CH389487A - Schäumer zur Herstellung von Zellenbeton und Verwendung dieses Schäumers - Google Patents

Description

      Schäumer    zur Herstellung von Zellenbeton und Verwendung dieses     Schäumers       Die Erfindung betrifft einen     Schäumer    zur Her  stellung von Zellenbeton und dessen Verwendung  zur Herstellung eines Zellenbetons.  



  Erfindungsgemäss enthält der     Schäumer    ein Netz  mittel und eine makromolekulare     Polymannuron-          säure.    Vorzugsweise besitzt diese makromolekulare       Polymannuronsäure    einen     Polymerisationsgrad    von  mindestens 1500 und eine Viskosität der     U        igen     Lösung von 100-120     cp.    Netzmittel zur Herstellung  derartiger     Schäumer    sind bekannt.

   Vorzugsweise ist  jedoch das Netzmittel ein     Alkylnaphthalinsulfonat,     insbesondere das     Natriumsalz    einer     Alkylnaphthalin-          sulfosäure,    wobei die     Alkylgruppen    aus Kohlenwas  serstoffketten mit einem Gehalt von 4-10 Kohlen  stoffatomen bestehen können.  



  Zu diesen     Alkylnaphthalinsulfonaten    gehören bei  spielsweise auch die      Nekale     (eingetragene Marke)  und das     Di-(Diisobutylmethyl)-naphthalinsulfonsaure     Natrium, das entsteht,     wenn    man     Diisobutylcarbinol     (CHIC -     CHOH    - C     (CH3)3    in     Naphthalinsulfonate     einführt. Im allgemeinen sichert ein Gehalt an makro  molekularer     Polymannuronsäure    eine hohe Biege  zugfestigkeit des Zellenbetons und vermeidet das  Entstehen von Rissen, wobei gleichzeitig die Haf  tung der fertigen Masse verbessert wird.

   Ein Ge  halt an     Polymannuronsäure    wirkt normalerweise sta  bilisierend auf die Porenhaut und erhöht das Binde  vermögen. Der unter Verwendung des erfindungs  gemässen     Schäumers    hergestellte Zellenbeton zeigt  im allgemeinen eine geringere Wasseraufnahme und  ein gutes Haftvermögen. Es können     ferner    ohne  weiteres unmittelbar auf diesen Zellenbeton Farb  anstriche aufgebracht und er selbst eingefärbt werden.  



  Vorzugsweise wird dem     Schäumer        ausserdem    ein  Metallsalz einer höheren Fettsäure, insbesondere der  Stearin- oder der     Palmitinsäure,    zugesetzt. Hierbei  kommen vor allem     Aluminiumstearat,        Bariumstearat,            Kaliumstearat,        Magnesiumstearat,        Strontiumstearat     und     Zinkstearat    in Betracht. Durch diese Zusätze  kann die Saugwirkung des Zellenbetons vermindert  und damit das     Wasseraufnahmebestreben    der Ka  pillaren herabgesetzt werden.

   Normalerweise tritt  diese Wirkung schon bei einem geringen Zusatz eines       Fettsäuresalzes    ein.  



  Der erfindungsgemässe     Schäumer        wird    insbeson  dere zur Herstellung eines Zellenbetons verwendet,  der im allgemeinen geöffnete, durchgehende Poren  besitzt und trotzdem praktisch kein Wasser auf  nimmt. Ein solcher Zellenbeton erhärtet an der Luft,  bleibt normalerweise     rissefrei,    haftet gut an Beton  und sonstigen massiven     Flächen.    Er ist auch bei  starkem Feuchtigkeitsanfall verwendbar, ohne dass  der Wärmeschutz infolge Feuchtigkeitsaufnahme ver  ringert wird.  



  Ein solcher Zellenbeton eignet sich insbeson  dere zur Herstellung 'an der Baustelle und Verwen  dung zur Wärmeisolierung von     Dachgeschoss-    und       Flachdachisolierungen.    Neben den genannten Eigen  schaften erfüllt er insbesondere die bei     Dachge-          schoss-    und     Flachdach-Isoherungen    äusserst wichtige  Forderung, dass eine     Wasserdampfkondensation    in  seinem     Inneren    vermieden wird, weil Wasser in  Dampfform ohne besondere Behinderung durch die  sen Zellenbeton hindurchgehen kann.

