https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=Puzzolanische_ReaktionPuzzolanische Reaktion - Versionsgeschichte2026-06-04T20:44:35ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Puzzolanische_Reaktion&diff=2070529&oldid=previmported>JoKa1979: /* growthexperiments-addlink-summary-summary:2|0|0 */2025-05-15T08:26:27Z<p><span class="autocomment">growthexperiments-addlink-summary-summary:2|0|0</span></p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>Als '''puzzolanische Reaktion''' bezeichnet man die [[chemische Reaktion]] von [[Calciumhydroxid]] und [[Siliziumdioxid]] zu [[Calciumsilikathydrat]]en. Sie ist von entscheidender Bedeutung für die Nachhärtung von [[Beton]] in einer Zeitspanne von Jahren. Die größte Festigkeit erreicht Beton dadurch erst nach mehreren Jahrzehnten.<br />
<br />
== Chemie ==<br />
<br />
Die allgemeine [[Reaktionsgleichung]] lautet:<br />
:x Ca(OH)<sub>2</sub> + y SiO<sub>2</sub> + z H<sub>2</sub>O → x CaO • y SiO<sub>2</sub> • (x + z) H<sub>2</sub>O<br />
oder in der verkürzten [[Zementchemische Notation|Nomenklatur für Zementreaktionen]]:<br />
:CH + S → CSH<br />
<br />
Die Reaktion läuft in wässriger Umgebung ab, bindet selbst aber kein Wasser. Darin unterscheidet sie sich von der hydraulischen Reaktion des Zements, die für das schnelle Aushärten des Betons verantwortlich ist.<br />
<br />
Der [[pH-Wert]] regelt die Reaktion. Ist das Ca(OH)<sub>2</sub> zu stark verdünnt, wird die notwendige [[Basizität]] nicht erreicht, um SiO<sub>2</sub> anzulösen. Ist der pH-Wert größer als 12,6, wird das Löslichkeitsprodukt überschritten und Ca(OH)<sub>2</sub> fällt aus. In Mikrorisse eindringendes kohlensaures Regenwasser senkt über den pH-Wert die Lebensdauer des Bauwerks.<br />
<br />
Oft findet die Reaktion des [[Calciumhydroxid]]s (Ca(OH)<sub>2</sub>) mit [[Kieselsäuren|Orthokieselsäure]] (H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub> bzw. Si(OH)<sub>4</sub>) statt:<br />
:Ca(OH)<sub>2</sub> + H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub> → CaH<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>·2 H<sub>2</sub>O<br />
oder in der zementchemischen Notation:<br />
:CH + SH → C-S-H (die Bindestriche weisen auf die variierende [[Stöchiometrie]] hin)<br />
<br />
Das Produkt ist ein Calciumsilikathydrat (CaH<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>·2 H<sub>2</sub>O).<br />
Das Verhältnis von [[Calcium]] zu [[Silicium]] und die Anzahl der Wassermoleküle kann abweichen.<br />
<br />
Viele [[Puzzolan]]e können (Hydroxo-)[[Aluminate]] (Al(OH)<sub>4</sub><sup>−</sup>) enthalten, welche mit Calciumhydroxid und Wasser zu [[Calciumaluminate|Calciumaluminathydraten]] wie C<sub>4</sub>AH<sub>13</sub>, C<sub>3</sub>AH<sub>6</sub> oder [[Hydrogranat]]en reagieren.<br />
In Verbindung mit [[Silica]] entsteht C<sub>2</sub>ASH<sub>8</sub> oder Strätlingit.<br />
In Anwesenheit von [[Anion|anionischen]] Gruppen wie [[Sulfate]], [[Carbonate]] und [[Chloride]] können sich [[Ettringit]]-Phasen bilden.<br />
<br />
== Puzzolane ==<br />
{{Hauptartikel|Puzzolane}}<br />
Puzzolane sind Zuschlagsstoffe des Betons, die eine puzzolanische Reaktion auslösen. Formal sollen sie das Ca(OH)<sub>2</sub> abbauen, das während der Aushärtung von Zement entsteht. Außerdem dienen nachträglich eingepresste Puzzolane mit der sogenannten [[Betonkristallisation]] der Abdichtung von Beton. Die Korngröße und die Oberflächenstruktur der Puzzolane bestimmen die Reaktionsgeschwindigkeit. Unter Normalbedingungen setzt sie erst nach mehreren Tagen ein und ist nach Wochen oder Jahren abgeschlossen.<br />
<br />
Der Alkalianteil (Na<sub>2</sub>O, K<sub>2</sub>O) erhöht den pH-Wert. Ausgangspunkt ist die Alkalität von reinem Zement, die durch das Calciumhydroxid bestimmt ist. Es fällt bei pH-Werten über 12,6 aus. Siliziumdioxid in Form von Quarz wird ab einem noch höheren pH-Wert von 13 gelöst. Dann werden SiO<sub>2</sub>-Anteile schneller gelöst und die Reaktion beschleunigt. Dabei kann es zum Aufbrechen des Betons kommen, auch aufgrund der sogenannten [[Alkali-Kieselsäure-Reaktion]].<br />
<br />
Die puzzolanische Reaktion ist im Gegensatz zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion volumenneutral. Bei letzterer bildet sich ein quellfähiges Alkali-Kieselsäuregel oder auch ein quellfähiges CSH-Gel, das durch Volumenvergrößerung den Beton von innen aufbricht. Zu beachten ist, dass die Reaktionen immer in einem vom pH-Wert abhängigen Gleichgewicht stehen und wegen verschiedener Löslichkeit nur in geringem Maß reversibel sind.<br />
<br />
== Siehe auch ==<br />
* [[Kalksandstein]]<br />
* [[Hydration]]<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
* [https://www.impbautest.ch/upload/cms/user/DissertationBuergisser-EinflussvonpuzzolanischenZusatzstoffenvulkansichenUrsprungsaufdieAKRimBeton.pdf Philip Gregor Bürgisser: ''Der Einfluss von puzzolanischen Zusatzstoffen vulkanischen Ursprungs auf die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) im Beton''.] (abgerufen am 25. September 2015)<br />
* [https://www.gbv.de/dms/clausthal/E_DISS/2004/db106796.pdf Elke Schäfer: ''Einfluss der Reaktionen verschiedener Zementhauptbestandteile auf den Alkalihaushalt der Porenlösung des Zementsteins''.] (abgerufen am 25. September 2015)<br />
* [https://www.research-collection.ethz.ch/bitstream/handle/20.500.11850/144835/eth-23715-01.pdf Natürliche und technische Petrogenese von Puzzolanen.] (abgerufen am 25. September 2015)<br />
<br />
[[Kategorie:Zement]]<br />
[[Kategorie:Beton]]</div>imported>JoKa1979