Die Aktivität von Flugasche wird von vielen und sehr komplexen Faktoren beeinflusst. Zu den wichtigsten Einflussfaktoren zählen: die chemische Zusammensetzung (hauptsächlich die Glasphase), die Glasstruktur, chemische und physikalische Defekte am Aktivierungspunkt des Glases (einschließlich solcher, die durch das Mahlen entstehen), die Rolle des Wassers als Reaktionsmedium sowie die Partikelgrößenverteilung. Je mehr Prozessschritte in der Flugascheproduktionslinie durchlaufen werden, desto feiner ist die produzierte Flugasche und desto höher ist ihr Preis. Grundsätzlich lassen sich die Faktoren in zwei Kategorien einteilen: chemische Faktoren, die hauptsächlich die Anzahl und Zusammensetzung der an puzzolanischen Reaktionen beteiligten und diese fördernden aktiven Substanzen betreffen, und physikalische Faktoren, die vor allem den Hydratationsprozess und die Aushärtung des später entstehenden Zementgesteins beeinflussen.
1. Chemische Faktoren
Da die Silica-Aluminiumoxid-Glasphase die Hauptquelle der Aktivität von FlugascheFaktoren, die die Anzahl der Glaskörper verringern, wie hoher Glühverlust und viele kristalline Phasen, wirken sich ungünstig auf die Aktivität aus. Darüber hinaus spielen die verschiedenen Elemente in der Zusammensetzung der Glasphase unterschiedliche Rollen. Oxide sind die häufigsten Bestandteile in FlugascheOxide sind auch die Hauptbestandteile von Hydratationsprodukten. Allerdings variieren Grad und Bedeutung der an Hydratationsreaktionen beteiligten Oxide unter verschiedenen Alters- und Temperaturbedingungen. Eisen kann beispielsweise den Schmelzpunkt der Asche senken, was die Bildung von Glasmikrokügelchen begünstigt. Da Eisenoxid jedoch nur eine sehr geringe Fähigkeit zur Teilnahme an Hydratationsreaktionen aufweist, gilt ein übermäßiger Eisenoxidgehalt allgemein als nachteilig für die Aktivität. Geringe Mengen an Alkalimetalloxiden können die Hydratation fördern. Bei Verwendung von Aktivzuschlagstoffen begünstigt der hohe Gehalt an Kalium- und Natriumoxiden in der Flugasche die Reaktion des alkalischen Zuschlagstoffs und beeinträchtigt dadurch die Betonstabilität. Geringe Mengen an Schwefeltrioxid in der Flugasche fördern die Bildung von hydratisiertem Calciumsilikat und hydratisiertem Calciumsulfoaluminat (Ettringit), was zur Frühfestigkeit beiträgt. Eine zu starke Ettringitausdehnung kann jedoch zu Problemen mit der Volumenstabilität führen, weshalb der Schwefeltrioxidgehalt 3 % nicht überschreiten sollte.
2. Physikalische Faktoren
Die wichtigsten Faktoren, die die Aktivität von Flugasche beeinflussen, sind Partikelmorphologie, Mikrostruktur und andere physikalische Eigenschaften. Bei verschiedenen Flugaschetypen gilt: Je geringer der Wasserbedarf für die Standardkonsistenz, desto höher die Aktivität; je niedriger der Kohlenstoffgehalt, desto höher die Aktivität; je geringer die Feinheit, desto höher die Aktivität. Hinsichtlich der Partikelmorphologie gilt: Je mehr sphärische Glaspartikel in der Flugasche vorhanden sind, desto höher ist deren Aktivität. Aus der Mikrostrukturcharakteristik E ergibt sich… Flugasche mit kurzkettiger Silizium-Sauerstoff-Tetraederstruktur weist eine höhere Aktivität auf.
Die spezifische Oberfläche von Flugasche spiegelt bis zu einem gewissen Grad die Partikelzusammensetzung und -struktur wider. Feinere Flugaschepartikel weisen eine größere spezifische Oberfläche auf; kalziumreiche Glaskörper besitzen eine dichte Struktur und eine entsprechend kleine spezifische Oberfläche; poröse Glaskörper mit vielen Poren weisen hingegen eine große spezifische Oberfläche auf.
Veröffentlichungsdatum: 15. März 2022