   Dies ist be  sonders wichtig bei     Flachdachisolierungen    und Dach  geschossdecken, deren Wärmeschutz durch Wasser  dampfkondensation im Deckeninneren bzw. in der  Decken- und     Dachisolierung    bekanntlich in vielen  Fällen verlorengeht und dadurch grosse Schäden  entstehen.

   '  Ausser den genannten Stoffen wird vorzugsweise  dem     Schäumer    noch ein bekannter Stabilisator in  Form eines     Polyacrylsäureesters    zugesetzt, und  schliesslich empfiehlt es sich, dem     SGhäumer    kiesel-      säurehaltige Mineralien     hinzuzufügen.    Ein     Schäu-          mer    setzt sich beispielsweise zusammen aus etwa  <B>30%</B> eines     Alkylnaphthalinsulfonates,   <B>30%</B> eines       Polyacrylsäureesters    und etwa<B>15%</B> einer makro  molekularen     Polymannuronsäure;

      der Rest verteilt  sich etwa zu gleichen Teilen auf ein Salz einer höhe  ren Fettsäure und auf kieselsäurehaltige Mineralien.  



  Diese kieselsäurehaltigen Mineralien bestehen  beispielsweise aus Feldspat, Glimmer oder Talk,  wobei insbesondere solche Mineralien benutzt wer  den, die auch Aluminiumverbindungen, insbeson  dere     Aluminiumsilikatverbindungen    enthalten. Diese  Zusätze wirken als Puffer und verhindern Festig  keitseinbussen und Verzögerungen des     Erstarrungs-          vorganges.    Diese     Aluminiumsilikatverbindungen    kön  nen gegebenenfalls anstelle von gebrannter kiesel  säurehaltiger Erde oder kieselsäurehaltigen Minera  lien beigegeben werden.  



  Bei stark     anionenaktiven        Schäumern    kommt es  leicht vor, dass das Wasser von den Molekülen des       Schäumers    zurückgehalten wird und deshalb nicht  oder ungenügend zu dem Binder gelangt. Folge  hiervon sind Festigkeitseinbussen. Durch die ge  nannten Pufferzusätze können diese Nachteile ver  mieden werden.  



  Die im allgemeinen geringe Wasseraufnahme des  fertigen Zellenbetons ist eine Folge des Zusammen  wirkens der Bestandteile des     Schäumers.    Der     Schäu-          mer    enthält Stoffe von bipolarem Charakter, deren  Moleküle normalerweise von     langgestreckter    Form  sind, wobei eine Seite     hydröphil    und die andere  Seite     hydrophob    ist.

   Der     hydrophobe    Teil dieser  Moleküle dringt infolge der     Braunschen    Molekular  bewegung an die     Aussenfläche    des Wassers, wobei  diese ihre positive Ladung an     zweckmässigerweise     vorhandene Ton- und     Kieselerdeteilchen    abgeben.  Diese positiv aufgeladenen Teilchen stossen sich ge  genseitig ab. Sie haben daher das Bestreben, sich  voneinander zu entfernen und geben dem Wasser,  das makromolekulare     Polymannuronsäure    enthält,  Gelegenheit, seine Oberfläche zu vergrössern bzw.  sich zu verteilen.

   Unterstützt wird dieser Vorgang  durch mechanisch eingeschlossene Luftblasen, auf  deren Wandungen sich wahrscheinlich eine gleich  mässige     Ansammlung    von z. B. Teilchen aus Kiesel  säure,     Aluminiumverbindungen    und     Polymannuron-          säure    befindet. Diese Poren sind normalerweise kugel  förmig und weitgehend geöffnet. Es besteht damit  die Möglichkeit, auch bei Schichten grösserer Dicke,  dass die Luftkohlensäure gleichmässig an das in den  Porenwandungen und     -stegen    verteilte Bindemittel  aus beispielsweise Kalk + Zement gelangt und der  Kalk karbonisieren kann.

   Eine Wasseraufnahme wird  durch die Kugelform erschwert, zumal kugelförmige  Poren keine kapillare Wirkung haben und die an  saugende Wirkung vorhandener Kapillaren durch die  kugelförmigen Poren vermindert wird.  



  Bei der Verwendung des     Schäumers    gemäss der  Erfindung zur Herstellung eines Zellenbetons ist es  von Bedeutung, wie die einzelnen Bestandteile des    Zellenbetons hinzugefügt und miteinander gemischt  werden.  



