Was bedeutet CM-%?

Frage: Was bedeutet die Einheit [CM-%]?

Antwort: Die oftmals verwendete Einheit [CM-%] steht streng genommen für [M-%] gemessen mit dem CM-Gerät.

vertiefende Erläuterungen: Die Einheit [M-%] wird sehr häufig bei Darrproben verwendet und gibt dort den Anteil Gewichtsverlust gezogen auf die Trockenmasse an. Da bei der Prüfung der Belegereife die chemische Reaktion nicht abgeschlossen, sondern abgebrochen wird (Siehe dazu: Unser Beitrag), ergibt sich bei zementären Proben ein Unterschied zwischen dem Messergebnis einer CM-Messung und dem einer Darrprüfung.
Aus der bisherigen Praxis erwartet man einen Unterschied von 1 bis 1.5 M-%. Damit die Ergebnisse der beiden Messmethoden besser von einander unterschieden werden können, wurde bei den CM-Geräten sehr früh die Bezeichnung [CM-%] verwendet.

Wie überprüfe ich mein CM-Gerät?

Frage: Wie überprüfe ich mein CM-Gerät?

Antwort: Mit einer Kalibrierampulle kann ich jederzeit eine Vor-Ort Kalibrierung vornehmen.

Zur Verwendung der Kalibrierampulle schauen Sie sich dieses Video an:

Erläuterung: Aus einem Gramm reagiertem Wasser wird bei 20°C ein Solldruck von einem bar aufgebaut. Dies, nachdem die Reaktion beendet ist. Die zulässige Abweichung beträgt standardmässig 5% vom Solldruck und bedingt ein entsprechendes Flaschenvolumen. Die maximale Abweichung setzt sich aus folgenden vier Grössen zusammen.

• ± 1% beim Flaschenvolumen: Unsere maximal zulässige Abweichung.
• ± 1% bei den Kalibrierampullen: Unsere maximal zulässige Abweichung.
• zulässiger Fehler der Manometer:
• ± 2.5% bei unseren mechanischen Manometern (CLASSIC und ECO) ist der maximal zulässige Fehler bei einem Druck von 1 bar.
• verbleiben ± 0.5% zulässige Abweichung der Temperatur von 20°C.
• ± 0.4% bei unseren digitalen Manometern (Business) ist der maximal zulässige Fehler bei einem Druck von 1 bar.
• verbleiben ± 2.6% zulässige Abweichung der Temperatur von 20°C.

Welches Wasser messe ich mit der CM-Methode?

Frage: Ist die chemische Reaktion bei der Prüfung der Belegereife abgeschlossen?

Antwort: Nein die chemische Reaktion ist noch nicht abgeschlossen.

Das folgende kurze Video verdeutlicht diese Aussage.

Erläuterung: Jede chemische Reaktion läuft solange bis ihr Endpunkt erreicht ist. Dieser Endpunkt ist erreicht, wenn kein Wasser in Kontakt mit Karbid kommen kann. Wasser und Karbid müssen sich zur Reaktion berühren können. Die Umwandlung zu Acetylen, also die eigentliche Reaktion, erfolgt sehr schnell (wenige millionstel Sekunden).

Wie schnell die Reaktion ihren Endpunkt erreicht hängt davon ab, wie intensiv sich die beiden vorhandenen Reaktionspartner berühren können.

Bei der CM-Methode ist nur Wasser die mobile Komponente. Je langsamer sich Wasser bewegen kann und je länger der Weg ist, denn ein Teil Wasser zurücklegen muss, desto länger dauert es bis zum Ende der Reaktion. Wird die Druckflasche geschüttelt so wird auch Carbid zu einer mobilen Komponente.

Wird das Wasser auf dem Weg zum Karbid behindert (weil sich Wasser und Karbid nicht direkt berühren: Tropfen auf der Flascheninnenwand bei still stehender Flasche) und so muss das Wasser durch die Flascheninnenluft diffundieren. Es dauert also Tage anstatt Sekunden, bis alles Wasser reagiert hat.

Ein andere Art der Behinderung liegt vor, wenn die Wasser nicht auf der Oberfläche einer Probe vorliegt (Sandschüttung), sondern sich im Porensystem einer Probe befindet, also auf der inneren Oberfläche. Das Wasser kann sich in einem solchen Porensystem nur sehr langsam bewegen (Diffusion, Effusion) und daher läuft die Reaktion entsprechend langsam ab.

Estriche insbesondere zementäre Systeme weisen wegen ihrer Porenstruktur eine grosse innere Oberfläche auf. Die Poren kann man sich wie ein Kanalsystem vorstellen, ähnlich wie ein Irrgarten oder die Wasserwege von Venedig.

Lässt man, die Druckflasche ungeschüttelt stehen, dauert es ein paar Wochen bis zum Endpunkt der Reaktion. Wird die Druckflasche hingegen ständig geschüttelt, ist die Reaktion innert zwei Tagen bei Raumtemperatur abgeschlossen.

vertiefende Informationen: Grundsätzlich verläuft eine chemische Reaktion immer bis zu ihrem chemischen Gleichgewicht. Das chemische Gleichgewicht ist jeweils dann erreicht, wenn bei der Hinreaktion gleich viele Produkte entstehen, wie bei der Rückreaktion wieder die Ausgangsprodukte gebildet werden. Jede Reaktion hat also auch eine Rückreaktion, die wiederum die Ausgangsprodukte liefert.

Wo der Gleichgewichtszustand liegt, hängt von der Lage der Gleichgewichtskonstanten  ab (Massenwirkungsgesetz). Diese liegt im Fall der Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser klar auf der Seite der Produkte, also dem gasförmigen Acetylen.

Der Restwasseranteil über Calciumcarbid kann berechnet werden und dieser liegt bei einem Partialdruck von ca. 2 x10-10 mbar.

Ziehen wir einen kleinen Vergleich heran: Der Dampfdruck von Wasser ist bei 20°C mit rund 23mbar etwa 100 Milliarden mal höher.