TY - JOUR A1 - Rübner, Katrin A1 - Prinz, Carsten A1 - Adolphs, Jürgen A1 - Hempel, S. A1 - Schnell, A. T1 - Microstructural characterisation of lightweight granules made from masonry rubble JF - Microporous and mesoporous materials N2 - The pore structure of lightweight granules made from masonry rubble was studied in order to better understand their engineering properties. Thermally and hydrothermally hardened granules were tested. Analysis by ESEM, mercury porosimetry and sorption methods yield important insight into their microstructure. The thermal granules are characterised by partly melted vitreous areas and large internal macropores that are connected via narrow throats. They show a marginal specific surface area along with a hydrophobic behaviour. In contrast, the hydrothermal granules have an accessible mesoporous system containing plate-like and ink-bottle pores. The shape of their water isotherms depending on the granules’ CaO content is sensitive to the morphology of calcium silicate hydrate phases (CSH). The hysteresis changes from a narrow loop that closes at low pressures, which can be attributed to coarser more crystalline CSH, to a large triangular-shaped loop along with a low pressure hysteresis, which is characteristic for fine fibre-like CSH with ink-bottle and plate-like pore morphologies. Granules with fibre-like CSH have the higher specific surfaces areas but those with more crystalline CSH show stronger physisorption of water molecules. KW - Lightweight aggregates KW - Construction and demolition waste KW - Mercury porosimetry KW - Nitrogen sorption KW - Water vapour sorption PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.08.060 SN - 1387-1811 SN - 1873-3093 VL - 209 SP - 113 EP - 121 PB - Elsevier Inc. CY - Amsterdam AN - OPUS4-32139 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adolphs, Jürgen A1 - Rübner, Katrin A1 - Schnell, A. A1 - Prinz, Carsten A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Hempel, S. ED - Ludwig, H.-M. T1 - Porenstruktur hydrothermal erhärteter Granulate aus Mauerwerkbruch T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung N2 - Die Herstellung hydrothermal erhärteter Granulate ist eine Möglichkeit zur Wiederverwertung von ziegelhaltigem Mauerwerkbruch, der derzeit aufgrund der heterogenen Zusammensetzung und hoher Feinanteile ein besonders hohes Verwertungsdefizit aufweist. Dabei ist die hydrothermale Erhärtung in einem Autoklav bei 200 °C und 1.6 MPa in gesättigter Wasserdampfatmosphäre eine Alternative mit geringerem Energieverbrauch im Vergleich zur thermischen Herstellung von Leichtgranulaten aus mineralischen Abfällen (Blähgranulate) oder Tonen und Schiefer (kommerzieller Blähton bzw. Blähschiefer), die bei Temperaturen von 1200-1300 °C im Drehrohrofen erfolgt. Die Festigkeit der Hydrothermalgranulate entwickelt sich bei diesem Prozess durch die Ausbildung von Calciumsilicathydrat-Phasen (CSH), die durch die Reaktion zwischen Quarzpartikeln und hydratisiertem Kalk entstehen. Die so erzeugten Hydrothermalgranulate haben Rohdichten zwischen 1500 kg/m3 und 2000 kg/m3. Damit und auch durch andere Eigenschaften unterscheiden sie sich von den thermisch erhärteten Blähgranulaten bzw. Blähtonen. Ursache dafür ist letztendlich eine sehr unterschiedliche Gefüge- und Porenstruktur. Im vorliegenden Beitrag wird hauptsächlich über die Ergebnisse der Mikrostrukturuntersuchungen an Hydrothermalgranulaten zusammen mit ihren technologischen Eigenschaften, wie Kornfestigkeit, Rohdichte und Wasseraufnahme, berichtet. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Leichtgranulat KW - Mauerwerkbruch KW - Hydrothermale Herstellung KW - Mikrostruktur KW - Porenstruktur PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 2 SP - 2-291 EP - 2-298 AN - OPUS4-34878 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rübner, Katrin A1 - Schnell, A. A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Zimathies, Annett A1 - Hempel, S. ED - Ludwig, H.