CH584169A5 - Sprayable cement compsn additive - improves adhesion between the cement and steel fibres contained therein - Google Patents

Sprayable cement compsn additive - improves adhesion between the cement and steel fibres contained therein

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CH584169A5
CH584169A5 CH551573A CH551573A CH584169A5 CH 584169 A5 CH584169 A5 CH 584169A5 CH 551573 A CH551573 A CH 551573A CH 551573 A CH551573 A CH 551573A CH 584169 A5 CH584169 A5 CH 584169A5
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cement
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CH551573A
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Compernass Josef
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B14/38Fibrous materials; Whiskers
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Description


  
 



   Die Erfindung betrifft eine Spritzbetonmischung zur Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken, Tunneln usw.



   Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 571 395 ist bereits eine pump- und spritzfähige Betonmischung bekannt, die neben Kies, Sand, Zement, Wasser und gegebenenfalls einer Kunststoffdispersion als Ersatz des üblichen Bewehrungsstahls eine Kunststoffaser enthält. Als Kunststoffdispersion wird eine die Kunststoffasern anlösende   Zusatznüssigkeit,    beispielsweise eine bitumenhaltige Kunststoffkleber-Emulsion verwendet.

  Die bekannte Betonmischung ist jedoch wegen der bleibenden Dehnung der Kunststoffasern bei der Herstellung von statischem Beton nur bis zu begrenzten erforderlichen Festigkeitswerten anwendbar, was insbesondere bei der Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken und Tunneln wegen der Setzbewegungen des Gebirges und der daher nicht mit Sicherheit vorausberechenbaren Belastungen von Nachteil sein und den Einsatz der bekannten Betonmischung als unzweckmässig erscheinen lassen kann. Durch den Zusatz der Kunststoffkleber-Emulsion besteht ferner die Gefahr, dass der Zement   nichtxyollständig    aufgeschlossen und dadurch die Biegezugfestigkeit des Betons verringert wird.



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzbetonmischung anzugeben, die gegenüber der bekannten erhöhte Festigkeitswerte aufweist und insbesondere als statischer Beton zur Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken und Tunneln geeignet ist.



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Spritzbetonmischung Kies und Sand, Zement und Stahlfasern enthält. Mit Vorteil enthält sie auch eine Kunststoffdispersion.



   Diese Spritzbetonmischung, die entgegen allen   Erwlrtun-    gen auch mit den vorhandenen   Nassbeton-Spritunaschinen    verspritzt werden kann, ergibt einen statischen Beton, der sich zur Herstellung beliebiger statischer Bauelemente, insbesondere jedoch wegen seiner Nachgiebigkeit zur Herstellung von Schächten, untertägigen Strecken, Tunneln usw. eignet.



  Die erfindungsgemässe Spritzbetonmischung ist ferner beispielsweise geeignet für Strassen- und konstruktiven Ingenieurbau und für den Ausbau der Sohle im Bergbau. Die Stahlfaser kann als reines Ausbauelement, zusammen mit Zement und Kunststoffdispersion als Bindemittel oder Verbundmaterial den Stahlträger für die verschiedensten Anwendungsbereiche ersetzen, wenn nicht sogar bessere Werte bringen, da hier das Verpacken und Verdichten entfällt und insbesondere der Verbund mit dem Gebirge nicht besser sein kann. Mit dem durch die Aushärtung der Spritzbetonmischung erhaltenen Stahlfaserbeton kann man im Bergbau grössere Querschnitte auffahren. In Verbindung mit Harzen, die unter Tage sicher sind, ist die erfindungsgemässe Spritzbetonmischung dem Stahlausbau überlegen.



   Der Stahlfaseranteil der Betonmischung kann zwischen 10 und 85% des Zementgewichts und vorzugsweise 60 bis 80% des Gewichtes der Gesamtmischung betragen. Der Durchmesser der einzelnen Stahlfasern beträgt zweckmässigerweise etwa 0,2 bis 1,2 mm, ihre Länge etwa 10 bis 30 mm.



  Die Stahlfasern bestehen vorzugsweise aus Siemens-Martinoder Thomas-Stahl mit einer Zugfestigkeit von 9 500 bis 11 000 kp/cm2 und einer zulässigen Dehnung von 2 bis 5%.



  Die Stahlfasern sind vorzugsweise hartgezogen-geglüth, hartgezogen-angelassen oder verzinkt-gezogen.



   Die Körnungen des Zuschlagsandes und -kieses können einen Wert von 0 bis 30 und vorzugsweise 0,6 bis 0,8 mm haben.



