Name: concrete fillers that improve performance
Uploaded: 2024-11-07T14:48:38.000Z
Duration: 1 min 29 s
Channel: JoVE

Füllstoffe und Additive sind feinkörnige Materialien mit einer ähnlichen Feinheit wie Portlandzement.
Puzzolane und Hochofenschlacke, die als zementgebundene Zusätze verwendet werden, verbessern die Betonqualitäten wie Verarbeitbarkeit und Dichte und reduzieren gleichzeitig Ausblutungen und Rissbildung.
Füllstoffe können den Hydratationsprozess von Portlandzement ankurbeln, indem sie Keimbildungspunkte bereitstellen, die Kalziumkarbonat bilden. Diese Keimbildungsstellen werden in Beton mit Flugasche und Titandioxidpartikeln beobachtet.
Calciumcarbonat verschmilzt mit der Calciumsilikathydratphase und verändert die Struktur des Zementleims nach dem Hydratisieren günstig.
Füllstoffe können auch aus natürlichen oder verarbeiteten anorganischen Substanzen gewonnen werden und üben hauptsächlich eine physikalische Wirkung aus, wie z. B. Kalkhydrat oder Zuschlagstoffstaub.
Typischerweise dienen diese Zusatzwerkstoffe als Verarbeitbarkeitsverstärker in Mörtel und Mauermörtel. Auch Farbpigmente gelten als inerte Zusätze.
Wenn pulverisiertes Zink oder Aluminium in Gegenwart von Calciumhydroxid eingebracht wird, entsteht Wasserstoffgas. Diese Materialien, die als gasbildende Zusatzmittel bekannt sind, stellen Porenbeton her.
Wasserstoffperoxid, ein weiteres Beispiel, setzt Sauerstoffblasen frei, die in der Sand-Zement-Mischung zurückgehalten werden, um Porenbeton herzustellen.

zusatzstoffe und füllstoffe in beton

Zusatz- und Füllstoffe sind für die Verbesserung der Betoneigenschaften von entscheidender Bedeutung. Puzzolane und Hochofenschlacke sind aufgrund ihrer Reaktionen mit Calciumhydroxid Zusatzstoffe oder Beimischungen, da sie während der Zementhydratation freigesetzt werden. Füllstoffe, die fein gemahlen sind und eine ähnliche Feinheit wie Portlandzement aufweisen, verbessern Betoneigenschaften wie die Verarbeitbarkeit, Dichte und verringern Bluten oder Rissbildung. Einige Füllstoffe besitzen hydraulische Eigenschaften oder sind an harmlosen Reaktionen innerhalb des Zementleims beteiligt.


 Die Aufgabe der Füllstoffe besteht darin, die Hydratation des Portlandzements zu fördern und Kristallisationskeime bereitzustellen. Diese Aufgabe übernehmen häufig Flugasche und Titandioxid, die zur Mikrostruktur des resultierenden Zementleims beitragen. Füllstoffe können natürlich oder verarbeitet sein und weisen gleichbleibende Eigenschaften, insbesondere Feinheit, auf. Sie sollten den Wasserbedarf nicht erhöhen oder die Haltbarkeit und Festigkeit des Betons beeinträchtigen.


 Füll- und Zusatzstoffe werden meist physikalisch mit Zement vermischt und müssen kompatibel sein. Einige sehr feine Zementpartikel sind beispielsweise für die Anfangsfestigkeit unerlässlich. Inerte Materialien wie Löschkalk oder normalgewichtige Zuschlagstoffe werden hinzugefügt, um die Verarbeitbarkeit, nicht aber die Festigkeit zu verbessern. Zusatzstoffe, die in Gegenwart von Alkalien oder Calciumhydroxid Wasserstoff freisetzen, werden bei der Herstellung von Gasbeton oder Porenbeton verwendet und sorgen für Wärmedämmung. Gasbildende Zusatzstoffe wie Wasserstoffperoxid erzeugen Sauerstoffbläschen in Porenbetonmischungen.

Zusatzstoffe und Füllstoffe in Beton

Füllstoffe und Additive sind feinkörnige Materialien mit einer ähnlichen Feinheit wie Portlandzement.
Puzzolane und Hochofenschlacke, die als Zementschlacke ...

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Bauingenieurwesen

Unit 1

Einheit 1

Admixtures

Zusatzmittel

KEY TERMS AND CONCEPTS

WICHTIGE BEGRIFFE UND KONZEPTE

Additives and Fillers in Concrete

concrete fillers that improve performance

Concrete fillers and additives help change how cement paste performs. Pozzolans and blast-furnace slag act as additives or admixtures because they react with calcium hydroxide released during cement hydration. Fine fillers are close in fineness to Portland cement and can improve workability, density, and resistance to capillary bleeding or cracking.