  Bei seiner erfindungsgemässen Verwendung wird  in einem ersten Arbeitsgang Wasser mit dem     Schäu-          mer    durch intensives Rühren und Mischen zu einem  stabilen Schaum verarbeitet, dem in einem zweiten  Arbeitsgang unter Fortsetzung des     Mischens    Zement  zugegeben wird, worauf nach gleichmässiger Vertei  lung des Zementes in dem Schaum in einem dritten  Arbeitsgang der Sand zugesetzt und gleichmässig  vermischt wird. Bekanntermassen sind Zemente in  der Regel Mischungen verschiedener     Calcium-Silikate     und     -Aluminate    mit überschüssigen Mengen von  Kalk und anderen Stoffen geringerer Bedeutung.

    Es kann sich empfehlen, dieser     Zellenbetonmischung     in einem vierten Arbeitsgang zusätzlich gelöschten  Kalk zuzusetzen, wobei in der Regel das Volumen  des gelöschten Kalks etwa gleich dem Volumen des  schon vorher hinzugefügten Zementes ist. Als Folge  der Tatsache, dass bei dem erfindungsgemäss herge  stellten Zellenbeton die Luft durch die Poren hin  durch in das Innere des     Zellenbetonkörpers    gelangen  kann, ergibt sich eine leichte, zuverlässige und  schnelle     Karbonisierung    und somit Härtung von  gegebenenfalls vorhandenem Kalkhydrat, ohne dass  ausgeschiedenes Wasser ungünstig auf den Zellen  beton zurückzuwirken vermag.    Die Erfindung sei nunmehr anhand des nach  folgenden Beispiels näher erläutert.  



  Zusammensetzung des     Schäumers:     34 %     Natriumsalz    einer     Alkylnaphthalinsulfonsäure,     wobei die     Alkylgruppen    aus Kohlenwasser  stoffketten mit einem Gehalt von 4 bis 10       Kohlenstoffatomen    bestehen,  15 % makromolekulare     Polymannuronsäure    mit einem       Polymerisationsgrad    von mindestens 1500 und  einer Viskosität der 1     %igen    Lösung von 100  bis 120     cp,     9 % Aluminiumsalz der     Stearinsäure,     <B>31%</B>     Polyacrylsäureester,     11 % gebrannte,

   kieselsäurehaltige Erden oder kiesel  säurehaltige Mineralien oder     Aluminium-Silikat-          Verbindungen.       Nachdem mit Hilfe dieser Bestandteile durch  innige Mischung ein     Schäumer    hergestellt worden  ist, wird unter Verwendung dieses     Schäumers    eine  Betonmasse wie folgt hergestellt:    <I>1. Arbeitsgang:</I> In einen Mischer werden 24 1  Wasser eingefüllt, dann werden 370 g obigen       Schäumers    in das Wasser gegeben und der Mi  scher in Gang gesetzt. Er läuft etwa 2 bis 3  Minuten, bis ein zusammenhängender, feinpori  ger, sehr stabiler Schaum entstanden ist.  



  <I>2. Arbeitsgang:</I> In den laufenden Mischer werden  25 kg     Portland-Zement    gegeben. Eine innige,  gleichmässige Vermischung mit dem vorhandenen  Schaum tritt sogleich ein.      <I>3. Arbeitsgang:</I> In den laut 1. und 2. Arbeitsgang  gebildeten Schaum werden etwa 83 kg Sand  0-3 gegeben.  



  Nach gleichmässiger Verteilung wird im  <I>4. Arbeitsgang:</I>     Kalk-Hydrat,    8 kg, zugesetzt.     Nach     guter     Durchmischung    ist der Zellenbeton ver  arbeitungsfertig. Er wird auch bei Transporten  oder langem Stehen sein Volumen nicht ver  ändern.  



  Die Arbeitsgänge sollen vorzugsweise in ihrer  Reihenfolge genau nach Angabe erfolgen. Es ist  nicht gleichgültig, ob z. B. Arbeitsgang 4 zuerst und  dann erst Arbeitsgang 3 erfolgt. In jeder anderen  Folge der Arbeitsgänge wird das Material qualita  tive Einbussen erfahren.  



  Der     Schäumer    würde - sofern er nicht im 1.  Arbeitsgang, sondern in einem späteren Arbeits  gang zugesetzt wird - eine geringere     Auflockerung     bewirken und vor allem nur noch eine ganz geringe  wasserabweisende Wirkung verursachen. Er müsste,  um den gleichen Effekt zu haben, der bei z. B. 370 g  und Zusetzen im 1. Arbeitsgang erzielt wird, in etwa  der 5fachen Menge zugesetzt werden.  