   Eine bevorzugte Spritzbetonmischung enthält 10 Gew.-% Stahlfasern, 11 Gew.-% Zement, 75 Gew.-% Kies und Sand und 4 Gew.-% Wasser mit Kunststoffdispersion. Die Kunststoffdispersion wird dem Anmachwasser etwa im Verhältnis 1 Teil Dispersion: 10 Teilen Wasser zugefügt. Die Eigenfeuchte des Sand- und Kieszuschlags muss bei der oben genannten Gesamtwassermenge berücksichtigt werden.



   Eine zum Ausbau im Bergbau bevorzugte Spritzbetonmischung enthält, bezogen auf die Ausgangsmischung, 80% Stahlfasern, 10% Zement, 5% Quarzkies und -sand und 5% Dispersion mit Wasser. Diese Mischung erreicht 7 Stunden nach dem Verspritzen eine Druckfestigkeit von 380 kp/cm2.



   Eine bevorzugte Kunststoffdispersion, von welcher der Spritzbetonmischung vorzugsweise etwa 2 bis 5% vom Zementgewicht zugegeben werden, besteht aus folgenden Bestandteilen:
20 - 40 Gew.-Teile Polyvinylpropionat (Propiofan 200D) 0,1 - 5 Gew.-Teile Terpentinöl (Balsamöl) 0,1 - 5   Gew.-Teile Xylol    (Dimethylbenzol) 0,1 - 5 Gew.-Teile Fettsäureester 0,1 - 5 Gew.-Teile Paraffinöl
10 - 40 Gew.-Teile chlorfreie Bitumenemulsion
Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kunststoffdispersion aus folgenden Bestandteilen besteht:
30 Gew.-Teile Polyvinylpropionat (Propiofan 200D) 0,75 Gew.-Teile Terpentinöl (Balsamöl) 0,75 Gew.-Teile Xylol (Dimethylbenzol) 0,65 Gew.-Teile Fettsäureester 0,30 Gew.-Teile Paraffinöl 18,5   Ges. teile    chlorfreie Bitumenemulsion.



   Die Kunststoffdispersion kann auch zusätzlich, vorzugsweise etwa 60 Gew.-Teile, nicht härtbares, wasserlösliches, an sich bekanntes Melaminharz enthalten. Dem Melaminharz kann zusätzlich noch Wasserglas und/oder ein Netzmittel zugesetzt werden.



   Bei Verwendung der genannten Dispersion wird ein besonders guter Haftverbund zwischen Fasern und Beton garantiert, da ein Klebeeffekt eintritt. Dies ist sogar dann der Fall, wenn die Stahlfasern im Anlieferungszustand eine glatte metallische Oberfläche aufweisen oder mit einer glatten Oxidschicht überzogen sind. Der Zusatz bewirkt die vollständige Aufschliessung des Zements, das Schwinden wird um 80% verringert und die Biegezugfestigkeit des Betons wird erhöht.



  So ergab sich beispielsweise bei einer erdfeuchten Mischung mit einem Wasserzementfaktor von 0,4 bis 0,42 bei einem Beton ohne Dispersion und ohne Fasern eine Biegezugfestigkeit von 35 bis 40 kg/cm2, bei einem Beton mit Dispersion jedoch ohne Fasern eine Biegezugfestigkeit von 40 bis 80 kg/cm2 und bei einem Beton mit der genannten Dispersion und mit Fasern eine Biegezugfestigkeit von 80 bis 160 und bis zu 200 kg/cm2.



   Die Verwendung des Dispersionszuschlages hat auch den Vorteil, dass die Betonmischung in der   Spritzmaschine    gut gleitet und daher deren Verschleiss erheblich herabsetzt.

 

   Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemässen Spritzbetonmischung nun auch bei Verwendung von Kunststoffasern anstelle der Stahlfasern ein guter Haftverbund zwischen Beton und Fasern eintritt.



   PATENTANSPRUCH



   Spritzbetonmischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kies und Sand, Zement und Stahlfasern enthält.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlfaseranteil 10 bis 85% des   Ze    mentgewichtes beträgt.



   2. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlfaseranteil 60 bis 80% des   Ge-    samtgewichtes der Spritzbetonmischung beträgt. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

