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Der Herstellungsprozess von Zement ist für rund fünf Prozent des Kohlendioxid-Ausstosses verantwortlich. Eine nachhaltigere und "grünere" Methode sollte zu einem Ergebnis führen, das zumindest so hart ist wie der traditionelle Portland-Zement. Was dessen große Härte ausmacht, hat nun eine Schweizer Forschungsgruppe herausgefunden.
Das Rezept für den Portland-Zement wurde über Jahre verfeinert, nun ist er die gebräuchlichste aller Zementarten. Emanuela Del Gado vom Institut für Baustoffe der ETH Zürich, erklärt, dass es zwei Gründe für seine Beliebtheit gibt: die legendäre Härte des Zements und die Verfügbarkeit seiner Bestandteile.
Die Kehrseite der Medaille: Bis heute lässt sich Zement nicht herstellen, ohne Kalziumkarbonat zu verbrennen. Dieser Erhitzungsprozess ist für ungefähr fünf Prozent aller Kohlendioxidemissionen verantwortlich. Und das lässt sich so leicht nicht ändern, da ein neues Verfahren für nachhaltigeren Zement hohe Anforderungen in Bezug auf Härte und Verfügbarkeit der Rohstoffe erfüllen muss. Da die Zementherstellung so umweltschädlich ist, befassen sich weltweit verschiedene Forschungsgruppen mit der Frage, wie aus der Vermischung von feinem Staub und Wasser ein Stoff von so grosser Härte entsteht.
Wissenschafter des Massachussetts Institute of Technology (MIT) konzentrierten sich auf die Erforschung von Zement im Nanobereich. Sie verwendeten dabei ein Instrument, das auf geringsten Flächen im Submikrometerbereich mechanische Belastungen ausüben kann. So haben sie festgestellt, dass zwischen verschiedenen Messpunkten im Zement grosse Unterschiede in der Dichte bestehen. Die Gründe dafür blieben vorerst im Dunkeln.
Der Physikerin Emanuela Del Gado ist es jetzt gelungen, diese Unterschiede zu erklären. Sie interessiert sich vor allem für amorphe Materialien mit unregelmässig verbundenen Komponenten. "Gewisse Eigenschaften zeigen sich nur auf der Nano-Ebene und nicht auf der atomaren Ebene. Dies trifft auch auf hydriertes Kalziumsilikat zu, das eine entscheidende Rolle bei der Erhärtung von Zement spielt", sagt Del Gado.
Die Forschenden kreierten zuerst ein Modell, das die Anordnung hydrierter Kalziumsilikat-Nanopartikel beschreibt. In einem zweiten Schritt entwickelten sie aufgrund numerischer Simulationen eine Methode, um die Anordnung der Teilchen bei der Ausfällung zu beobachten. "Wir konnten zeigen, dass die unterschiedlichen Dichtebereiche durch unterschiedlich große Nanopartikel zustande kommen. Die dadurch entstehende Festigkeit ist grösser, als wenn alle Teilchen gleich gross wären. Entsprechend ist seit langem bekannt, dass Beton härter wird, wenn man auf der makroskopischen Ebene Aggregate unterschiedlicher Grösse kombiniert."
Bis heute haben alle Versuche, Zement mit weniger oder ohne Kalziumkarbonat herzustellen, zu einem Härteverlust geführt. Doch das verbesserte Verständnis der Vorgänge im Nanobereich führen möglicherweise zu einer präziseren Definition der physikalischen und chemischen Parameter, die einen ebenso harten, aber umweltfreundlicheren Zement charakterisieren. (red, derStandard.at, 22.12.2012)
Abstract
Physical Review Letters: Nanostructure and Nanomechanics of Cement: Polydisperse Colloidal Packing
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Es gibt mit Ausnahme von Flak-Bunkern (>2m Wandstärke) keine Betonbauwerke, die ohne kostenintesive Permanentpflege älter als 50 Jahre werden. Schon die Idee, Eisenbewehrung in Zement zu gießen spricht für Denkunfähigkeit der Baustoffeinkäufer. Da rottet im Inneren - bewässert und belüftet durch zahlreiche kleine Risse die sich schon in der Härtungsphase großzügig ausbilden - der Faktor Festigkeit dahin, während später an der Außenseite die Schwarten abplatzen.
Dabei gibt es Unmengen an Geopolymeren, die nicht erst gemahlen oder gebrannt werden müssen und extrem haltbar sind (die Pyramiden wurden aus dem Zeug gebaut). Aber da sie gratis verfügbar sind, machen die Portland-Zement-Patentinhaber keine Knete.
Portlandzement vllt., Puzzlonazement sicher nicht:
http://de.wikipedia.org/wiki/Pant... _%28Rom%29
Aber hier bringen sie nichts Neues an die Öffentlichkeit und ignorieren bereits bestehende alternatieve Methoden in der Zementherstellung.
Es ist allgemeine Praxis in der Zementherstellung Flugasche die bei Kohlekraftwerken anfällt zu verwenden. Weil diese auch eine kleinere Teichengrösse aufweist ist schon lange bekannt dass Beton mit diesen Typ von Zement eine höhere Festigkeit aufweist.
Schlankere Träger, Fundamente etc lassen sich verwenden. Die KohleKW die die Flugasche liefern bekommen dafür CO2 Zertifikate weil die Zementindustrie weniger Kalk brennen muß und auch weil weniger Beton gebraucht wird.
Der einzige Nachteil ist daß in der Flugasche auch Uran, Thorium etc enthalten sind. Deshalb also nur für Brücken etc verwendbar ist.
welches chemische "Genie" kann Kalziumcarbonat verbrennen. Der Prozess heisst Kalkbrennen, wobei CO2 von CaCo3 abgespalten wird und CaO (Loeschkalk), Kalziumoxid entsteht. Wenn man keine Ahnung von Mittelschulchemie der Unterstufe hat soll man besser keine Artikel schreiben
(Ginge gar nicht, im Kalziumkarbonat ist das Kalzium vollständig oxidiert). Der Kalk wird nur "gebrannt", und das ist das richtige Wort dafür. Genauso wie z.B. Keramik "gebrannt" wird. Man kann sich vielleicht mit "Branntkalk" "verbrennen" (verätzen). Aber bei CaCo3 verbrennt gar nix.
Genau genommen ist das Brennen von Kalk sogar genau das Gegenteil eines Verbrennens, nämlich ein endothermer Vorgang, in dem das maßgebenden Material reduziert wird. Ein Verbrennen ist exotherm und das maßgebende Material wird oxidiert.
Die Grünstrichler der Kritik sollten sich schämen. Um eine Beurteilung eines Postings abzugeben, sollte man etwas Ahnung von der Materie haben.
Naja, Ihr "brilliantes Wissen" habe ich vor 30 Jahren in der Oberstufe gelernt, das weiß jedeR, die Chemie als Fach gehabt hat. Leider haben Sie beim Motzen einen schweren Fehler gemacht, darum die grünen Stricherl bei meinem Kommentar. Nicht, weil Ihre Kritik grundsätzlich falsch wäre.
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