Optimierung der Rheologie von Kalk-Sand- Rohmischungen

Kalksandsteine sind ein traditioneller mineralischer Baustoff. Sie werden aus den natürlichen Rohstoffen Kalk, natürlichen mineralischen Gesteinskörnungen und Wasser hergestellt. Abgesehen von dem äußerst seltenen Einsatz von anorganischen Farbpigmenten zur Kolorierung von Kalksandsteinen werden keine Zusatzstoffe verwendet. Als Gesteinskörnungen werden meistens Quarzsande oder auch gebrochenes Natursteinmaterial, wie z.B. Basalt, Diabas und Grauwacke eingesetzt. Die Rohstoffe werden im erdfeuchten Zustand mechanisch verdichtet und anschließend in Autoklaven unter gespanntem Wasserdampf gehärtet. Im Wesentlichen finden während dieser Hydrothermalhärtung im Porenraum der Kalksandstein-Rohlinge Reaktionen zwischen dem Kalkhydrat und der gelösten Kieselsäure statt. Dabei bilden sich dauerhafte Calciumsilikathydrate (CSH-Phasen), die dem Gefüge der Kalksandsteine ihre Festigkeit verleihen. Die Dauer der Dampfhärtung beträgt in der Regel th = 6 bis 12 Stunden und findet bei Temperaturen um Th = 200 °C und einem zugehörigen Wasserdampfdruck von bis zu pe = 16 bar statt.
Da die Steinrohdichte maßgeblich für die Steinfestigkeit und andere positive Eigenschaften wie seine Schalldämmung verantwortlich ist, wird in diesem Forschungsprojekt versucht, durch eine Gefügeoptimierung und andere aus der UHPC-Herstellung bekannte Techniken die Verdichtbarkeit der Steinrohmasse zu erhöhen bzw. den Energieaufwand bei der Verdichtung zu minimieren. Dabei soll die für die Erhärtung des Steins nötige Mindestporosität erhalten bleiben, ohne deren Wirkung beim Wasserdampftransport die Steinrohlinge nicht aushärten können.