Verfahren zur Herstellung von Zementmörtel und Beton mit hochgesteigerten Festigkeits- und Dichtigkeitseigenschaften Zementmörtel und Beton besitzen von Natur aus einen gewissen Luftgehalt, der je nach Art des gege benen Baustoffgemisches, seines Kornaufbaues und des Herstel'lungs- und Verarbeitungsverfahrens kleiner oder grösser ausfallen kann.
Für die Festigkeits- und: Dichtig- keitseigenschaften, aber auch für das. Schwindverhalten und die Frostbeständigkeit sind diese meist unregei- mässngen Lufteinschlüsse abträglich. Bei der Herstellung von besonders hochwertigem, insbesondere hochfestem und/oder hochdichtem,
Zementmörtel oder Beton muss daher erstrebt werden, möglichst luftarme Gemische von gesteigerter Deichte und Wichte zu erhafen. Hierzu die nen bisher mechanische Methoden, wie Stampfen, Rüt teln, Vibrieren, Schleudern, Spritzen,
schliesslich auch Vakuumanwendung in der Mischmaschine oder am fri schen Beton. Trotz erheblichen apparativen Aufwandes kann aber eine weitreichende Wirkung auch auf diesem Wege kaum erzielt werden.
Auch die Anwendung von möglichst wenig schäu menden Pleastifizierungsmitteln von verringertem Luft- einführungsvenmögen hat nicht zu dem hier erstrebten stark verringerten Luftgehalt von Mörtel und Beton führen können.
Derartige Plastifizierungsmittel vermö gen den Luftgehalt zwar besser und, homogener zu ver teilen, ohne ihn aber vermindern zu können.
Schhesslieh ist auch schon vorgeschlagen worden, zur Verringerung des Luftgehaltes von Zementmörtel und Beton einen Zusatz geringer, auf Zement berech- net, 0,0005-0,
1'% betragender Mengen von wasserun- löslichen aliphatischen Alkoholen anzuwenden. Jedoch konnte auf diesem Wege auch nur eine Senkung des Luftgehaltes auf günstigstenfalls 3,4'%, .im Durchschnitt sogar nur auf 4-5 '%,
erzielt werden. Eine derartige Höhe des verbliebenen Luftgehaltes kennzeichnet jedoch keinesfalls einen luftarmen Mörtel oder Beton. Wieder- um führt dieser ältere Erfindungsvorschlag bei Mitver- wendung von P'lastifizi!erungsmitteln wie <RTI
ID="0001.0104"> Suilfitablauge zu noch höheren Luftgehalten. Aus der Vorveröffent- lichung war somit auf die Nachteiligkeiit einer Mitan- wendung von P'lastifizierungsmitteln zu schliessen.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Her stellung von Zementmörtel' und Beton mit hochgestei gerten Feistigkeits- und Diichtigkeitseigenschaften, da durch gekennzeichnet, dass einem Zementmörtel oder Beton, oder deren Ausgangsstoffen, vor oder bei der Ver arbeitung mindestens ein nicht mit Wasser mischbarer aliphatischer Alkohole und ferner mindestens ein nicht i,onogenes Netz- und/oder Schaummittel in geringen Mengen zugesetzt werden.
Wie nämlich gefunden wurde, zeigen die genannten nicht mit Wasser mischbaren Alkohole, insbesondere jene mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen in gerader oder verzweigter Kette, eine überraschende verfielfachte luft- ausscheidende Wirkung, wenn sie durch zielbewusste Massnahmen möglichst feindispers verteilt werden,
zu welchem Zwecke die genannten nichtionogenen Netz- und/oder Schaummittel hervorragend geeignet sind.
Obschon die genannten Netz- und/oder Schaummittel für seich allfeine verwendet etwas luftporenbilldend in einem Mörtel oder Beton Wirken, und deshalb auf die sem Gebiete keine nennenswerte Bedeutung erreichen konnten, zeigen sie bei ihrem Einsatz im erfindungs- gemässen Verfahren in Kombination mit den genannten Alkoholen eine unerwartet starke multiplizierte Wir kung.
Man gelangt so, zu einer bis anhin unbekannt starken Verminderung der Luftporenbildung. Dabei bleibt, trotz der starken Verminderung der für eine Plastifizierung wesentlichen Luftbläschen, noch eine be- trächtliche wassereinsparende Wirksamkeit erhalten.
Die Festigkeiten von nach dem erfindungsgemässen Ver fahren erhaltenem Zementmörtel und Beton werden auf diesem Wege unerwartet stark erhöht.
