Verdunstung, Kapillarwirkung oder andere Phänomene?

diffo · Anmeldungsdatum: 06.01.2011 Beiträge: 4

Hallöchen, Hilfe

da man mir im Chemie-Forum schrieb, dass mein Problem mit physikalischen Vorgängen zu tun hat, wende ich mich nun an euch smile

Für meine Diplomarbeit musste ich für eine Firma zwei Bindemittel im sulfatangereicherten Boden hinsichtlich Treibmineralbildung, wie Ettringit und Thaumasit, untersuchen.

Es handelt sich bei beiden Bindemitteln um einen Mischbinder (Inhaltsstoffe Kalk + Zement)

Der Versuchsablauf bestand darin, eine Sulfatlösung (Natriumsulfat + destilliertes Wasser) kontinuierlich auf das Boden-Bindemittel-Gemisch zu geben, und bedingt durch eine Durchsickerung die Treibmineralbildung zu begünstigen.
Während der Versuchsdurchführung konnte man weiße Ausfällungen (weißes Pulver) auf und neben den Prüfkörpern beobachten.
Nach Ausbau des Bodenmaterials wurden diese "Ausblühungen" stärker. Man konnte die einzelnen Kristalle klar erkennen. Mit steigenden Sulfatgehalt, stieg auch die Menge der Kristalle.

Nun muss ich das natürlich in meiner Diplomarbeit begründen, warum es dazu kommt. Kann mir vielleicht jemand helfen?
Also chemische Formeln, ... warum, ... und so ...

Im Chemie-Forum meinte man, dass das Wasser verdampft, Natriumsulfat in kristalliner Form zurück bleibt und auf Grund der Kombination Verdunstung und Kapillarwirkung sich solche "Ausblühungen" bilden.
Bräuchte jetzt noch eine Bestätigung oder ne physikalische Erläuterung, da ich ich mir nicht vorstellen kann, dass man noch von ner Kapillarwirkung spricht, wenn das Wasser bereits verdunstet ist... grübelnd

Vielen Dank

diffo Hilfe

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich habe von deiner Beschreibung noch nicht ganz alles verstanden (was meinst du zum Beispiel mit "Ausbau des Bodenmaterials" ?)

Kann es am Ende einfach sein, dass der Boden porös ist und hier und da Ritzen enthält?

Dann könnte ja das flüssige Wasser per Kapillareffekt in solche Poren und Ritzen hineingezogen werden und danach dann (entweder weil es von irgendwelchen chemischen Prozessen ziemlich warm ist (sind da irgendwo exotherme Reaktionen beteiligt?) oder schlicht und einfach weil das Wasser in solchen Poren eine im Vergleich zu seinem Volumen eine relativ große Oberfläche hat) mehr oder weniger schnell verdunstet. Und dabei die in ihm gelösten Bestandteile als "Ausblühungen" sichtbar zurücklässt.

Also letztendlich erst bei flüssigem Wasser Kapillareffekt, und dann Verdunstung und Ablagerung der gelösten Bestandteile, dort wo das Wasser dann gewesen war.

Könnte so etwas plausibel sein und zu dem passen, was du beobachtest?

diffo · Anmeldungsdatum: 06.01.2011 Beiträge: 4

Bei meinen Versuchen hatte ich Boden mit Bindemittel und Sulfat vermischt, zu einer homogenen Masse vermengt und in ein Rohr verdichtet (Öffnungen oben u unten offen). Dieser Probekörper wurde dann in ein Gefäß mit Sulfatlösung gestellt und auf diesen ebenfalls die Lösung gegeben. (das Probenmaterial ist dann quasi komplett von der Lösung umgeben)
Mit "Ausbau des Bodenmaterials" meinte ich nun das Auspressen des Boden-Sulfat-Bindemittel-Gemisches aus dem Rohr.

Bei dem Boden handelt es sich um einen sehr bindigen Boden und aufgrund der Verdichtung sind die Poren dementsprechend klein und nur geringfügig vorhanden.

Exotherme Reaktionen sind nicht beteiligt. Der Raum war klimatisiert, d. h. </=20°C.

Die Begründung klingt plausibel. Bin leider in chemischer und physikalischer Hinsicht nicht so begabt. Also sollte ich das nun so in meiner Arbeit als Begründung in meiner Auswertung schreiben?
Wenn aber auf und um den Probekörper Sulfatlösung ist, kann dann wirklich ein Kapillareffekt stattfinden?

Liebe Grüße und schonmal Danke für die schnelle Antwort smile

diffo · Anmeldungsdatum: 06.01.2011 Beiträge: 4

Hier ist noch ein Bild, damit man besser versteht, was ich begründen mag.
Aufgrund des Sulfats ist der Boden kaum noch sichtbar

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Kapillareffekt wäre ja erstmal, dass je kleiner und enger die Poren sind, umso lieber kriecht das Wasser / die Lösung hinein, weil es ja möglichst viel Oberfläche benetzen möchte, sobald die Adhäsion entsprechend günstig ist.

In so einer Arbeit solltest du natürlich vor allem das schreiben, was du selbst nachvollziehen, prüfen oder solide recherchieren kannst, denn so eine spontane Ferndiagnose per Internetforum als Zitierquelle angeben zu müssen, scheint mir bisher in Diplomarbeiten weniger üblich zu sein ... smile

Was wir dir da per Ferndiagnose geben können, hängt ja stark von dem ab, was du uns auf die Ferne beschreibst, und was wir beim Reindenken in die Frage aus der Ferne bisher erraten und spekulieren können.

Die Haupthilfe, die wir dir hier geben können, wird daher wohl eher sein, dir zu helfen, dir über manche grundsätzlichen physikalischen Zusammenhänge klarer zu werden, soweit du sie dabei brauchen kannst.

diffo · Anmeldungsdatum: 06.01.2011 Beiträge: 4

Wenn ich das so schreibe, ist das inhaltlich richtig?:

Wasser steigt bedingt durch einen Kapillareffekt entgegen der Gravitationskraft in die Poren nach oben. Dort besitzt Wasser eine im Vergleich zu seinem Volumen relativ große spezifische Oberfläche. Aufgrund der Adhäsionswirkung werden gute Voraussetzungen für eine hohe Verdunstung geschaffen.

Also vielen Dank für deine Mühen. Hast mir auf jeden Fall weiter geholfen eine logische Erklärung zu finden.

Liebe Grüße

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hm, besonders deine Verknüpfungen zwischen den Stichworten muten seltsam an. Ein Leser dieser Sätze würde sich zum Beispiel fragen: