CH255904A - Verfahren zur Herstellung von Mörtel bzw. Beton. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Mörtel bzw. Beton.    Es ist allgemein bekannt, dass     hy        drau-          lisehe    Bindemittel, namentlich     hydratisierter          Portlandzement,während    des,     Erhärtens    und       :ltist.roclznens    einem gewissen Schwinden un  terworfen sind, dessen     LT:rsache    in der Um  wandlung und Verfestigung der bei der       Hydrata.tion    gebildeten Gele liegt.

   Dieses       Schwinden    erfordert Vorsichtsmassnahmen       bei    der Verarbeitung der     Blindemittel,        wie:          Aufmagern    mit     Zuschlagsstoffen    von geeig  neter Körnung oder bei Arbeiten von     grösse-          reiii    Ausmass Anordnung von     Kontraktions-          ftigen.        ftIan    hat versucht, diesem Schwinden       entgegenzuwirken,    indem man dem Bindemit  tel als     Magerung    fein gemahlen     inerte    Stoffe       heimi:

  elite    oder solche Stoffe, die durch hy  groskopische Wirkung im     Innern    des Betons       eine    dauernde Feuchtigkeit erhalten; doch  wurde durch diese Zusätze kein befriedigen  des     Resultat    erzielt.  



  Die aufgeworfenen Probleme werden nach       bekannten    Verfahren auch dadurch     einer    Lö  sung     entgegengeffihrt,    dass dem     Portla.nd-          zement    eine     entsprechende    Menge Sulfat zu  geführt     wird    durch     Beiwisehung    oder     Zu-          niahlung    eines Spezialzementes, der auf       Auerlechnischem    Wege hergestellt wurde,  wobei die gebrannten     SulfoaIuminatverbin-          dttiigen    durch doppelte Umsetzung auf die       Alum,

  inate    des     Grundzementes,    einwirken und       kristallisierte        Sulfoaluminate    mit hohem       Tassergehalt    bilden, was ein dem     Schwinden     entgegenwirkendes     Quellen    verursachen soll.

    'Wahrendes sich bei diesem Verfahren darum    handelt, einen gebrannten Spezialzement aus       Sulfoaluminatverbindungen    dem gewöhn  lichen     Portlandzement    zuzumischen oder zu  zumahlen, also um Mischungen     zweier    ver  schiedener     Zemente,    wurde nun gefunden,       da,ss    es nicht nötig ist,     da,s.    Sulfat in     Form     von     anhydrem        Sulfoaluminat    zuzusetzen oder  beispielsweise eine Mischung von     Ca.SO,    (An  hydrit) mit     tonerdehaltiger    Zementschlacke.  beizumischen.

   Es     genügt,    wenn nebst     Ca,SO,     und Kalkhydrat eine ungebrannte, reaktions  fähige Aluminiumverbindung direkt dem       Portlandzement    zugemischt wird, die sich  erst bei Zutritt des     Anmachwassers    mit       Ca(OH)2,        CaSO,    sowie den Komponenten des       hydratisierenden    Zementes unter Bildung  von     Sulfoalumina.t    umsetzt.    Ferner ist es bekannt, dem normalen       Portlandzement    bei der Herstellung kleine  Mengen Gipsstein     zuzumahlen,    die sich beim  Anmachen ebenfalls in     Sulfoaluminate    um  wandeln.

   Diese- Massnahme     bezweekt    aber  lediglich eine Regulierung des     Abbindevor-          ga.nges,        -,vogegen    eine irgendwie in Betracht  fallende Verminderung des Sehwindens nicht  erzielt wird.  



       Gegenstand    des Patentes ist somit ein  Verfahren zur Herstellung von Mörtel bzw.       Beton    aus einem hydraulischen     Bindemittel,     dadurch gekennzeichnet,     dassdafür    gesorgt  wird, dass -solche Mengen von     Kalziumsulfat,          Kalziumhydroxyd    bzw.

       -oxyd    und einer  Aluminiumverbindung, die befähigt ist, sich      mit Kalk und Gips bei Gegenwart von Was  ser umzusetzen, zugegen ist, dass     unter    Mit  wirkung des     Anmachwassers    solche Mengen       Sulfoaluminate    mit hohem     Kri@stallwasser-          gehalt        gebildet    werden, dass das Volumen des       Mörtels    bzw.

   Betons nach dem Abbinden und         K20    .     A1203        -f-    3     Ca(OH)2    = 3     Ca0        #        A1203        +    2     KOH     3     0a0        #        A1203        -f-    3     CaSO,        +        nH20    = 3     0a0    .     A1203.    3     CaS04    .

   31,5     H20        -I-        (n-31,5)H:,0.       Die drei Komponenten     können    in trocke  nem Zustand zusammen gemahlen und     einem     Zement oder     einer    Trockenmischung von Ze  ment, Sand und Kies     beigemischt    werden.

      2     Al(OH),        -I-   <B>3</B>     Ca(OH)2    =<B>3</B>     Ca0    .     A1203        -I-    611,0  3     Ca0    .     A120a        -I-    3     Ca-SO,        -I-        nH20    = 3     Ca0    .     A120,    . 3     CaS04    .