Ursache und Grundlage dieser Erscheinungen dürfte sein, dass die nnchttÄonogenen Netz- und/oder Schaummittel ein spezi- fisches Disporgier- und Auflöse-Vermögen für die nicht- wassermischbaren, aliphatischen Alkohole besitzen, wie es anderen Netz- und/oder Schaummitteln nicht in die sem Masse zweigen ist.
Erst ein derart feiner Verteilungszustand, wie er im erfindungsgemässen Verfahren erzielbar ist, ermöglicht es den aliphatischen Alkoholen, an den. Oberflächen der Zement- und Zuschlag-Pastikel'n ausgedehnt absorbiert zu werden und, ddo daran haftenden Luftbläschen zu verdrängen.
Wie festgestellt wurde, zeigt sich bei, den nicht was sermischbaren, im Kohlenstoffkettenlängenbereich C5 bis Cl., (einschlnesslich verzweigter Katten) liegenden,
durch weg bei Raumtemperatur flüssigen alhphartrischen Alko holen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit im erfindungs- gemässen Verfahren ein mit der Kohlenstoffzahl eain- hergehend,er Anstieg der spezifischen luftausscheidenden Wirkungsgrösse. Mit der kettenl!änge Clo wird ein Op timum an Wirksamkeit,.
nämlich grösste Luftausschei dung mit kleinstmöglichem Anwendungsquantum, er reicht; die Kettenlänge C$ schliesst sich an. Aber auch mit weiitorsteigendem Gehalt an C-Atomen und grös- seren, überwiegend zu festen, teils auch noch zu flüssigen aliphatischen Alkoholen führenden Kettenlängen bis zu C;;
,) können, etwa mit Gemischen flüssiger und fester Alkohole, in Verbindung mit den nichtionogenen Netz- und/oder Schaumm:itteln gute Wirkungen erhalten wer den.
Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten nicht wassermischbaren a14)hatischen Alkohole stehen sowohl aus natürlichem Vo1rkommen als auch auf ver schiedensten Herstellungswegen der grosstechnischen Synthese reichlich zur Verfügung.
Besonders wirtschaft- lich können anstelle der schwieriger gewinnbaren ein zelnen al!iphatischen Alkohole auch ihre technisch in der Vorstufe anfallenden Gemische, vorteilhaft die um den hohlenstoffkettenbereich Clo gruppierten Fraktionen wie z.
B. die Fraktion Cs-Clo oder die Fraktionen Cr;-CI;, und Cl,-Cl.. verwendet worden. Als nicht ionogene Netz- und/oder Schaummittel können vorzugs weise die Umsetzungsprodukte von Fettalkoholen, Fett säuren, Fettsäureamiiden bzw.
Alkanolarnden, Fett aminen, phenolschen Verbindungen und dergleichen mit Alkylenoxyden wie Äthylenoxyd verwandt werden.
Im erfindungsgemässen Verfahren kann man bezüg lich des aliphatischen Alkohols, das zu seiner Disper- gierung an sich nur in kleinsten Mengen benötigte nicht- ionogene Netz- und/oder Schaummittel (ohne jede Ge fahr einer an sich zu erwartenden Luftporenbildung)
auch in 2-fach oder 3-fach grösserer als der benötigten minimalen Menge überschüssig anwenden, was gestei gerte Plastizität, Festigkeit und/oder Dichtigkeit ergeben kann. Dabei verbleiben die Anwendungsmengen der ali- phatischen Alkohole im bereits bekannten Rahmen von 0,0005 bis 0,1 '3 /0 ; ein Mehrzusatz wäre unnotwendig aber nicht nachteilig.
Das erfindungsgemässe Verfahren führt zu Zement mörtel und Beton von aussergewöhnlich gesteigerter Festigkeit, Dichtigkeit und Beständigkeit, erkennbar schon an dem wesentlich erhöhten Raumgewicht des Baustoffes, und dadurch begründet, dass bei derartiger Verdichtung des Materials die molekuliaren Bindekräfte der Zementpartikel stärker in Erscheinung treten müs sen.
Bei der immer umfangreicheren konstruktiven Ver wendung von Beton für hochbeanspruchte Teile, für Spannbeton, für besonders agressivbeständige Bau objekte und nicht zuletzt auch für Luftschutz-, Atom- und militärische Objekte, schafft die Erfindung mass- gebliche Vorteile.