  1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.
    Die Erfindung betrifft eine Spritzbetonmischung zur Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken, Tunneln usw.
    Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 571 395 ist bereits eine pump- und spritzfähige Betonmischung bekannt, die neben Kies, Sand, Zement, Wasser und gegebenenfalls einer Kunststoffdispersion als Ersatz des üblichen Bewehrungsstahls eine Kunststoffaser enthält. Als Kunststoffdispersion wird eine die Kunststoffasern anlösende Zusatznüssigkeit, beispielsweise eine bitumenhaltige Kunststoffkleber-Emulsion verwendet.
    Die bekannte Betonmischung ist jedoch wegen der bleibenden Dehnung der Kunststoffasern bei der Herstellung von statischem Beton nur bis zu begrenzten erforderlichen Festigkeitswerten anwendbar, was insbesondere bei der Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken und Tunneln wegen der Setzbewegungen des Gebirges und der daher nicht mit Sicherheit vorausberechenbaren Belastungen von Nachteil sein und den Einsatz der bekannten Betonmischung als unzweckmässig erscheinen lassen kann. Durch den Zusatz der Kunststoffkleber-Emulsion besteht ferner die Gefahr, dass der Zement nichtxyollständig aufgeschlossen und dadurch die Biegezugfestigkeit des Betons verringert wird.
    Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzbetonmischung anzugeben, die gegenüber der bekannten erhöhte Festigkeitswerte aufweist und insbesondere als statischer Beton zur Auskleidung von Schächten, untertägigen Strecken und Tunneln geeignet ist.
    Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Spritzbetonmischung Kies und Sand, Zement und Stahlfasern enthält. Mit Vorteil enthält sie auch eine Kunststoffdispersion.
    Diese Spritzbetonmischung, die entgegen allen Erwlrtun- gen auch mit den vorhandenen Nassbeton-Spritunaschinen verspritzt werden kann, ergibt einen statischen Beton, der sich zur Herstellung beliebiger statischer Bauelemente, insbesondere jedoch wegen seiner Nachgiebigkeit zur Herstellung von Schächten, untertägigen Strecken, Tunneln usw. eignet.
    Die erfindungsgemässe Spritzbetonmischung ist ferner beispielsweise geeignet für Strassen- und konstruktiven Ingenieurbau und für den Ausbau der Sohle im Bergbau. Die Stahlfaser kann als reines Ausbauelement, zusammen mit Zement und Kunststoffdispersion als Bindemittel oder Verbundmaterial den Stahlträger für die verschiedensten Anwendungsbereiche ersetzen, wenn nicht sogar bessere Werte bringen, da hier das Verpacken und Verdichten entfällt und insbesondere der Verbund mit dem Gebirge nicht besser sein kann. Mit dem durch die Aushärtung der Spritzbetonmischung erhaltenen Stahlfaserbeton kann man im Bergbau grössere Querschnitte auffahren. In Verbindung mit Harzen, die unter Tage sicher sind, ist die erfindungsgemässe Spritzbetonmischung dem Stahlausbau überlegen.
    Der Stahlfaseranteil der Betonmischung kann zwischen 10 und 85% des Zementgewichts und vorzugsweise 60 bis 80% des Gewichtes der Gesamtmischung betragen. Der Durchmesser der einzelnen Stahlfasern beträgt zweckmässigerweise etwa 0,2 bis 1,2 mm, ihre Länge etwa 10 bis 30 mm.
    Die Stahlfasern bestehen vorzugsweise aus Siemens-Martinoder Thomas-Stahl mit einer Zugfestigkeit von 9 500 bis 11 000 kp/cm2 und einer zulässigen Dehnung von 2 bis 5%.
    Die Stahlfasern sind vorzugsweise hartgezogen-geglüth, hartgezogen-angelassen oder verzinkt-gezogen.
    Die Körnungen des Zuschlagsandes und -kieses können einen Wert von 0 bis 30 und vorzugsweise 0,6 bis 0,8 mm haben.
    Eine bevorzugte Spritzbetonmischung enthält 10 Gew.-% Stahlfasern, 11 Gew.-% Zement, 75 Gew.-% Kies und Sand und 4 Gew.-% Wasser mit Kunststoffdispersion. Die Kunststoffdispersion wird dem Anmachwasser etwa im Verhältnis 1 Teil Dispersion: 10 Teilen Wasser zugefügt. Die Eigenfeuchte des Sand- und Kieszuschlags muss bei der oben genannten Gesamtwassermenge berücksichtigt werden.
    Eine zum Ausbau im Bergbau bevorzugte Spritzbetonmischung enthält, bezogen auf die Ausgangsmischung, 80% Stahlfasern, 10% Zement, 5% Quarzkies und -sand und 5% Dispersion mit Wasser. Diese Mischung erreicht 7 Stunden nach dem Verspritzen eine Druckfestigkeit von 380 kp/cm2.
