Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton

2 Stand der TechnikEnergiepotential EAnziehung Abstoßung0a) elektrostatische Abstoßung (E R )c) sterische Abstoßung (E S )Abstand [nm]5 10b) van-der-Waals-Anziehung (E A )Energiepotential EAnziehung Abstoßung0Summe aus a), b) und c)primäres Maximum(Energie-Barriere)5 10Abstand [nm]sekundäres MinimumSumme aus a) und b)Bild 2.21:Mögliche Energiepotentialkurven für Partikel in einer kolloiden Suspension mitsterischer WirkungBei großem Partikelabstand tendiert die Interaktionsenergie gegen null. Infolge desunterschiedlichen Verlaufes der Energiekurven von van-der-Waals und elektrostatischerKraft können je nach Partikelabstand entweder die anziehenden oder die abstoßendenKräfte überwiegen. In Abhängigkeit von der Ionenkonzentration bilden sich ein primäresund sekundäres Minimum sowie ein primäres Maximum, die so genannte Energie-Barriere. Damit Partikel in einer stabilen kolloiden Suspension nicht verflocken, müssensie auf Abstand gehalten werden. Befinden sich die Partikel im zweiten Minimum,überwiegen leicht die anziehenden Kräfte. Der Partikelabstand ist jedoch relativ groß, sodass die Suspension als stabil gelten kann. Um den Partikelabstand weiter verringern zukönnen, muss zunächst die Energie-Barriere des ersten Maximums durchbrochen werden.Ist dies erreicht, z. B. durch aufgezwungenes Zusammenstoßen der Partikel, nähern sichdie Partikel bis auf den geringsten Abstand im ersten Minimum und die Partikelverflocken. Eine Suspension ist umso stabiler, je größer die zu überwindendeEnergie-Barriere ist. Günstig wirkt dabei eine hohe Oberflächenladung der Partikel.Die Stabilität einer Suspension (Fließfähigkeit) lässt sich durch eine sterische Wirkungerhöhen. Dazu können beispielsweise Makromoleküle mit langen Seitenketten an diePartikeloberfläche angelagert werden. Die Seitenketten verhindern eine räumlicheAnnäherung der Partikel durch einen mechanischen Widerstand, der aus derVerformungsbehinderung hervorgerufenen wird. In der DLVO-Theorie nach Gleichung(2.23) kann der sterische Widerstand über die additive Größe (E S ) berücksichtigt werden.E = E + E + E(2.23)totRASWie aus Bild 2.21 ersichtlich, wird durch die sterische Wirkung verhindert, dass diePartikel ins erste Minimum übergehen und verflocken.37