AT155145B - Verfahren zur Verbesserung von hydraulischen Bindemitteln, Mörtel und Beton. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Verbesserung von hydraulischen Bindemitteln, Mörtel und Beton. 



   Trotz wesentlicher Verbesserung der mechanischen Festigkeiten von hydraulischen Bindemitteln wie Portlandzement, nach bekannten Verfahren, sind bisher verschiedene Anforderungen, welche an diese gestellt werden müssen, noch nicht erfüllt. Eine bekannte Erscheinung stellt z. B. die Schlammabsonderung an der Oberfläche von Mörtel und Beton dar. Diese Schlammbildung hat ihre Ursache in der verschieden raschen Benetzung der einzelnen Komponenten der Bindemittel. Die gröberen Teile werden nämlich verhältnismässig schneller benetzt als die feinsten Anteile, wodurch beim Vermischen verschiedenkörniger Gemenge mit Flüssigkeiten zwangsläufig Lufteinschlüsse und Schaum entstehen. Ausserdem unterliegen solche Gemenge den ungünstigen Einflüssen der Sedimentation da gemäss den Stoke'schen Regeln die feinen Teile länger in der Schwebe bleiben als die groben. 



   Die ungleichmässige Sedimentation und Benetzung beeinflussen in hohem Grad die Qualität des erhärtenden Bindemittelgemenges, u.   zw.   insbesondere die Ausbildung und Art der intergranularen Struktur. In den Zwischenräumen der gröberen Teile sedimentieren die Aufsehlämmungen von Feinsand (Schluff) und Zement für sich, so dass sowohl eine innere Sedimentation als gleichzeitig auch eine solche des Gesamtgemenges stattfindet. Eine weitere Folge der Sedimentation ist die Bildung von Steigkanälen, durch welche das überschüssige Wasser sowie Luft und Schlamm an die Oberfläche treten. 



  Es ist bekannt, dass diese Steigkanäle dem Beton hinsichtlich Wasserdichtigkeit sehr schädlich sind und dass der in ihnen an die Oberfläche beförderte Schlamm die schlechte Haftung in den Arbeitsfugen verursacht. Aus diesen Darlegungen geht hervor, in welchem Ausmass die Sedimentation zahlreiche Nachteile zur mittelbaren oder unmittelbaren Folge hat. 



   Man hat bereits verursacht, diesen Erscheinungen sowohl auf physikalischem als auch chemischem Weg zu begegnen. Beispielsweise soll durch Zusatz von kolloidalem Ton und ähnlichen Stoffen die Suspension von Bindemitteln stabilisiert werden können. Solche Materialien beeinträchtigen schwer die Festigkeit und die kapillare Dichte und erhöhen den Wasserbedarf von Bindemittelgemischen in unzulässiger Weise. Eine bessere Haftfähigkeit und die Vermeidung der Schlammbildung an der Oberfläche lässt sich auf diese Weise nicht erzielen. 



   Desgleichen sind Verfahren vorgeschlagen worden, nach welchen den Bindemittelgemischen bestimmte Chemikalien zugesetzt werden. Beispielsweise stellen Alkaliverbindungen von Eiweissabbauprodukten, Naphtalinsulfonate und deren Derivate, Fettalkohole u. a. Mittel dar, mittels welchen eine bessere Benetzbarkeit des Bindemittels unter Umständen erzielt werden kann. Alle diese Zusätze bilden aber in ihrer Eigenschaft als kalkechte Seifen beständige Schäume, die im Bindemittelgemisch verteilt sind und ein poröses Gefüge verursachen.

   Ausserdem setzen sie die Festigkeiten herunter, ohne eine bessere Haftfähigkeit an der erhärteten Oberfläche   herbeizuführen.,  
Es wurde nun gefunden, dass die geschilderten Nachteile behoben werden können, wenn man solche die Benetzbarkeit der Bindemittel erhöhende Stoffe oder Mischungen derselben in geringer Menge dem Dispergierungsmittel Wasser, dem Bindemittel oder dem Zuschlagstoff zusetzt, welche die Oberflächenspannung des Dispergierungsmittels erhöhen bzw. nicht wesentlich erniedrigen und die mit einem   überschüssigen   Erdalkalihydrat schwerlösliche basische Salze zu bilden vermögen, wie z. B. anorganische Sauerstoffsäuren und ihre Salze.

   Halogenwasserstoffsäuren und ihre Salze, mit Ausnahme der Fluoride Cyansäure und ihre Salze, niedrigmolekulare, organische Säuren und Salze, mit Ausnahme der Oxalsäure usw. 

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   Die Zusatzstoffe gemäss der Erfindung wirken schon bei Anwendung in sehr verdünnter Lösung. 



  Die Menge des zuzusetzenden Benetzungsmittels beträgt höchstens 1%, häufig jedoch wesentlich weniger, z. B. 0-05 bis   0-2% vom Gewicht   des zu benetzenden Stoffes. 



