Bestimmung der Frostbeständigkeit mit der Zentrifugalmethode

Die Bestimmung der Frostbeständigkeit mit der Zentrifugalmethode ist in "Voraussagen zur Frostbeständigkeit von Ziegeln", Friese, P., Ziegelindustrie International, 48(1995), S.952-963, beschrieben. Es handelt sich dabei um eine Weiterentwicklung der Methoden von MAAGE und FRANKE, mit der die Frostbeständigkeit aus der Porenradienverteilung und der Gesamtporosität ermittelt wird. Ein Probekörper wird dabei vollständig mit Wasser gesättigt. In einer Zentrifuge wird ein Teil des Wassers bei steigenden Drehzahlen abgeschleudert. Die bei einem bestimmten RCF-Wert abschleuderbare Wassermenge ist abhängig von der Porenradienverteilung. Aus großen Poren läßt sich eine Flüssigkeit leichter abschleudern als aus kleinen Poren. Nach vorheriger Eichung des Gesamtsystemes kann der Porenradius ermittelt werden, bis zu dem das Wasser bei der entsprechenden Drehzahl (oder RCF-Wert) aus dem porösen Körper durch Zentrifugieren entfernt wird. Die Methoden von MAAGE und FRANKE unterscheiden sich durch die Zuordnung bestimmter Porenradien in der Bewertung der Frostbeständigkeit. Von MAAGE wird darüber hinaus die Gesamtporosität berücksichtigt. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt nach beiden Methoden, die im sicheren frostbeständigen Bereich auch gleiche Ergebnisse liefern. Abweichungen können im Übergangsbereich auftreten.

Bestimmung des S-Wertes von porösen Medien

Der S-Wert, der gelegentlich zur Charakterisierung der Beständigkeit poröser Medien herangezogen wird, ist das Verhältnis der ausschließlich durch kapillares Saugen aufnehmbaren Wassermenge (Wkap.) zur maximalen Wasseraufnahme eines porösen Körpers (Wmax). Der S-Wert gibt daher an, welcher Anteil des verfügbaren Porenraumes bei "freiwilliger" Wasseraufnahme mit Wasser gefüllt wird. Der Zusammenhang zwischen Frostbeständigkeit und S-Wert wird so interpretiert, daß ein Anteil von mindestens 10 % des Porenraumes frei bleiben muß, damit sich das gefrierende Wasser dort hinein ausdehnen kann. Folgt man dieser Interpretation, so verbessert sich die Frostbeständigkeit mit abnehmenden S-Wert. Die verschiedenen, in der Literatur beschriebenen Methoden zur Bestimmung des S-Wertes erwiesen sich als schlecht reproduzierbar und ergaben mitunter stark abweichende Ergebnisse. Gut reproduzierbare Ergebnisse bei verschiedenen Testreihen wurden mit folgender Methode erhalten: Zur Bestimmung der durch kapillares Saugen aufnehmbaren Wassermenge werden die getrockneten Probekörper (Höhe maximal 10 cm) gewogen, in ein Gefäß eingestellt und langsam, über einen Zeitraum von 4 Stunden soviel Wasser zugetropft, daß die Probekörper vollständig mit Wasser bedeckt sind. Anschließend verbleiben die Probekörper noch 20 h im Wasser, werden dann herausgenommen und erneut gewogen. Die Temperatur muß zwischen 22 und 23 °C liegen. Zur Bestimmung der maximalen Wasseraufnahme werden die in einem Gefäß vollständig mit Wasser bedeckten Probekörper in einen Rezipienten eingestellt und für 30 min. ein Vakuum (20 -30 Bar) angelegt. Anschließend werden die Probekörper 30 min. gekocht und erneut einem Vakuum ausgesetzt bis die Temperatur auf Werte zwischen 22 und 23°C abgesunken ist. Das Gefäß mit den wasserbedeckten Probekörpern wird dann erwärmt und 20 h bei 90°C gehalten. Danach wird das Gefäß erneut evakuiert bis die Temperatur durch Verdunstungskühlung Werte zwischen 22 und 23°C erreicht hat. Anschließend werden die Probekörper gewogen.