Beziehung zwischen der Festigkeitsentwicklung und pozzolanischen Reaktionen in mit Kalk stabilisiertem Kaolinit

Zusammenfassung Diese Studie trägt zum quantitativen Verständnis der Kaolinit-Reaktionen mit Kalk über einen Zeitraum von zwei Jahren bei. Die unkonfined compressive strength (UCS) nahm mit der Zeit linear zu, verdoppelte sich innerhalb eines Jahres, gefolgt von einem Rückgang um 14 %. Eine spektroskopische Analyse des Systems wurde zu zehn Aushärtungszeiten (0, 7, 28, 90, 120, 180, 270, 360, 540 und 720 Tagen) unter Verwendung der Thermogravimetrischen Analyse (TGA), der Röntgendiffraktion (XRD) und der Kernspinresonanz (NMR) durchgeführt. Sowohl TGA als auch XRD zeigten einen Rückgang von Portlandit bis zu 180 Tagen; eine vollständige Verbrauch scheint bis zu 270 Tagen erfolgt zu sein. Die TGA-Kurven deuteten auf einen Anstieg der Hydratprodukte in den ersten 360 Tagen hin, der einem linearen Trend mit dem Anstieg von UCS folgte. Während dieses Zeitraums waren keine Hydratprodukte durch XRD oder NMR nachweisbar, und es gab auch keine nachweisbaren Veränderungen im Kaolinit-Gehalt. Nach 360 Tagen verlangsamte sich das Wachstum der Hydrate in der TGA, und XRD sowie NMR zeigten einen schnellen Anstieg von Stratlingit (Ca2Al2SiO7∙8H2O) bis zu 720 Tagen, begleitend mit einem Rückgang des Kaolinit-Signals. Insgesamt deuten diese Ergebnisse auf zwei Phasen in der Kaolinitauflösung hin: die erste Phase, bis etwa 360 Tage, ist inkongruent, gekennzeichnet durch eine bevorzugte Freisetzung von Si oder Al und den Verbrauch von Portlandit, was zur Bildung von amorphem Calcium-Silikat-Hydrat (CSH) oder einer Afm-Phase, dem Calcium-Monosulfoaluminat-Hydrat (CAH), führt. Die zweite Phase umfasst kongruente Auflösung und die Bildung von Calcium-Alumino-Silikat-Hydrat (CASH). Es wird angenommen, dass die CSH- oder CAH- zu CASH-Transformation in der zweiten Phase erfolgt, was zu einer Störung der zementären Matrix und einem Verlust an Festigkeit führt.