Silicastaub (D)

Silicastaub (silica fume), auch Mikrosilica oder Silica, entsteht als Nebenprodukt bei der Herstellung von Reinstsilicium und Si-Legierungen im elektrischen Lichtbogenofen im Rahmen der Abgasreinigung. Er besteht aus sehr feinen, glasig-kugeligen Partikeln mit einer mittleren Teilchengrofie von 0,1…0,2 pm. Damit ist er etwa 50…100-mal feiner als durchschnittliche Zementpartikeln. Hauptbestandteil des Silicastaubes ist Siliciumdioxid Si02 (Anteil > 85%), der Rest entfallt auf A1203, Fe203, CaO, MgO, Na20, K20, S03 und

RuB. Der sehr reaktionsfahige Si02-Staub wirkt als Puzzolan. Die puzzolanische Aktivitat beruht auf der Bildung von zusatzlichen festigkeitsbildenden Calciumsilicathydraten durch Reaktion des Siliciumdioxids mit dem wahrend der Zementhydratation entstehenden Calci – umhydroxid (Ca(OH)2 + Si02 -> Calciumsilicathydrate). Neben der puzzolanischen Reak­tion bewirkt Silicastaub aufgrund seiner Feinheit eine wesentliche Verringerung des Po- renvolumens (Fuller) sowie eine Veranderung der Mikrostruktur in der Kontaktzone Ze – mentstein/Gesteinskomung. Die Folge ist eine deutliche Verbesserung des Verbundes. Die ansonsten porose Zone im Ubergangsbereich Zementstein/Gesteinskomung wird aufgrund der hohen Packungsdichte und der puzzolanischen Reaktion des Silicastaubes verfestigt (Einsatz in Hochleistungsbetonen, hochfeste und ultrahochfeste Betone). Silicastaub wird pulverformig, haufiger jedoch als Suspension („Slurry66) eingesetzt.

Nanosilica, mittlere TeilchengroBe ca. 25 nm, fallt nicht als Nebenprodukt eines Industrie – prozesses an, sondem wird synthetisch hergestellt. Die Si02-Partikeln (amorphe Kiesel- saure) sind aufgrund ihrer extremen Feinteiligkeit und der damit verbundenen hohen akti – ven Oberflache noch reaktiver hinsichtlich der Bildung zusatzlicher C-S-H-Phasen (Кар. 14.2.2).

Gebrannter Schiefer (T)

Olschiefer ist ein bituminoses kalkhaltiges Gestein. Sein Bitumengehalt liegt zwischen 10…29%. Daneben sind etwa 40% Calciumcarbonat, 25…27% Tonminerale und 11…13% Si02 enthalten. In Deutschland wird Olschiefer bei Balingen (Schwabische Alb) abgebaut. Gebrannter Schiefer, insbesondere gebrannter Olschiefer, wird in einem speziellen Ofen bei Temperaturen von ca. 800°C hergestellt. Aufgrund der Zusammensetzung des naturli – chen Ausgangsmaterials und der Spezifik des Herstellungsverfahrens enthalt gebrannter Schiefer Klinkerphasen, vor allem Dicalciumsilicat und Monocalciumaluminat, sowie – neben geringen Mengen an ffeiem CaO und CaS04 – auch groBere Anteile an puzzolanisch reagierenden Oxiden, z. B. Si02. Demzufolge besitzt gebrannter Schiefer in fein gemahle – nem Zustand neben puzzolanischen Eigenschaften auch ausgepragte hydraulische Eigen- schafiten wie Portlandzement.

Flugasche, Silicastaub, gebrannter Schiefer und Ziegelmehl werden haufig zur Gruppe der kiinstlichen Puzzolane zusammengefasst.