  Würde Arbeitsgang 3 erst nach Arbeitsgang 4  erfolgen, so müsste eine um mindestens<B>50%</B> grössere       Bindermenge    und etwa die doppelte Wassermenge  verwendet werden, um gleiche Festigkeitswerte zu  erzielen.  



  Die Verwendung von     Fettsäuresalzen    zur Errei  chung einer wasserabstossenden Wirkung     ist    bekannt.  Bei den bekannten Verfahren wird jedoch meist  etwa 1     Gewichtsprozent        Fettsäuresalz,    auf das Binde  mittel bezogen, zu diesem Zwecke zugesetzt. In gün  stigen Fällen vermindert sich dieser Zusatz auf 0,5  Gewichtsprozent. Gemäss dem Beispiel werden jedoch  bei 370 g     Schäumer    (= 33g Aluminiumsalz) auf  33 kg Binder nur etwa 0,1 %     Fettsäuresalz        zugesetzt.     Trotzdem war die erreichte wasserabstossende Wir  kung gut.

   Selbst wenn beliebig grosse Probestücke  vollständig in Wasser gelagert wurden, ergab sich  keine     Durchfeuchtung.    Die Wasseraufnahme an den  äusseren Begrenzungsflächen lag nur zwischen 6,5  bis 7,5     Vol.    %. Das aufgebrachte Wasser drang nicht  ein, sondern blieb in Tropfen stehen.  



  Die Erfindung ermöglicht es, einen Zellenbeton  mit folgenden mechanischen Eigenschaften zu er  halten:  Raumgewicht 0,5 bis 1,5     kg/dm-@,          Biegezugfestigkeit    10 bis 20     kg/cm2,     Druckfestigkeit 30 bis 70     kg/cm=.     



  Anstelle des Zementes kann auch gelöschter Kalk  benutzt werden. Dann fällt der beispielsweise er  wähnte 4. Arbeitsgang weg, oder es kann in diesem  Arbeitsgang Zement zugesetzt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Schäumer zur Herstellung von Zellenbeton, da durch gekennzeichnet, dass er ein Netzmittel und eine makromolekulare Polymannuronsäure enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Schäumer nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die makromolekulare Polymannu- ronsäure einen Polymerisationsgrad von mindestens 1500 und eine Viskosität der 1 % igen Lösung von 100 bis 120 cp besitzt.

   2. Schäumer nach Patentanspruch I und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz mittel ein Alkylnaphthalinsulfonat, insbesondere das Natriumsalz einer Alklynaphthalinsulfonsäure ist, wobei die Alkylgruppen aus Kohlenwasserstoffket ten mit einem Gehalt von 4 bis 10 Kohlenstoff atomen bestehen.

   3. Schäumer nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er noch ein Metallsalz einer Fettsäure, insbesondere der Stearinsäure, vorzugsweise ein Aluminiumstearat, Magnesiumstearat oder Zinkstearat, enthält. 4. Schäumer nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Polyacrylsäureester als Stabilisator. 5. Schäumer nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an kieselsäurehaltigen Mineralien, z. B.

   Alu minium-Silikatverbindungen. 6. Schäumer nach Patentanspruch I und Unter ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er zu etwa 30% aus einem Netzmittel, zu etwa 30% aus einem Stabilisator und etwa<B>15%</B> aus einer ma kromolekularen Polymannuronsäure besteht, wäh rend sich der Rest zu etwa gleichen Teilen auf ein Stearat und kieselsäurehaltige Mineralien verteilt.

   PATENTANSPRUCH 1I Verwendung des Schäumers nach Patentanspruch I zur Herstellung eines Zellenbetons, dadurch gekenn zeichnet, dass in einem ersten Arbeitsgang das Was ser mit dem Schäumer durch intensives Rühren und Mischen zu einem stabilen Schaum verarbeitet wird, dem in einem zweiten Arbeitsgang unter Fort setzung des Mischens und Rührens Zement zuge geben wird, worauf nach gleichmässiger Verteilung des Zementes in dem Schaume in einem dritten Arbeitsgang der Sand zugesetzt und gleichmässig vermischt wird. UNTERANSPRUCH 7.

   Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den dritten Arbeitsgang gelöschter Kalk in einem vierten Ar beitsgang zugesetzt und mit der Masse innig ver mischt wird.