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Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton oder-mörtel.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wasserundurchlässigem Leichtbeton oder-mortel durch Einrühren von Luft in ein Gemisch (Schlempe) aus aufgeschlämmten Bindemitteln und Füllstoffen.
Die Herstellung von Leichtbeton durch Einrühren von Luft ist bekannt. Bei diesem Verfahren besteht die Schwierigkeit, das Entweichen der Luft aus der Masse bis zum Abbinden dieser zu verhindern. Das kann durch verschiedene Mittel erreicht werden, z. B. durch Zusatz von Flottierungsöl oder durch die Verwendung eines Gels, wie z. B. Getreidestärke. Diese Mittel sorgen gleichzeitig dafür, dass die Füllstoffe bis zum Abbinden des Betons in Sehwebe gehalten werden.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von porösen Kunststeinen besteht darin, dass der Kunststeinmasse gasbildende Stoffe, z. B. Hefe, kohlensäureentwickelnde Salze oder Wasserstoff abspaltende Metalle u. dgl. beigemengt werden, die die Masse entsprechend auflockern.
Es ist ferner bekannt, dem Normalbeton verschiedene bekannte Mittel, z. B. öl-oder bitumhaltige Stoffe zuzusetzen, die den Beton wasserundurchlässig machen. Es ist auch bei Normalbeton bekannt, dass die Zusatzmenge des wasserdicht machenden Mittels verkleinert werden kann, wenn dem gewöhnlichen Zement sehr fein gemahlener Zement, Sand od. dgl. zugesetzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung'zur Herstellung von wasserdichtem Leichtbeton mittels Einrührens von Luft unterscheidet sich von den bisherigen Verfahren dadurch, dass die Füllstoffe in kolloidalem Zustand, z. B. durch Mahlen, versetzt werden und dass ein an sich bekanntes, wasserdicht machendes Mittel zu. dem Bindemittel zugesetzt wird. Die sehr fein gemahlenen Füllstoffe gehen erfindungsgemäss bei kräftigem Rühren in geeigneten Apparaten in einen gelatinösen Zustand über, wodurch sie sich selbst in Schwebe halten und gleichzeitig das Entweichen-der Luftblasen bis zur Bindung des Betons verhindern, ohne dass der Zusatz eines Gels wie bei den anderen Verfahren notwendig ist.
Es hat sich gezeigt, dass bei schnellem Rühren der Schlempe ein starkes Auftreiben stattfindet.
Dieses Aufquellen erklärt sich hauptsächlich durch eine kräftige Oxydation der organischen Bestandteile, insbesondere des wasserdicht machenden Mittels, wobei anscheinend die fein verteilten Füllstoffe eine katalytische Wirkung ausüben. Eine wichtige Rolle spielt dabei offenbar die grosse Berührungsfläche der Luft mit dem Betongemisch, die durch die Dispersion der Luftmasse in der Schlempe erzielt wird.
Die oben erwähnte Wirkung wird gegebenenfalls schon mit jener geringen Menge von Fermenten oder Katalisatoren erzielt, wie sie bereits sehr oft in kleinen Mengen des wasserdichtmachenden Stoffes enthalten sind. So fügt man beispielsweise zum Auftreiben einer Schlempe, welche 100 g normalen Portlandzement auf 50 bis 80 ew Wasser enthält, dem Mörtelwasser 1 cm3 löslichen Casein bei, wie solches im Handel unter den verschiedensten Namen zum Wasserdichtmachen der Mörtel bekannt ist.
Diese Menge vermindert sich auf die Hälfte, wenn man gemäss der vorliegenden Erfindung die vergrösserte Oberfläche des Gemisches einer Luftwirkung von 5-15 Minuten aussetzt. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung von Casein als wasserdichtmachendes Mittel, es können vielmehr alle andern kolloidalen Proteine, emulgierbare Stoffe, wie Bitumen und Teere, oder Celluloseablaugen, welche zur Wasserdichtmachung von Mörteln dienen, in gleicher Weise in kleinsten von jedem Techniker leicht bestimmbaren Mengen, verwendet werden.
Während der Wirbelung des Gemisches findet die Entwicklung und das Einhüllen des Gases nach einem gleichen Vorgang statt, wie er sich in der Bäckerei bei der Herstellung eines leichten Teiges durch Umrühren ergibt. Die Blasenbildung hört jedoch nach einer bestimmten Zeit der Wirbelung auf, welche Zeit je nach Bedarf geregelt werden kann.
Die Analyse des fertigen Produktes zeigt die Anwesenheit von CO2 und Wasserdampf in Mengen, die genügend gross sind, um die Annahme von katalytischen Reaktionen an der Berührungsfläche des Gemisches mit der Luft berechtigt erscheinen zu lassen.