   31,5     11,0        -I-        (n-31,5)H20.       Die     trockene    Mischung des     Kalziumalu-          minates    und des     Kalziumsulfates        wird    einem       Bindemittel    oder einem Gemisch von     Binde-          mittel,    Sand und Kies beigemischt.  



  <I>Beispiel 3:</I>  Als     Aluminiumverbindung    kann auch       Aluminiumsulfat    verwendet werden, das sich  bei Gegenwart eines Überschusses     von    Kalk  hydrat und Gipse zu     Sulfoaluminat    mit  31,5     Mol        Kristallwasser        umsetzt.    Man     ver-          mahlt    2     Mol        Alz(S04),    zusammen mit 6     Mol     Gips und 18     Mol    Kalkhydrat trocken und  setzt die Mischung einem Zement zu.  



  Das Kalkhydrat     kann,    anstatt wie bei  Beispiel 1 bis 3 vorgesehen, auch ;separat  dem Zement zugesetzt werden und um die       beim        Hydratisieren    des     Zementes    entstehende  Menge     Ca(OH),    vermindert werden. An  Stelle von Kalkhydrat kann hydraulischer  Kalk     verwendet        werden.     



  Die     Aluminiumverbindung    kann auch  zuvor im     Anmachwasser    gelöst oder :suspen  diert werden, währenddem die beiden andern  Komponenten dem Zement als Pulver zuge  mischt werden.  



  Die Menge der Zusätze richtet ,sich nach  der Grösse des zu     erzielenden    Effektes.    Austrocknen mindestens nicht kleiner ist als  zu Beginn.  



  <I>Beispiel 1:</I>       Alkalialuminat    setzt sich mit Kalkhydrat  um, und das gebildete     Kalziuminat    bildet  mit     CaSO,        Sulfoaluminat       <I>Beispiel 2:</I>       Unter    200  getrocknetes, fein gepulvertes       Tonerdehydrat    absorbiert in wässeriger Sus  pension Kalkhydrat unter     Bildung    von     Kal-          ziumaluminat,    welches mit     CaSO,        Sulfo-          aluminat    bildet.

      Es wurde weiter     gefunden,    dass ein Zu  satz eines wasserlöslichen Salzes eine     Ogy-          carbonsäure        in    einer Menge von 0,1 bis     5 /05     vom Bindemittel eine beschleunigende Wir  kung auf die     ülfoaluminatbildung        ausübt,          wobei    zugleich der Wasseranspruch solcher  Mischungen     aus    Zement und     Quellzu.satz    bei  gleichbleibender     Verarheitbarkeit    merklich  herabgesetzt werden kann.

   Dieses     ,Salz    kann  im     Gemisch    mit den andern Zusatzstoffen  oder separat dem Bindemittel zugesetzt wer  den. Dies hat den weiteren Vorteil,     dass    bei       geringerem    Wasserzusatz das beim Aus  trocknen des Mörtels bzw. Betons     eintretende     Schwinden, das durch den     Quellkörper    nicht  beeinflusst werden kann, wesentlich     geringer     ist.  



       Es    hat sieh weiter gezeigt, dass die Zu  mischung der oben     genannten    Stoffe sich auf  die erzielbaren     Druck-        und        insbesondere          Biegefestigkeiten    sehr gut auswirkt. Die  Biegefestigkeit kann bis 50 und mehr Pro  zent     gesteigert    werden.  



       Günstige        Resultate    werden ebenfalls er  zielt,     wenn.        mindestens    einer der     genannten          Stoffe,    z. B. die     Aluminiumverbindung,        in          wässeriger    Lösung an     Kieselsäuregel,        T'rass     oder     Si-Stoff        adsorbiert    wird und die ge-      trocknete     Mischurig    mit den übrigen Kompo  nenten. einem Zement beigemischt wird.

   Die       Kieselsäure,    die sich nach erfolgter     Sulfo-          a        uminatbildung    mit überschüssigem     Kalk-          li,-drat        verbindet,    erhöht die Dichtigkeit des       erhärteten    Mörtels     bzw.    Betons und erschwert       Änder=ungen    des     Feuchtigkeitszustandes    im  Innern desselben.  



  In den Kurven der beiliegenden Zeich  nung Sind einige mit dem     erfindungsgemässen          Verfahren    erreichten. Resultate graphisch  dargestellt. Die     Fig.    1 und ? zeigen das       Schirinden    von Beton und Mörtel unter     ver-          #chiedenen    Bedingungen.  



  Auf den Abszissen sind die Anzahl Tage       ,.rufgetragen,    auf den Ordinaten die     Verlänge-          r*tmgen    in Promille.  



  Bei     Fig.    1 werden die Proben die ersten       60        Tage    in nassem Sand gelagert,     auschlie-          tiend    in     feuchter    Luft.  