-M. T1 - Mikrostrukturelle und mineralogische Eigenschaften leichter Gesteinskörnungen aus Mauerwerkbruch T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung N2 - Poröse RC-Leichtgranulate mit Rohdichten zwischen 600 kg/m³ und 1400 kg/m³ können nach einem mehrstufigen mechanischen Prozess durch thermische Erhärtung bei 1180 °C aus ziegelhaitigern Mauerwerkbruch hergestellt werden. Diese Granulate erfüllen die Anforderungen an leichte Gesteinskörnungen nach DIN EN 13055 und es lassen sich damit Leichtbetone nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 herstellen. Ihre Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschatten sind mit denen herkömmlicher Leichtbetone mit Blähtonkörnungen sehr gut vergleichbar. Das ist das Fazit aus dem in den letzten Jahren durchgeführten Verbundforschungsvorhaben "Aufbaukörnungen". Um jedoch die Granulatentstehung bzw. den Vorgang der Porosierung besser verstehen, den Herstellungsprozess optimieren und die Eigenschaften der Granulate maßschneidern zu können, wurden zusätzlich zu den makroskopischen Charakteristika, wie beispielsweise Porosität und Wasseraufnahme, die chemisch-mineralogischen und mikrostrukturellen Eigenschaften der Leichtgranulate untersucht. Dazu dienten Analysen mittels ICP-Emissionsspektrometrie, Röntgenpulverdiffraktometrie, Quecksilberporosimetrie und mikroskopischen Verfahren. Im Beitrag wird über die Ergebnisse der Gefüge- und Porenstrukturuntersuchungen an Leichtgranulaten im Vergleich zu herkömmlichem Blähton berichtet. T2 - 19. Ibausil - Internationale Baustofftagung CY - Weimar, Germany DA - 16.09.2015 KW - Leichte Gesteinskörnungen KW - Mauerwerkbruch KW - Mikrostruktur KW - Porenstruktur PY - 2015 SN - 978-3-00-050225-5 VL - 2 IS - P3.14 SP - 2-1329 EP - 2-1336 AN - OPUS4-34873 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rübner, Katrin A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Hempel, S. A1 - Schnell, A. A1 - Müller, A. T1 - Novel lightweight aggregates from masonry rubble T2 - 1st International conference on the chemistry of construction materials (Proceedings) N2 - Most lightweight aggregates (LWA) are produced by thermal Treatment of natural raw materials such as clay and shale. In addition to the high energy costs thereby incurred, the availability of suitable raw materials is limited. Other LWA manufactured from industrial by-products and wastes do not always meet the quality criteria for use in high-Quality lightweight concrete. A real alternative is the use of novel lightweight aggregates (referred to as LWA, aggregates and granules) made from mineral construction and demolition waste. An appropriate manufacturing technology has recently been developed in the framework of a German research project /1, 2/. Masonry rubble of variable grain size containing different amounts of brick material (25 to 70 %) serves as raw material. The LWA are obtained in a multistage manufacturing process by a thermal or hydrothermal treatment, which causes the expansion and the hardening of the material. The novel LWA meet the acceptance criteria for conventional lightweight aggregates. They are suitable for the production of lightweight concrete /2-6/. However to create tailor-made LWA from masonry rubble, the novel expanded materials and the influence of manufacturing conditions have to be understood in more detail. This paper reports on ongoing investigations of the chemico-mineralogical composition and microstructure of the novel LWA and focuses on the results of Chemical analyses, XRD, ESEM, TG/DTA and fusibility tests. T2 - 1st International conference on the chemistry of construction materials CY - Berlin, Germany DA - 2013-10-07 KW - Lightweight aggregates KW - Lightweight concrete KW - Masonry rubble KW - Construction and demolition waste KW - Recycling KW - Sustainability PY - 2013 SN - 978-3-936028-75-1 N1 - Serientitel: GDCh-Monographien – Series title: GDCh-Monographien VL - 46 SP - 27 EP - 30 AN - OPUS4-30067 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -