Einfluss der Kristallinität auf die Festigkeit und die Mikrostruktur alkalisch aktivierter Metakaoline

Bei der Reaktion von Metakaolin mit alkalischen Anregern entstehen eine röntgenamorphe, alumosilikatische Gelmatrix sowie kristalline Natrium- bzw. Calcium-Aluminat-Silikat-Hydratphasen zu unterschiedlichen Anteilen. In dieser Arbeit wurden grundlegende Zusammenhänge zwischen dem Kristallinitätsgrad der alkalisch aktivierten Metakaoline sowie deren mechanischen Eigenschaften untersucht. Dabei wurde insbesondere auf die Porosität, die Druckfestigkeit und thermoanalytische Eigenschaften eingegangen. Die Kristallinität wurde mittels Röntgendiffraktometrie bestimmt. Voraussetzungen für die Ausbildung eines amorphen Gefüges ist die Lösung der reaktiven Ausgangsmaterialien. Nicht vollständige Lösung führt zu inhomogenem Gefüge, in dem sowohl amorphe Matrix als auch kristalline Bereiche vorliegen. Kristalline Reste im Metakaolin dienen als Kristallisationskeim und begünstigen die Bildung weniger stabiler kristalliner Hydratphasen. Es zeigte sich, dass ein höherer Kristallinitätsgrad mit größeren Poren und einem höheren Porenvolumen einherging, das die Druckfestigkeit der erhärteten Bindemittel herabsenkte. Zusätzlich zeigten die thermogravimetrischen Untersuchungen, dass ein dichteres Gefüge gleichzeitig durch den vermehrten Einbau von Kristallwasser gekennzeichnet war.