    Eine bevorzugte Kunststoffdispersion, von welcher der Spritzbetonmischung vorzugsweise etwa 2 bis 5% vom Zementgewicht zugegeben werden, besteht aus folgenden Bestandteilen: 20 - 40 Gew.-Teile Polyvinylpropionat (Propiofan 200D) 0,1 - 5 Gew.-Teile Terpentinöl (Balsamöl) 0,1 - 5 Gew.-Teile Xylol (Dimethylbenzol) 0,1 - 5 Gew.-Teile Fettsäureester 0,1 - 5 Gew.-Teile Paraffinöl 10 - 40 Gew.-Teile chlorfreie Bitumenemulsion Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kunststoffdispersion aus folgenden Bestandteilen besteht: 30 Gew.-Teile Polyvinylpropionat (Propiofan 200D) 0,75 Gew.-Teile Terpentinöl (Balsamöl) 0,75 Gew.-Teile Xylol (Dimethylbenzol) 0,65 Gew.-Teile Fettsäureester 0,30 Gew.-Teile Paraffinöl 18,5 Ges. teile chlorfreie Bitumenemulsion.
    Die Kunststoffdispersion kann auch zusätzlich, vorzugsweise etwa 60 Gew.-Teile, nicht härtbares, wasserlösliches, an sich bekanntes Melaminharz enthalten. Dem Melaminharz kann zusätzlich noch Wasserglas und/oder ein Netzmittel zugesetzt werden.
    Bei Verwendung der genannten Dispersion wird ein besonders guter Haftverbund zwischen Fasern und Beton garantiert, da ein Klebeeffekt eintritt. Dies ist sogar dann der Fall, wenn die Stahlfasern im Anlieferungszustand eine glatte metallische Oberfläche aufweisen oder mit einer glatten Oxidschicht überzogen sind. Der Zusatz bewirkt die vollständige Aufschliessung des Zements, das Schwinden wird um 80% verringert und die Biegezugfestigkeit des Betons wird erhöht.
    So ergab sich beispielsweise bei einer erdfeuchten Mischung mit einem Wasserzementfaktor von 0,4 bis 0,42 bei einem Beton ohne Dispersion und ohne Fasern eine Biegezugfestigkeit von 35 bis 40 kg/cm2, bei einem Beton mit Dispersion jedoch ohne Fasern eine Biegezugfestigkeit von 40 bis 80 kg/cm2 und bei einem Beton mit der genannten Dispersion und mit Fasern eine Biegezugfestigkeit von 80 bis 160 und bis zu 200 kg/cm2.
    Die Verwendung des Dispersionszuschlages hat auch den Vorteil, dass die Betonmischung in der Spritzmaschine gut gleitet und daher deren Verschleiss erheblich herabsetzt.
    Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemässen Spritzbetonmischung nun auch bei Verwendung von Kunststoffasern anstelle der Stahlfasern ein guter Haftverbund zwischen Beton und Fasern eintritt.
    PATENTANSPRUCH
    Spritzbetonmischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kies und Sand, Zement und Stahlfasern enthält.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlfaseranteil 10 bis 85% des Ze mentgewichtes beträgt.
    2. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlfaseranteil 60 bis 80% des Ge- samtgewichtes der Spritzbetonmischung beträgt.
    3. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der einzelnen Stahlfaser etwa 0,2 bis 1,2 mm und ihre Länge etwa 10 bis 30 mm beträgt.
    4. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlfasern aus Siemens- Martin- oder Thomas-Stahl bestehen.
    5. Spritzbetonmischung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kunststoffdispersion enthält.
    6. Spritzbetonmischung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdispersion aus folgenden Bestandteilen besteht: 20 - 40 Gew.-Teile Polyvinylpropionat 0,1 - 5 Gew.-Teile Terpentinöl 0,1 - 5 Gew.-Teile Xylol 0,1 - 5 Gew.-Teile Fettsäureester 0,1 - 5 Gew.-Teile Paraffinöl 10 - 40 Gew.-Teile chlorfreie Bitumenemulsion.
    7. Spritzbetonmischung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdispersion aus folgenden Bestandteilen besteht: 30 Gew.-Teile Polyvinylpropionat Q75 Gew.-Teile Terpentinöl Q75 Gew.-Teile Xylol 0,65 Gew.-Teile Fettsäureester 0,30 Gew.-Teile Paraffinöl 18,5 Gew.-Teile chlorfreie Bitumenemulsion.
    8. Spritzbetonmischung nach einem der Unteransprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdispersion zusätzlich nicht härtbares, wasserlösliches Melaminharz enthält.
    9. Spritzbetonmischung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffdispersion etwa 60 Gew. -Teile Melaminharz enthält.
    10. Spritzbetonmischung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Kunststoffdispersion etwa 2 bis 5% des Zementgewichtes beträgt.
CH551573A 1972-05-02 1973-04-17 Sprayable cement compsn additive - improves adhesion between the cement and steel fibres contained therein CH584169A5 (en)

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EP2100694A3 (de) * 2008-03-12 2010-03-24 Bütfering Schleiftechnik GmbH Bearbeitungsmaschine mit einem Betonteil und Herstellungsverfahren hierfür
CN101607368B (zh) * 2008-06-20 2014-11-26 布特费林研磨技术有限公司 加工机器及其制造方法
US9034127B2 (en) 2008-03-12 2015-05-19 Homag Holzbearbeitungssysteme Ag Processing device

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