Eine hoher Anteil an Kapillarporen vermindert die Festigkeit, die chemische Wider – standsfahigkeit und die Frost-Tau-Wechselbestandigkeit eines Zementsteins bzw. Betons

Die kleinsten Poren im Zementstein sind die Gelporen. Ihr Durchmesser liegt unter 50 nm. Gelporen sind Bestandteil des Zementgels bzw. der Hydratphasen und – wie oben bereits ausgefuhrt – durch „inneres Schrumpfen“ entstanden. Detaillierter betrachtet bezieht sich der Begriff Gelpore auf die sehr kleinen Zwischenraume (Nanometerbereich!) zwischen den nadelformigen Kristallen der C-S-H-Phasen. Insofem sind sie eigentlich keine Poren im umgangssprachlichen Sinne.

In Кар. 9.3.3.4.2 wurde bereits darauf verwiesen, dass der Begriff Zementgel, obwohl weit verbreitet, wissenschaftlich nicht korrekt ist. Es sind im kolloidchemischen Sinne keine Gele, die sich bilden, sondem wasserhaltige nanokristalline Phasen. In gleicher Weise ist naturlich der Begriff Gelporen inkorrekt. Da er aber in der Zementchemie zum Sprach – gebrauch gehort und in fast alien Fach – und Lehrbuchem anzutreffen ist, soil er im Weite – ren trotzdem verwendet werden.

Das in den Gelporen verbliebene Wasser wird zum uberwiegenden Teil durch starke inter – molekulare Wechselwirkungen an den Porenwanden gebunden, also adsorbiert. Da der GroBenunterschied zwischen dem Durchmesser einer Gelpore und den Abmessungen eines Wassermolekuls nur rund eine Zehnerpotenz betragt, sind die Gelporen mit Gelwasser (Porenlosung) vollstandig gefullt. Gelporen sind fur Gase undurchlassig.

Das in den Gelporen „physikalisch gebundene66 Wasser ist im Gegensatz zu dem in den Hydraten gebundenen Wasser bei 105°C verdampfbar.

Abb. 9.22

image140GroRenbereiche von Feststoff- partikeln und Zementsteinporen [AB 14]

Das Verhaltnis von Kapillar – zu Gelporen ist ein wichtiger Indikator fur den Hydratations – fortschritt und damit fur die erreichte Festigkeit. Sind viele Gel – und wenig Kapillarporen vorhanden, kann man von einer fortgeschrittenen Hydratation und einer hohen Festigkeit ausgehen. In Abb. 9.22 sind die GroBenbereiche von Feststoffpartikeln und Zementsteinpo­ren dargestellt.

Als Schrumpfporen bezeichnet man Poren, die auf die Hydratation zuruckzuftihren sind. Sie entstehen, da – wie oben bereits beschrieben – das Volumen der Hydratationsprodukte das der Ausgangsstoffe ubersteigt. Schrumpfporen besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 10 nm und sind insofem dem oberen Gelporenbereich zuzuordnen.

Wasserzementwert (w/z-Wert). Die Kapillarporen uben einen grolien Einfluss auf die Dichtigkeit und Festigkeit und damit auf die Dauerhaftigkeit des Betons aus. Deshalb stellt die Minimierung des Kapillarporenanteils eines der wichtigsten betontechnologischen Probleme dar. Der Anted der Kapillarporen an der Gesamtporositat hangt neben dem Hydratationsgrad und der Zementart in erster Linie vom Wasserzementwert (Gl. 9-27) ab.