Es ist nun gefunden worden, dass bei dem genannten Verfahren die Rührgeschwindigkeit stark von der Zusammensetzung der Mischung, insbesondere aber von dem Feinheitsgrad der Füllstoffe abhängig ist. Die Erfindung benutzt diese Tatsache, indem nach ihr der Feinheitsgrad der Füllstoffe entsprechend der Rührgeschwindigkeit gewählt wird, u. zw. ein um so geringerer Feinheitsgrad, je grösser die Rührgeschwindigkeit (Wirbelgesehwindigkeit) ist und umgekehrt. Dementsprechend ist es möglich, Leichtbeton-oder-mortel mit handelsüblichen hydraulischen Pulvern unter Verwendung wasserdichtmachender Mittel herzustellen, ohne die Füllstoffe kolloidfein pulverisieren zu müssen, indem die Rührgeschwindigkeit stark erhöht bzw. bis zum lebhaften Wirbeln getrieben wird.
Das Umwirbeln geschieht gegebenenfalls mit verschiedenen Geschwindigkeiten in geeigneten Maschinen, in denen in kurzer Zeit die gesamte Mischungsmasse vom Ruhezustand in ein genügend bewegliches Stadium übergeführt werden kann, das notwendig ist, um die Luft in der gelatinösen Masse durch rasches Kneten einzuschliessen.
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Die Geschwindigkeit am Umfang der Flügel der Knetmaschinen oder der Schläger der Quirlmaschinen, die die Masse durcheinanderwirbeln, ist weit grösser als die, die bisher für das Kneten der Mörtel und gewöhnlichen Betons und auch für das Rühren von Leichtbeton zugelassen wurden. Sie wechselt gezwungenermassen mit der Zusammensetzung und Körnung der Füllstoffe, der hydraulischen Bindemittel und der Zusätze, dem Flüssigkeitsgrad oder der Viskosität der Mischung.
Beispielsweise wird nach dem Verfahren gemäss der Erfindung eine Wirbelgeschwindigkeit von 5 bis 6 m/s für sehr leichten Mörtel von 0'2 bis 1'2 Dichte mit handelsüblichem Zement gewählt. Diese hohe Geschwindigkeit für normale einfache Wirbelbewegungen, im gleichen Sinne kann natürlich durch Wirbelbewegungen im gegenläufigen Sinne vermindert werden.
Sofern das wasserdichtmachende Mittel als Ferment nicht ausreichend wirkt, wird der Mischung zweckmässig, wie es z. B. für Kunststeinmassen bekannt ist, etwas Hefe oder ein ähnlich wirkendes Mittel zugesetzt und die so entstandene Mischung durch Wirbelung verrührt.
Man kann dem Gemisch ferner Stoffe, wie z. B. Silizium-und Aluminiumoxydhydrate in Gestalt von gelatinöser Kieselsäure und gelatinösem Tonerdeoxydhydrat oder Aluminiumoxydhydrat allein oder in kolloidalen Lösungen hinzufügen, deren Zusatz bei der Herstellung von Normalbeton nicht üblich ist. Diese Stoffe werden in kleinen Mengen zugesetzt, um auf die Gas-und Hohlraumbildung einzuwirken, u. zw. hat man gefunden, dass die gelatinöse Tonerde die Viskosität unter Bildung einer starken Porosität herabsetzt, während die gelatinöse Kieselerde die Viskosität verstärkt, wobei eine geringe Porosität eintritt.
Das Giessen des nach dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Leichtbetons oder-mörtels kann auf dem Bauplatz selbst erfolgen oder aber in Formen. Es können auch Mischungen verschiedener Dichte in einem durch die gewünschte Leichtigkeit, Wasserundurchlässigkeit und Isolierfähigkeit bestimmten Mass miteinander verrührt werden.
Zwecks Beeinflrssung der Viskosität der Mischung werden in bekannter Weise Mittel z. B. Fluorverbindungen und Chlorverbindungen verwendet, welche sonst als Abbindungsbeschleuniger und Härtungsmittel dienen, indem sie in geringen Mengen entweder allein oder gemeinsam zugesetzt werden. Sie können während der Herstellung den hydraulischen Pulvern beigefügt oder aber mit den Zusätzen in die Mischung vor dem Umwirbcln eingebracht werden.
Diese Härtungsmittel und Abbindungsbeschleuniger beeinflussen die Viskosität der Mischungen und demgemäss auch die Grösse der zu wählenden Wirbelgeschwindigkeit, jedoch nur dann, wenn sie in geringen Mengen beigesetzt werden, sonst wirken sie härtend und abbindend.
Der gelatinöse Zustand der Mischung kann teilweise durch den Zusatz kleiner Mengen von Elektrolyten oder Alkalien oder durch die Einführung von Kieselsäure, Tonerdeoxydhydrat oder anderer kolloidaler Stoffe verbessert werden. Bei der Herstellung der Betone und Mörtel nach diesem Verfahren können diese direkt an Ort und Stelle gegossen oder aber in Formen noch vor dem Guss gut mit Mörteln ver- schiedener Dichte vermengt und hierauf auf den gewünschten Grad von Leichtigkeit, Undurchlässigkeit und Isolierfähigkeit gebracht werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton oder-mortel durch Dispersion einer gasförmigen Masse in einem Gemisch aus aufgeschlämmten Bindemitteln und Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe in kolloidaler Feinheit und an sich bekannte, wasserdichtmachende Mittel zugesetzt werden.