Bachelorarbeit (abgeschlossen)

Markus Mülleneisen

Bauingenieurwesen

Festigkeitsentwicklung von Zwei-Komponenten-Mörteln durch die alkalische Aktivierung von Hüttensanden

Im maschinellen Tunnelvortrieb ist der verfahrensbedingte Ringspalt mit einem geeigneten Ring-spaltmörtel zu verpressen, um die Tunnelröhre lagegerecht einzubetten und Setzungen an der Geländeoberfläche zu minimieren. Dabei können neben einkomponentigen Mörteln auch Zweikomponentenmörtel zum Einsatz kommen. Letzterer setzt sich i.d.R. aus einer stabilisierenden Hauptkomponente A, bestehend aus 70 – 85 % Wasser, einem hydraulischen Bindemittel (Zement) und einem Zusatzmittel (Stabilisierer und/oder Verzögerer) sowie einer aktivierenden Komponente B, bestehend aus einem chemischen Beschleuniger, zusammen. Der Beschleuniger wird am Ende der Schildschwanzlisene der Komponente A zugemischt, um dort die Festigkeitsentwicklung des Mörtels im Ringspalt unmittelbar anzuregen.
Neben dem i.d.R. für Zweikomponentenmörtel verwendeten Zement als Bindemittel ist es denkbar, auch alternative Bindemittel wie Hüttensand und/oder Flugasche zu verwenden, welche infolge einer alkalischen Aktivierung durch einen entsprechenden Beschleuniger (Komponente B) die geforderte Festigkeit liefern.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die Reaktionsmechanismen der alkalischen Aktivierung von Hüttensanden zu beschreiben und daraus mögliche Restriktionen und materialtechnische Voraussetzungen solcher alkalisch aktivierten Bindemittel für den Anwendungsfall eines Zwei-Komponenten-Mörtels abzuleiten. Nach einer Erläuterung der alkalischen Aktivierung von Hüttensand soll der Einfluss der Zusammensetzung (chemische Parameter) und der Granulometrie (physikalische Parameter) des zu aktivierenden Materials auf die Festigkeitsentwicklung erörtert werden. Dabei soll der Einfluss der Granulometrie (spezifische Oberfläche, Korngrößenverteilung) im Rahmen von Tastversuchen im Labor untersucht werden. Abschließend sollen die gewonnenen Erkenntnisse auf den Anwendungsfall eines Zwei-Komponenten-Mörtels im maschinellen Tunnelbau übertragen werden.

Lehrstuhl und Betreuer

Lehrstuhl für Baustofftechnik
(Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher)

Lehrstuhllogo

Betreuung

M.Sc. Christoph Schulte-Schrepping