Entwicklung eines Modells zur Berechnung von Kontaktwinkeln auf Zementstein unter Berücksichtigung der relativen Feuchte

Zimmermann, Adrian (2024)
Entwicklung eines Modells zur Berechnung von Kontaktwinkeln auf Zementstein unter Berücksichtigung der relativen Feuchte.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026547
Ph.D. Thesis, Primary publication, Publisher's Version

URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26547

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Modells zur quantitativen Prognose der Kontaktwinkel variabler Flüssigkeiten auf zementbasierten Systemen. In diesem Modell werden erstmals Parameter wie die relative Feuchte, Rauigkeit und Porosität in Kombination berücksichtigt. Methodisch wird zunächst ein analytisches Modell hergeleitet auf Grundlage klassischer Theorien der Grenzflächen- und Benetzungsforschung wie der van Oss-Chaudhury-Good-Theorie (vOCG), dem Wenzel-Modell und dem Cassie-Modell. Es folgt ein experimentelles Programm an exemplarischen Zementsteinproben (CEM I, w/z = 0,40 und 0,50), um grundlegende Modellparameter mit empirischen Eingangswerten zu belegen. Dieses Programm umfasst unter anderem Kontaktwinkelmessungen (CAM) auf Zementstein bei variablen relativen Feuchten, sowie Atomkraftmikroskopie (AFM) und Quecksilberdruckporosimetrie (MIP). Abschließend wird das Modell hinsichtlich einzelner Parameter diskutiert und anhand von Kontaktwinkelmessungen auf praxisnahen Mörteln und Betonen validiert.

Item Type:

Ph.D. Thesis

Erschienen:

2024

Creators:

Zimmermann, Adrian

Type of entry:

Primary publication

Title:

Entwicklung eines Modells zur Berechnung von Kontaktwinkeln auf Zementstein unter Berücksichtigung der relativen Feuchte

Language:

German

Referees:

Koenders, Prof. Dr. Eduardus A. B. ; Klitzing, Prof. Dr. Regine von

Date:

30 January 2024

Place of Publication:

Darmstadt

Collation:

120, XLIX Seiten

Refereed:

10 November 2023

DOI:

10.26083/tuprints-00026547

URL / URN:

https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26547

Abstract:

Alternative Abstract:

Alternative abstract

Language

The aim of this work is to develop a model for the quantitative prediction of contact angles of variable liquids on cement-based systems. In this model, parameters such as relative humidity, roughness and porosity are considered in combination for the first time. Methodologically, an analytical model is derived based on classical theories of interface and wetting research such as the van Oss–Chaudhury–Good theory (vOCG), the Wenzel model and the Cassie model. This is followed by an experimental program on exemplary cement paste samples (CEM I, w/c = 0.40 and 0.50) in order to verify basic model parameters with empirical input values. The program includes contact angle measurements (CAM) on hardened cement paste at variable relative humidities, as well as atomic force microscopy (AFM) and mercury pressure porosimetry (MIP). Finally, the model is discussed with regard to certain parameters and validated using contact angle measurements on practical mortars and concretes.

English

Uncontrolled Keywords:

Zementstein, Oberflächenenergie, Kontaktwinkel, relative Feuchte, cement paste, surface free energy, surface energy, contact angle, relative humidity

Status:

Publisher's Version

URN:

urn:nbn:de:tuda-tuprints-265471

Classification DDC:

500 Science and mathematics > 500 Science
600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering and machine engineering
600 Technology, medicine, applied sciences > 624 Civil engineering and environmental protection engineering

Divisions:

13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Construction and Building Materials

Date Deposited:

30 Jan 2024 12:40

Last Modified:

31 Jan 2024 07:35

PPN:

Referees:

Koenders, Prof. Dr. Eduardus A. B. ; Klitzing, Prof. Dr. Regine von

Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung:

10 November 2023

Export: