Einfluss der Behandlung von puzzolanischen aktiven Reagenzien auf die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von rezyklierter Betongesteinskörnung

Abstract

Die Wiederverwendung der rezyklierten Gesteinskörnungen aus einem Betonabbruch bietet sich als eine nachhaltige Möglichkeit an, um nicht nur die Anfrage an natürliche Gesteinskörnung, sondern auch den Platzbedarf für die Deponierung des Betonabbruchs abzumindern. Durch die Ersetzung der natürlichen Gesteinskörnung durch die rezyklierten Gesteinskörnungen entsteht ein Recyclingbeton. Damit die rezyklierten Gesteinskörnungen die natürlichen Gesteinskörnungen in einem Recyclingbeton ersetzen können, müssen ihre Eigenschaften verbessert werden. Der Bedarf für die Verbesserung der Eigenschaften der rezyklierten Gesteinskörnungen besteht wegen der erhöhten Porosität, die in dem Zementstein der rezyklierten Gesteinskörnung vorhanden ist. Die Verbesserung der Eigenschaften kann durch eine Vielfalt an Behandlungsmethoden erreicht werden. Im Zuge dieser Diplomarbeit wurdezur Verbesserung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften der rezyklierten Gesteinskörnung die Behandlungsmethode der Beschichtung mit Puzzolanen gewählt. Für die Behandlung wurden zwei Puzzolanen, Silikastaub und Metakaolin, zwei verschiedenen Immersionszeiten, 0,5 h und 2,0 h sowie die Wasser/Puzzolan-Verhältnisse von 3 und 5 verwendet. Anhand unterschiedlicher Kombinationen der Behandlungsparameter wurde eine Parameterstudie durchgeführt,wo es untersucht wurde, wie sich ein Parameter auf das Ergebnis der Behandlung auswirkt. Die Gesteinskörnungen wurden durch Einweichen in die Silikastaub- bzw.Metakaolin-Mischungen behandelt. Anschließend auf die Behandlung wurden Versuche zur Ermittlung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften durchgeführt, um die Auswirkung der Behandlung auf die rezyklierten Gesteinskörnungen zu bestimmen. Es wurden die Wasseraufnahmefähigkeit und die Festigkeit ermittelt. Die Auswirkung der Behandlung ist durch den Vergleich mit den Referenzwerten der unbehandelten, rezyklierten Gesteinskörnung angedeutet. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen einen positiven Einfluss der Puzzolane auf die Eigenschaften der rezyklierten Gesteinskörnung. Unter Verwendung von Silikastaub und Metakaolin wird die Wasseraufnahme reduziert und die Festigkeit der rezyklierten Gesteinskörnung erhöht. Die Ergebnisse weisen eindeutig auf die Wichtigkeit eines optimalen Wasser/Puzzolan-Verhältnisses hin. Es wurde festgestellt, dass ein höheres Wasser/Puzzolan-Verhältnis die Auswirkung der Behandlung signifikant verbessert.Ebenso wurde beobachtet, dass der Metakaolin die Poren und Hohlräume der Gesteinskörnung besser auffüllt und somit die Wasseraufnahme reduziert, was sich letztendlich positiv auf die Festigkeit der Gesteinskörnung auswirkt..

The reuse of recycled aggregates from concrete demolition is a sustainable way to reduce not only the demand for natural aggregates, but also the space required for landfilling the demolished concrete. By replacing the natural aggregate with recycled aggregate, a recycled concrete is created. In order for the recycled aggregates to replace the natural aggregates in a recycled concrete, their properties must be improved. The need to improve the properties of recycled aggregates is due to the increased porosity present in the cement paste of the recycled aggregate. The improvement of the properties can be achieved by a variety of treatment methods. In the course of this diploma thesis, the treatment method of coating with pozzolans was chosen to improve the mechanical and physical properties of the recycled aggregate.Two pozzolans, silica fume and metakaolin, two different immersion times, 0.5 h and2.0 h, and water/puzzolan ratios of 3 and 5 were used for the treatment. A parameter study was carried out using different combinations of the treatment parameters to investigate how a parameter affects the result of the treatment. The aggregates were treated by soaking them in the silica fume or metakaolin mixtures. Following the treatment, tests were carried out to determine the mechanical and physical properties in order to determine the effect of the treatment on the recycled aggregates. The water absorption capacity and strength were determined. The effect of the treatment is indicated by the comparison with the reference values of the untreated, recycled aggregate. The results of the investigation show a positive influence of the pozzolans on the properties of the recycled aggregate. The use of silica fume and metakaolin reduces water absorption and increases the strength of the recycled aggregate. The results clearly indicate the importance of an optimal water/puzzolan ratio. It was found that a higher water/puzzolan ratio significantly improves the effect of the treatment. Itwas also observed that the metakaolin fills the pores and voids of the aggregate better and thus reduces water absorption, which ultimately has a positive effect on the strength of the aggregate.