Puzzolane sind silikatbasierte Materialien, die mit dem durch Hydratisierung von Zement erzeugten Calciumhydroxid reagieren (verbrauchen), um zusätzliche zementartige Materialien zu bilden.

Warum ist der Konsum von Calciumhydroxid eine gute Sache? Calciumhydroxid (Kalk) macht bis zu 25% des hydratisierten Portlandzements aus, und Kalk trägt nicht zur Festigkeit oder Haltbarkeit des Betons bei. Puzzolane verbinden sich mit dem Kalk, um zusätzliches Calciumsilikathydrat zu produzieren, das Material, das für das Zusammenhalten von Beton verantwortlich ist. Durch den Verbrauch des überschüssigen Kalks:

• Die Festigkeit des Betons wird erhöht
• Seine Dichte wird erhöht
• Ausblühungen werden verringert
• Die Neigung zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion (Reaktion mit Glas) wird verringert oder sogar praktisch eliminiert

Typischerweise werden Puzzolane als Zementersatz anstelle von Zementzusätzen verwendet. Das Hinzufügen von Puzzolanen zu einer vorhandenen Betonmischung, ohne eine äquivalente Menge Zement zu entfernen, erhöht den Pastengehalt und verringert das Wasser / Zement-Verhältnis. Mit anderen Worten, das Hinzufügen von mehr Puzzolanen zu einer Mischung ändert die Mischungsanteile. Wenn Sie einen Teil des Zements durch Puzzolane ersetzen, bleiben die Mischungsanteile erhalten. Puzzolane ersetzen Zement Pfund für Pfund.

Je nach Partikelgröße, chemischer Zusammensetzung und Dosierung beeinflussen verschiedene Puzzolane die Betonfestigkeit unterschiedlich und zu unterschiedlichen Zeiten während der Aushärtung.

Von links nach rechts: Flugasche der Klasse C, Metakaolin, Silikondampf, Flugasche der Klasse F, Schlacke, kalzinierter Schiefer. Von der Portland Cement Association

Typische Puzzolane sind:

• Metakaolin
• silica fume
• Flugasche
• Schlacke
• VCAS (vitrified calcium alumino-silicate)

Von diesen ist Silica fume am reaktivsten, wobei Metakaolin in Bezug auf die Reaktivität dem Silica fume nahe kommt. Flugasche ist weniger reaktiv, insbesondere in den ersten Tagen der Aushärtung, wenn weniger Calciumhydroxid erzeugt wird.

Im Allgemeinen sind die Puzzolanpartikel umso reaktiver, je feiner sie sind. Silica-Rauch ist der feinste mit den meisten Partikeln im Durchschnitt 0,3 µm (Mikron), Metakaolin im Durchschnitt etwa 4 µm, Portlandzement im Durchschnitt etwa 15 µm und Flugasche etwa 70 µm.

Viele Puzzolane sind Abfallprodukte aus industriellen Prozessen. Flugasche stammt aus Kohlekraftwerken, und Kieselsäuredampf und Schlacke stammen aus einigen Stahlraffinerien. Daher können Farbe, Qualität, Abstufung und Eigenschaften variieren und werden nicht kontrolliert.

VCAS und Metakaolin sind gezielt hergestellte Puzzolane. Qualität, Farbe und andere Eigenschaften können gesteuert werden, also ist Produktübereinstimmung größer. Es können auch verschiedene Sorten verfügbar sein.

Ich empfehle VCAS von Vitro Minerals, weil es weiß ist, recycelt und verbessert die Verarbeitbarkeit.Die meisten Puzzolane werden einzeln verwendet, aber Mischungen von zwei oder mehr verschiedenen Puzzolanen können verwendet werden, um die Eigenschaften jedes Puzzolans zu nutzen. Typische Beispiele sind Flugasche- und Kieselsäuredampfmischungen, bei denen die Flugasche die Verarbeitbarkeit und Partikelpackung erhöht und der Kieselsäurerauch bei der frühzeitigen Festigkeits- und Gesamtfestigkeitsentwicklung hilft.