Im erfindungsgemässen Verfahren können alle son stigen für Mörtel und Beton dienlichen Zusätze wie Beschleunigungs- oder Verzögarungsmittel@ festigkeits- steigernd wirkende lösliche oder unlösliche Anhydro- phoisphate,
insbesondere auch gebräuchliche Pliastifizie- rungsmittel und sehr vorteilhaft schliesslich auch Dich- tungsmittel aller Art mutverwendet werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellter Mörtel und Beton von an sich schon erhöhter Dichtigkeit, kann durch geringen Zusatz von Dichtungsmittel, auf ein Höchstmass an Dichtigkeit gebracht werden, weshalb auch der Mitverwendlung von Dichtungsmitteln im er findungsgemässen Verfahren besondere Bedeutung zu kommt.
Schlliesssich sind auch spezifisch festigkeits- steigernd wirkende Zusatzmittel wie Hexamethylonte- tramnn, analoge Aldehyd-Amin-Kondensationsprodukte, und/oder sulfitierte Gerbextrakte besonders geeignet, die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erzielbaren Wir kungen weiter zu steigern.
Erwähnt sein, dass auch die Art der Mischvorrich tung, ob Frenfallmüscher, Zwangsmischer oder sonstige Mi:scherkonstruktion, von gewissem Einfluiss auf den Grad der Betonentlüftung sein kann.
Da die mit dem er findungsgemässen Verfahren erzielbare Entlüftung nicht unendlich schnell, sondern nur in endlicher, wenn auch verhältnismässig kurzer Zeit verläuft, spielt die Neu luftzufuhr, die bemspnelswelse der Zwangsmischer ge- bräuchlicher Bauart ständig und stark bewirkt, insofern eine Rolle,
als sie das Gleichgewicht zwischen ausge schiedener und frisch zugeführter Luft nach dar ungiin- stigeren Seite hin merklich verschieben kann.
Aus der nachstehenden Versuchstabelle isst die Ar beits- und Wirkungsweise des erfindungsgemässen Ver fahrens ersichtlich. In allen Versuchen wurdeRTI ID="0002.0224" WI="5" HE="4" LX="1838" LY="1518"> das glei che Betongemisch mit 300 kg/m3 Poirtllandzement 275 und Zuschlag der Sieblinie DE mit einem Ausbircwtmiass von 38 cm angewandt.
Benutzt wurde als Fettalkohol der Decylavl(ohol (CloH210H), als dispergierendes nicht- ionogenes Netz- und Schaummittel ein P'olyglykoläther. Aus der Tabelle sind die Zusatzmengen und -arten und die jeweils erzielten Versuchsergebnisse zu entnehmen.
EMI0002.0247
<I>Versuchstabelle</I>
<tb> Druckfestigkeit <SEP> Wasser Versuch <SEP> Wasser- <SEP> Luft- <SEP> nach <SEP> 28 <SEP> Tagen <SEP> aufnehme
<tb> NO <SEP> ein- <SEP> gehalt <SEP> in <SEP> Stetige- <SEP> nach <SEP> DIN
<tb> spa:rung <SEP> in <SEP> 3/o <SEP> kg/cm2 <SEP> rung <SEP> 2103
<tb> 'in <SEP> /o <SEP> in <SEP> % <SEP> in <SEP> 10/3
<tb> <B>1</B>. <SEP> 0 <SEP> 3,1 <SEP> 318 <SEP> 0 <SEP> 8,91
<tb> Il. <SEP> 2,9 <SEP> 2,1 <SEP> 334 <SEP> -I- <SEP> 5,0 <SEP> 7,12
<tb> III. <SEP> 7,1 <SEP> 4,5 <SEP> 315 <SEP> - <SEP> 0,9 <SEP> 8,72
<tb> IV. <SEP> 5,3 <SEP> 0,9 <SEP> 406 <SEP> -I--27,2 <SEP> 5,87 <I>Legende zu Versuchsnummern</I> I. Vergleichsversuch, ohne Zusätze.
Il. Vergleichsversuch, unter Zusatz von 0,01 % (auf Zement berechnet) an Decylaldkohol alleine.
III. Vergleichsversuch, unter Zusatz von 0,01 /o (auf Zement berechnet) an Polyglykoläther alleine. IV. Erfindungsgemässer Versuch, unter Zusatz von je 0,01'3/o (auf Zement berechnet) an DecyWko- hol und Polyglykoläther. <I>Folgerung</I> Der erfindungsgemässe Versuch zeigt bei:
guter Was sereinsparung und stark vermindertem Luftgehalt eine wesentliche Festigkeitszunahm,e und erhöhte Dichtigkeit gegen Wasser.