Some fillers are hydraulic, which means they can react with water, while others take part in harmless reactions inside the cement paste. A key role of many fillers is to support Portland cement hydration by giving the paste nucleation sites, or places where new crystals can start forming. Fly ash and titanium dioxide can play this role and help shape the microstructure of the hardened cement paste.

Fillers may be natural or processed, but they should have steady properties, especially fine particle size. They should not raise the water demand of the mix or reduce durability and strength. In concrete, fillers and additives are usually mixed in physically, so they must be compatible with the cement system.

Very fine cement particles can also matter for early strength. Inert materials such as hydrated lime or normal-weight aggregates may be added to improve workability rather than strength. Some additives release hydrogen in the presence of alkalis or calcium hydroxide and are used to make gas concrete, also called aerated concrete, which provides thermal insulation. Gas-forming admixtures such as hydrogen peroxide can create oxygen bubbles in aerated concrete mixes.

Concrete Fillers That Improve Performance

concrete-fillers-that-improve-performance

accelerators

Calcium Chloride in Concrete Mixes

Calcium chloride is a concrete admixture that speeds up hardening and helps concrete gain early strength faster. It does not always change the setting time itself, but it can reduce the time needed in practice. This makes it useful in cold weather and in rapid repair work where quick heat generation after mixing is helpful. A common amount is 1 to 2 percent of the cement mass. Its effect can be compared with raising the concrete temperature by 11 degrees Fahrenheit. To spread it evenly through...

retarders

Retarders in Concrete Pouring

Retarders are chemical admixtures used in concrete to slow the setting time. They are especially helpful when one pour must follow another after a delay. By keeping the concrete workable for longer, they can help prevent cold joints and support a more cohesive structure. Retarders can also improve the look of exposed aggregate finishes when they are used in the right amount. Their effect on setting time can be checked with a penetration test. Common retarding substances include sugar,...

plasticizers

Concrete Workability with Plasticizers

Concrete plasticizers are water-reducing chemical admixtures that improve workability and strength. They help concrete use less water while keeping the same flow, reduce cement content without losing workability, or make mixes easier to place in hard-to-reach areas. Plasticizers work by using surface-active agents. These agents create repulsive electrostatic forces between cement particles. The particles disperse more evenly, and the concrete needs about 5 to 15 percent less mixing water. <br...

superplasticizers

Superplasticizers for Stronger Concrete Mixes

Superplasticizers are concrete admixtures that make mixes flow better while using less water. They are strong water reducers, so concrete can be easier to place without losing strength. This makes them useful when concrete must reach tight spaces or heavily reinforced areas without mechanical vibration. These admixtures work through sulfonated melamine or naphthalene formaldehyde condensates. These chemicals give cement particles a negative charge. The particles repel each other and spread out...

additives and fillers in concrete

Concrete fillers and additives help change how cement paste performs. Pozzolans and blast-furnace slag act as additives or admixtures because they react with calcium hydroxide released during cement hydration. Fine fillers are close in fineness to Portland cement and can improve workability, density, and resistance to capillary bleeding or cracking. Some fillers are hydraulic, which means they can react with water, while others take part in harmless reactions inside the cement paste. A key...

waterproofing and anti-bacterial admixtures in concrete

waterproofing-and-anti-bacterial-admixtures-in-concrete

Concrete Water Resistance and Biological Protection

Concrete can absorb water because of capillary action in the pores of its hydrated cement paste. That movement pulls water into the material. Waterproofing admixtures are added to reduce this penetration and help concrete resist water. The effect of a waterproofing admixture depends on the water pressure acting on the concrete. Rain, capillary rise, and hydrostatic pressure in structures made to hold water can all affect performance. These admixtures make concrete hydrophobic, which means they...

key terms and concepts

Learn how concrete fillers and additives affect workability, density, early strength, cracking, and aerated concrete through simple, science-based examples.

Concrete Fillers That Improve Performance | JoVE K12

JoVE Core Civil Engineering provides a foundational exploration of essential construction materials in civil engineering, focusing on bricks, stones, steel, wood, and concrete through easy-to-understand animated videos. This collection covers the properties, manufacturing processes, and practical applications of these materials. Additionally, the accompanied science-in-action videos demonstrate the research experiments performed in laboratories.

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