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Untersuchungen zur Wärmeentwicklung von hybriden Zementen

  • Die Hauptfunktion von Verschlussbauwerken für End- und Zwischenlager von radioaktiven Abfällen besteht in der Erhaltung der geologischen Barriere. Vor allem soll ein potenzieller Stofftransport durch eine möglichst geringe Permeabilität des Bauwerks verhindert bzw. auf vernachlässigbare Werte herabgesetzt werden. Die in-situ-Permeabilität des Verschlussbauwerks steht dabei in direktem Zusammenhang mit dessen Poren- und Makrostruktur, welche bei Bauwerken auf Basis von Beton insbesondere durch Schwind-verformungen und durch thermisch induzierte Rissbildung infolge der Reaktionswärmeentwicklung des Bindemittels gestört werden kann. Die Betone müssen daher neben einer hohen chemischen Langzeitstabilität auch eine geringe bzw. langsame Wärmeentwicklung während der Erhärtungsreaktionen aufweisen. Als hybride Zemente werden Mischungen aus Portlandzement, Betonzusatzstoffen und einem alkalischen Aktivator bezeichnet. Dabei können u. a. Alkalisulfate, Alkalicarbonate, Alkalisilicate undDie Hauptfunktion von Verschlussbauwerken für End- und Zwischenlager von radioaktiven Abfällen besteht in der Erhaltung der geologischen Barriere. Vor allem soll ein potenzieller Stofftransport durch eine möglichst geringe Permeabilität des Bauwerks verhindert bzw. auf vernachlässigbare Werte herabgesetzt werden. Die in-situ-Permeabilität des Verschlussbauwerks steht dabei in direktem Zusammenhang mit dessen Poren- und Makrostruktur, welche bei Bauwerken auf Basis von Beton insbesondere durch Schwind-verformungen und durch thermisch induzierte Rissbildung infolge der Reaktionswärmeentwicklung des Bindemittels gestört werden kann. Die Betone müssen daher neben einer hohen chemischen Langzeitstabilität auch eine geringe bzw. langsame Wärmeentwicklung während der Erhärtungsreaktionen aufweisen. Als hybride Zemente werden Mischungen aus Portlandzement, Betonzusatzstoffen und einem alkalischen Aktivator bezeichnet. Dabei können u. a. Alkalisulfate, Alkalicarbonate, Alkalisilicate und Alkalihydroxide als Aktivatoren zum Einsatz kommen. Aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität im salinaren Milieu sind Betone aus solchen Zementen potenziell besonders gut als Verfüllmaterial für End- und Zwischenlager im Steinsalz geeignet. In der vorliegenden Studie wurden daher hybride Zemente hinsichtlich ihrer Wärmeentwicklung in einem isothermen Kalorimeter sowie hinsichtlich Phasenbestand und Festigkeiten untersucht. Hybride Zementleime wurden auf Basis von Portlandklinker, Hüttensandmehl, Flugasche und Natriumsulfat hergestellt und die Zusammensetzungen systematisch variiert, um den Einfluss der Komponenten auf Wärmeentwicklung, Phasenbestand und mechanische Eigenschaften der Leime zu untersuchen; zusätzlich wurden zu Vergleichszwecken ein Zementleim auf Basis der Betonrezeptur M2 sowie eine alkalisch aktivierte Flugasche untersucht.zeige mehrzeige weniger

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Autoren/innen:Ricky Henning, Patrick Sturm, Hans-Carsten Kühne, S. Keßler, Gregor Gluth
Dokumenttyp:Beitrag zu einem Tagungsband
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Deutsch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Tagungsband 2. Tage der Standortauswahl
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.4 Baustofftechnologie
Herausgeber (Institution):Institut für Geotechnik der TU Bergakademie Freiberg
Erste Seite:137
Letzte Seite:139
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Hybride Zemente; Hydratationswärme; Kalorimetrie
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Energie
Energie / Kerntechnische Entsorgung
Veranstaltung:2. Tage der Standortauswahl
Veranstaltungsort:Online meeting
Beginndatum der Veranstaltung:11.02.2021
Enddatum der Veranstaltung:12.02.2021
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:04.03.2021
Referierte Publikation:Nein