Rheometrische Quantifizierung der scherratenbezogenen Fließcharakteristik von PAE-verflüssigten Betonen

Bearbeiter: D. Weger, M.Sc.
Förderer: BASF

Für eine gute Betonqualität sind Verarbeitbarkeitseigenschaften wie die Pumpbarkeit, die Verdichtbarkeit, das Fließverhalten oder die Oberflächenbearbeitung von großer Bedeutung. Diese werden maßgeblich von der Viskosität der Betone beeinflusst. Je geringer die Viskosität ist desto besser sind die Verarbeitungseigenschaften. Aus diesem Grund wurden sog. Polyaryl-Ether-(PAE)-Fließmittel auf den Markt gebracht, die im Vergleich zu herkömmlichen PCE-Fließmitteln eine Verringerung der Viskosität bei gleichem Ausbreitmaß bzw. gleicher Fließgrenze ermöglichen sollen.

Ziel ist es, die Wirksamkeit der PAE-Fließmittel zu Reduzierung der Viskosität zementgebundener Systeme zu quantifizieren. Zu diesem Zweck wurden rheometrische Untersuchungen am Bindemittelleim, am Mörtel sowie am Beton durchgeführt.

Dabei wurde berücksichtigt, dass jede betontechnologische Verarbeitungseigenschaft mit einer charakteristischen Scherrate verknüpft ist. Während für die Entlüftung des Betons Scherraten von ca. 10-3 - 10-2 s-1 charakteristisch sind, liegt die Scherrate bei Fließvorgängen im Bereich 10-1 – 100 s-1 sowie beim Pumpen im Bereich 101 – 10² s-1. Daher wurden diese Scherratenbereiche gezielt im Rotationsrheometer mit einem Platte-Platte Messsystem (Leimphase) und einer Vane-Geometrie (Leim, Mörtel und Beton) untersucht.

Darüber hinaus wurden verschiedene Feststoffgehalte (gesteuert über den w/z-Wert) als auch verschiedene Fließmitteldosierungen vergleichend für PCE- und PAE-Fließmittel untersucht.

Dabei konnte innerhalb einer Konsistenzklasse durch die Zugabe von PAE im Vergleich zu PCE eine viskositätsmindernde Wirkung erzielt werden, wobei der Effekt bei niedrigerem w/z-Wert stärker ausgeprägt war.