zur Ausbildung von Schichtverbindungen mit organischen Spacern führt.…
- One of the most important features of concrete and cement is its high compressive strength while the tensile strength (e.g. tensile strength in bending) of the material is significantly lower. The improvement of the mechanic properties of the main compound of hydrated cement, calciumsilicatehydrate (C-S-H) in nanocrystalline form, could therefore lead to an improvement of the tensile strength.
The modification of pure C-S-H in a laboratory scale would be a first step towards this improvement. The modification of C-S-H has been subject to extensive research for the last decades. While great efforts have been made to provide a potential way to intercalate organic moieties into the interlayer spacing of the C-S-H structure, a proof for true intercalation in this spacing of C-S-H phases could not yet be provided.
This work deals with the synthesis of calciumsilicatehydrates and the modification of these phases with organic precursors to evaluate a possible intercalation or formation ofOne of the most important features of concrete and cement is its high compressive strength while the tensile strength (e.g. tensile strength in bending) of the material is significantly lower. The improvement of the mechanic properties of the main compound of hydrated cement, calciumsilicatehydrate (C-S-H) in nanocrystalline form, could therefore lead to an improvement of the tensile strength.
The modification of pure C-S-H in a laboratory scale would be a first step towards this improvement. The modification of C-S-H has been subject to extensive research for the last decades. While great efforts have been made to provide a potential way to intercalate organic moieties into the interlayer spacing of the C-S-H structure, a proof for true intercalation in this spacing of C-S-H phases could not yet be provided.
This work deals with the synthesis of calciumsilicatehydrates and the modification of these phases with organic precursors to evaluate a possible intercalation or formation of hybrids. Nanocrystalline phases with minor structural order as well as crystalline phases with high structural order were synthesized and characterized using different synthesis routes.
Intercalation experiments were performed with nanocrystalline and crystalline samples. The molecules used for intercalation (several alkoxysilanes and polymers) were directly added during synthesis of the samples. Calcium organosilicate hybrid compounds were synthesized with alkoxysilanes as sole silicon source which ideally leads to the formation of a layered structure with organic spacers.…
Deutsches Urheberrecht