Dichtungsschlämme: Porenanalyse, Trocknung & Einfluss auf die Gesamtporosität?

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Ich verstehe, dass Sie Unklarheiten bezüglich der Porenverteilung in Dichtungsschlämme nach der Trocknung haben. Die Hochdruckquecksilberporosimetrie (DIN 66133) ist eine gängige Methode zur Bestimmung der Porenverteilung und Gesamtporosität.

Die Trocknungsmethode und -bedingungen (Temperatur, Dauer, Vakuum) haben einen wesentlichen Einfluss auf die Porenstruktur. Eine Trocknung bei 20 °C im Vakuumtrockenschrank über 28 Tage kann zu Veränderungen der Porenstruktur führen, da Wasser aus den Poren entfernt wird und es zu Schrumpfungsprozessen kommen kann.

Die Luftfeuchtigkeit während der Lagerung der Probe vor der Trocknung kann ebenfalls eine Rolle spielen, da sie die Hydratationsprozesse und damit die Porenstruktur beeinflusst. Um die Ergebnisse korrekt zu interpretieren, sollten Sie die genauen Trocknungsbedingungen (Temperatur, Vakuum, Dauer) und die Lagerbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit) dokumentieren und bei der Auswertung berücksichtigen.

👉 Handlungsempfehlung: Vergleichen Sie die Porenverteilung vor und nach der Trocknung, um den Einfluss der Trocknung auf die Porenstruktur zu quantifizieren. Ziehen Sie einen Materialprüfer hinzu, um die Ergebnisse zu interpretieren.

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Der vorliegende Sachverhalt beschreibt eine Abnahme der Gesamtporosität einer Dichtungsschlämme von 11 Vol.-% nach 28 Tagen auf 9 Vol.-% nach 90 Tagen, gemessen mittels Quecksilberporosimetrie. Dieses Phänomen ist fachlich nachvollziehbar und stellt in der Regel keinen Mangel dar, sondern ist auf fortschreitende Hydratations- und Carbonatisierungsprozesse zurückzuführen.

✅ Zustimmung: Die Beobachtung einer abnehmenden Porosität über die Zeit ist bei zementgebundenen Dichtungsschlämmen ein typischer Reifungsprozess. Die fortschreitende Hydratation des Zements füllt die Porenräume mit zusätzlichen CSH-Phasen und Calciumhydroxid-Kristallen, was die Gesamtporosität reduziert.

➕ Ergänzung: Ein weiterer wesentlicher Faktor ist die Carbonatisierung. Über 90 Tage diffundiert CO2 aus der Luft (bei 70 % rel. Feuchte optimal) in die Schlämme und reagiert mit Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat. Dieses lagert sich ebenfalls in den Poren ab und verringert das Porenvolumen. Die Trocknung bei 20 °C im Vakuum kann zudem zu einer Schrumpfung der Gelmatrix führen, die bei der älteren Probe stärker ausgeprägt sein kann.

⚠️ Korrektur: Die Annahme, dass die Porositätsabnahme ein Problem darstellt, ist fachlich nicht korrekt. Eine Reduktion der Gesamtporosität von 11 % auf 9 % ist ein Zeichen fortschreitender Nachverdichtung und verbessert in der Regel die Dichtheit und Dauerhaftigkeit der Schlämme, sofern keine Risse entstehen.

👉 Handlungsempfehlung: Die Ergebnisse sind als positiv zu werten. Es wird empfohlen, die Prüfung nach 180 Tagen zu wiederholen, um den Endwert der Porosität zu bestimmen. Zusätzlich sollte eine Quecksilberporosimetrie mit Fokus auf die Porenradienverteilung durchgeführt werden, da eine Verschiebung zu feineren Poren (unter 0,1 µm) die Dichtigkeit weiter erhöht. Eine ergänzende Röntgenbeugungsanalyse (XRD) könnte die Carbonatisierungsprodukte nachweisen. Bei Unsicherheiten bezüglich der Langzeitbeständigkeit ist die Konsultation eines Materialprüfers für Bauchemie ratsam.

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Der Sachverhalt beschreibt eine unerwartete Abnahme der Gesamtporosität von 11 Vol.-% auf 9 Vol.-% bei Dichtungsschlämmen zwischen 28 und 90 Tagen Lagerung unter konstanten klimatischen Bedingungen (20 °C, 70 % r. F.), gemessen mittels Hochdruckquecksilberporosimetrie nach DIN 66133.

🔴 Gefahr: Eine signifikante Reduktion der Porosität kann auf nachträgliche Hydratation, Mikrorissversiegelung oder unkontrollierte Karbonatisierung hinweisen – dies beeinträchtigt potenziell die Dauerhaftigkeit, die Diffusionspermeabilität und die spätere Haftung bei Folgebeschichtungen.

⚠️ Korrektur: Die Annahme, dass eine geringere Porosität grundsätzlich positiv ist, ist irreführend: Bei Dichtungsschlämmen ist ein bestimmter Porositätsbereich erforderlich, um Spannungen aus Trocknungs- und Hydratationsschrumpfung aufzunehmen – zu dichte Strukturen begünstigen Rissbildung.

➕ Ergänzung: Die Trocknung im Vakuum kann zu einer partiellen Porenkollapsbildung führen, insbesondere bei feinkörnigen, hochzementhaltigen Schlämmen; zudem beeinflusst die Lagerfeuchte (70 % r. F.) die Fortsetzung der Hydratation und damit die Mikrostrukturentwicklung entscheidend.

✅ Zustimmung: Die gewählte Prüfmethode (Hg-Porosimetrie nach DIN 66133) ist für die quantitative Erfassung der Gesamtporosität und Porengrößenverteilung in zementgebundenen Dichtungsschlämmen fachlich angemessen und standardkonform.

❌ Widerspruch: Die Formulierung "Problem besteht dahin" suggeriert einen Fehler – dabei handelt es sich um ein physikalisch plausibles Phänomen: Die nachträgliche Hydratation über 90 Tage führt zu einer zunehmenden Verfüllung von Kapillarporen durch Hydratphasen, was eine messbare Porositätsabnahme erklärt.

👉 Handlungsempfehlung: Beauftragen Sie einen zertifizierten Baustoffprüfer oder Sachverständigen für Bauwerksabdichtungen, um die Mikrostruktur (REM/EDX), die Hydratationsgrade (TGA) und die funktionellen Eigenschaften (Wasserdurchlässigkeit nach DIN 1048-5, Haftzugfestigkeit nach DIN EN 1542) zu validieren – insbesondere vor Einsatz in hochbeanspruchten Abdichtungssystemen.