Was bedeutet Darren?
Bei der “Darr-Methode” wird eine Probe durch Lagerung in einer warmen, trockenen Umgebung bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Der Begriff Darren hat seinen Ursprung im weitesten Sinne durch das Trocknen (haltbar machen) von Lebensmitteln erhalten. Neben dem Begriff “Darr-Methode” kommen bei diesem Verfahren weitere Begriffe wie “Ofentrocknung” oder “Trockenschrank-Methode” zum Einsatz.
Die höhere Temperatur sorgt in der Regel dafür, dass in der Probe enthaltenes Wasser mobiler (flüchtiger) wird. Zu hohe Temperaturen können aber auch zu einer unerwünschten thermischen Veränderung des Probenmaterials führen. Die relative Luftfeuchte im Ofen bestimmt den Gleichgewichtszustand, den die Probe anstrebt. Der Gleichgewichtszustand (Gewichtskonstanz) gilt als erreicht, wenn der Gewichtsverlust kleiner als 1 ‰ pro 24 Stunden ist.
Trockene Estrichproben
Bild 1 zeigt die Gewichtsverluste von drei trockenen Estrichproben, welche der Reihe nach bei verschiedenen Temperaturen getrocknet worden sind. Die Proben wurden zuerst bei 40°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet, dann bei 50°C und so weiter bis 105°C. Die blau gefärbten Ergebnisse stammen von einem Zementestrich, die roten Balken von einem Ettringit bildenden Schnellestrich und grün ist der Calciumsulfatestrich. Für alle Proben sind die Gewichtsverluste bei Temperaturen bis 50°C gering. Während den Zementestrich keinen besonderen Gewichtsverlust kennzeichnet, findet sich bei dem Schnellestrich bei 60°C und beim Calciumsulfatestrich bei 70°C ein deutlich höherer Gewichtsverlust.
Der Gewichtsverlust beim Schnellestrich kann dem partiellen Zerfall von Ettringit zugeordnet werden. Der Gewichtsverlust von Gips bei 70°C wird dem ersten Zerfall von Gips in sein Halbhydrat zugeordnet. Ein zweiter Schritt im Zerfall von Gips kann zwischen 90 und 105°C beobachtet werden. Man kann beim Schnellzement auch bei den Trocknungen bei 70 und 105°C etwas höhere Gewichtsverluste feststellen als beim gewöhnlichen Zementestrich.
Bis dato ist nicht gänzlich geklärt, in was Ettringit zerfällt. Es wird aber vermutet, dass der Zerfall hin zu einem sogenannten “Meta-Ettringit” erfolgt, bei dem unter anderen Calciumsulfat gebildet wird. “Meta-Ettringit” enthält noch ca. 1/3 des Wasseranteils von Ettringit. Daher kann aus diesem Gewichtsverlust bei 60°C, der Anteil an Ettringit in der Probe abgeleitet werden. 50% der Masse von Ettringit ist kristallin gebundenes Wasser. Wenn wie im Bild 1 bei 60°C gut 2 M-% an Gewicht verloren gehen, kann davon ausgegangen werden, dass die Probe ursprünglich rund 6 M-% Ettringit gebildet hatte.
Feuchte Estrichproben
Im Gegensatz zu den trockenen Proben aus Bild 1 wurden in einer folgenden Serie feuchte Estrichproben geprüft. Bei den Proben handelt es sich um zwei Zementestriche (blau und rot) sowie um einen Calciumsulfatestrich (grün). Im Gegensatz zu den trockenen Proben fällt hier auf, dass bei diesen Proben bereits bei 40°C ein deutlicher Gewichtsverlust feststellbar ist. Bei 50°C hingegen geht wiederum nur wenig Masse verloren. Die Calciumsulfatestrich Probe zeigt zusätzlich zum Gewichtsverlust bei 40°C die charakteristischen Gewichtsverluste bei 70 wie auch bei 105°C.
Änderung der Trocknungsbedingungen
Im Ofen sinkt die relative Luftfeuchtigkeit durch Erhöhung der Temperatur. Gleichzeitig steigt die thermische Belastung der Proben durch die Temperatur (Ettringit und Calciumsulfat/ Gips zerfallen). Bild 3 zeigt, wie sich die relative Luftfeuchtigkeit in einem Ofen bei Erhöhung der Temperatur ändert. Luft wird von Aussen angesaugt, erwärmt und in den Ofen weitergeleitet. Der Ofen stellt ein offenes System dar. Daher ist die relative Luftfeuchtigkeit (und damit auch die Bedingung für den angestrebten Gleichgewichtszustand) stark abhängig vom Raumklima ausserhalb des Ofens.