   Die Wirkungsweise dieser Stoffe erscheint umso merkwürdiger, als bisher der Begriff der Benetzbarkeit ausnahmslos mit einer wesentlichen Erniedrigung der Oberflächenspannung verknüpft war. Erfindungsgemäss werden daher sogenannte polare Benetzungsmittel absichtlich vermieden und organische oder anorganische Stoffe verwendet, welche oberflächenaktiv sind und basische Kalksalze bilden können. 



   Der Erfindung liegt also die Feststellung zugrunde, dass eine ganze   Körperklasse   zur Erzielung der beschriebenen Verbesserungen von Beton geeignet ist. Durch umfangreiche Versuche ist es der Anmelderin gelungen, diejenigen Eigenschaften zu ermitteln, welche die Voraussetzung für die betonverbessernde Wirkung von Zusatzstoffen sind. Nur solche Stoffe, die die drei hier genannten Eigenschaften gleichzeitig aufweisen, aber auch alle diese Stoffe wirken, wie gefunden wurde, im Sinne der Erfindung verbessernd auf den Beton. 



   Man hat schon vorgeschlagen, Aluminiumchlorid, Antimonverbindungen, Gerbsäure u. a. dem Beton zuzusetzen. 



   Bei diesen bekannten Verfahren wurden jedoch bestenfalls ganz zufällig einzelne Stoffe benutzt, welche die Bedingungen der Erfindung erfüllen. Aus dieser Angabe von Einzelstoffen konnte aber niemals die allgemeine technische Lehre der Erfindung von der Verwendbarkeit einer ganzen Körperklasse abgeleitet werden, dies um so weniger, als diese Stoffe in erheblich grösserer Menge verwendet wurden, als es erfindungsgemäss der Fall ist. Der erhebliche technische Fortschritt der Erfindung liegt gegenüber diesen bekannten Verfahren darin, dass es erstmalig ermöglicht wird, die zur Verbesserung des Betons geeigneten Stoffe unter Ausschluss von Zufälligkeiten im voraus zu bestimmen. 



  Dazu kommt, dass es sich bei den bekannten Zusatzstoffen ausschliesslich um Mittel zur Beschleunigung des Abbindens und zum Wasserdiehtmachen von Zement handelt, während die erfindungsgemäss beabsichtigten und erzielten vorteilhaften Wirkungen wie Erhöhung der Haft-und Eigenfestigkeiten, Verbesserung der Verarbeitbarkeit bzw. Erhöhung der Plastizität usw. dort nicht in Betracht kommen. 



   Dass sich die vorteilhafte Wirkung der Zusätze gemäss der Erfindung nicht allein in der Verbesserung der Haftfestigkeit in den Arbeitsfugen und an den Eiseneinlagen, sondern auch in den Eigenfestigkeiten äussert, ist auf die günstige Beeinflussung der sogenannten inneren Sedimentation und die Vermeidung der Schlammbildung   zurückzuführen.   Ausserdem werden die Wasserdichtigkeit, Wetterbeständigkeit und in gewissen Fällen die Verarbeitbarkeit weitgehend verbessert. 



   Beispiele :
1. Einer Mischung von 100   Gew.-Teilen   Portlandzement, 250   Gew.-Teilen   Sand, 400   Gew.-Teile   Kies werden 0-5 Teile sekundäres Calciumphosphat zugegeben und das Ganze zu Beton verarbeitet. 



   2. Einer Betonmischung wird soviel Calciumbromid zugefügt, dass auf 100 Teile Portlandzement   0-8%o (0-08%)   Salz enthalten sind. 



   3. Man versetzt eine Mörtelmischung mit   0-12% Calciumnitrit.   



   4. Eine zum Ausgiessen bestimmte Masse wird erhalten, indem man Portlandzement mit einer   2% igen Borsäurelosung vermischt (entsprechend   zirka   0-8% B2Og,   bezogen auf Zement).

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Verbesserung von hydraulischen Bindemitteln, Mörtel und Beton, dadurch gekennzeichnet, dass man solche die Benetzbarkeit der Bindemittel verbessernde Stoffe oder Mischungen derselben in Mengen von höchstens 1% vom Gewicht des zu benetzenden Stoffes dem Dispergierungmittel Wasser, dem Bindemittel oder dem Zuschlagstoff zusetzt, welche die Oberflächenspannung des Dispergierungsmittels erhöhen bzw. nicht wesentlich erniedrigen und mit einem überschüssigen Erdalkalihydrat schwerlösliche basische Salze zu bilden vermögen wie z. B. anorganische Sauerstoffsäuren und ihre Salze, Halogenwasserstoffsäuren und ihre Salze mit Ausnahme der Fluoride, Cyansäure und ihre Salze, niedrig molekulareorganische Säuren und ihre Salze mit Ausnahme der Oxalsäure usw.