       Fig.    3 zeigt das Verhalten eines einseiti  gen armierten Balkens     rnit    den Dimensionen  I X 6     j < '    100     ein    aus Beton P 500.  



  Durch den Zusatz wurden die Eisen     vor-          so    dass infolge der einseitigen Ar  mierung eine starke     Durchbiegung    des     Bal-          keneintrat.     



  Kurve I zeigt das Schwinden     eines        Be-          Ions    P 350.  



  Kurve     II    entspricht einem Beton von  gleicher Dosierung, dem ein Zusatz nach Bei  piel 3 von 5     %    des     Zementgewichtes        zuge-          >(@tzt        wurde.    Nach dem Quellen während der       Erhärtung    und dem nachträglichen Sehwin  den     beim.    Austrocknen     verbleibt    eine Deh  nung von 0,7     mm/m.     



  Die Biege- und     Druekfestigkeiten        betra-          e        n    beim Beton mit Zusatz bis zum Alter  von 28     Tagen    80 bis<B>90%</B> des     Vergleichs-          i-etons    ohne Zusatz. Nach 90 Tagen, also       nach    Beendigung des     Schwindens    durch Aus  trocknen, beträgt die     Biegefestigkeit    des     Be-          tons    mit Zusatz 140 und die     Druckfestig-          heit        11--)%    derjenigen des Vergleichsbetons.  



  Kurve     III    zeigt das;     Schwinden    von     Port-          l@iiidzerrrent    ohne Sandzusatz. Der Probekör  per wurde nach     siebentägiger    Lagerung     unter       Wasser in Luft von<B>70:%</B> relativer Feuchtig  keit ausgetrocknet.  



  Kurven IV und V zeigen     die    Raumverän  derungen des gleichen Zementes, wenn dem  selben vor dem Anmachen     57o        (Kurve    IV)  und<B>10%</B> (Kurve     V_)    eines nach     Beispiel        \?     zusammengesetzten     Zusatzes:    beigemischt  werden.

   Nach dem Austrocknen bleibt bei  5     %    Zusatz eine     Raumvergrösserung    von       0,7%o        und        bei        10%        Zusatz        eine        Raumver-          grösserung        von        3%o,  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Mörtel bz-w-. Beton aus einem hydraulischen Binde mittel, dadurch gekennzeichnet, dass dafür gesorgt wird, dass solche Mengen von Ka.1- ziumsulfat, Kalziumhydroxyd bzw.

   -oxyd und einer Aluminiumverbindung, die be fähigt ist, sich mit Kalk und Gips bei Ge genwart von Wasser umzusetzen, zugegen ist, dass unter Mitwirkung des, Anmachwas- sers solche Mengen Sulfoaluminate mit ho hem Krista.llwaissergehalt gebildet werden, dass das Volumen des Mörtels bzw. Betons nach dem Abbinden und Austrocknen min destens nicht kleiner ist als zu Beginn. UNTERANSPRüCHE.: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als hydraulisches Bindemittel Portlandzement verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zur Errei- ehung des genannten Zweckes im Bindemit tel fehlenden Stoffe dem Bindemittel zuge geben werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da,ss die zur Errei chung des genannten Zweckes im Bindemit tel fehlenden Stoffe einem Trockengemisch von Bindemittel, Sand und Kies zugegeben werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass so gearbeitet wird, dass eine dauernde Raumvermehrung erzielt wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die genannte Alu- miniumverbindung zuerst in wässeriger Lö sung durch Adsorption in oberflächenaktive, anorganische, feingepulverte Substanzen auf genommen wird und dass das Adsorbat nach dem Trocknen mit den andern genannten Stoffen gemischt wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die reaktions fähige Aluminiumverbindung zuerst in wäs seriger Lösung durch Adsorption in ein Gel aufgenommen wird und dass das. Adsorbat nach dem Trocknen mit den andern zur Er reichung des genannten Zweckes im Binde mittel fehlenden Stoffen gemischt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass pulverförmiges Kalkhydrat dem Bindemittel ;separat zuge mischt wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Portlandzement verwendet wird und dass dem Bindemittel hydraulischer Kalk separat zu gemischt wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kalkhydrat und Kalziumsulfat dem Bindemittel in trockener Form beigemischt werden und die Alumi niumverbindung im Anmachwasser gelöst zu gefügt wird. 10.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Kalkhydrat und Kalziumsulfat dem Bindemittel in trockener Form beigemischt werden und die Alumi- niumverbindung im Anmachwasser suspen diert zugeführt wird. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Beschleuni gung und Intensivierung der Reaktion die zur Erreichung des: genannten Zweckes im Bindemittel fehlenden Stoffe im Gemisch mit 0,1 bi,si 5%o, bezogen auf das Bindemit- tel, mindestens eines löslichen Salzes einer Ogycarbonsäure zugegeben werden.

   12. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Beschleuni gung und Intensivierung der Reaktion dem Bindemittel noch 0,1 bis- 5 /oo, bezogen auf das Bindemittel, mindestens eines löslichen Salzes einer Ogycarbonsäure zugegeben wer den.