AT162637B - Verfahren zur Erzielung einer dauernden Raumvermehrung von hydratisiertem Portlandzement und andern hydraulischen Bindemitteln - Google Patents
Verfahren zur Erzielung einer dauernden Raumvermehrung von hydratisiertem Portlandzement und andern hydraulischen BindemittelnInfo
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Description
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Verfahren zur Erzielung einer dauernden Raumvermehrung von hydratisiertem Portland- zement und andern hydraulischen Bindemitteln
Es ist allgemein bekannt, dass hydraulische
Bindemittel, namentlich hydratisierter Portland- zement, während des Erhärtens und Austrocknens einem gewissen Schwinden unterworfen sind, dessen Ursache in der Umwandlung und Ver- festigung der bei der Hydratation gebildeten
Gele liegt. Dieses Schwinden erfordert Vor- sichtsmassnahmen bei der Verarbeitung der
Bindemittel, wie Aufmagern mit Zuschlagstoffen von geeigneter Körnung oder bei Arbeiten von grösserem Ausmass Anordnung von Kontraktionsfugen.
Man hat versucht, diesem Schwinden entgegenzuwirken, indem man dem Bindemittel als Magerung fein gemahlene inerte Stoffe beimischte oder solche, die durch hygroskopische Wirkung im Innern des Betons eine dauernde
Feuchtigkeit erhalten ; doch wurde durch diese
Zusätze kein befriedigendes Resultat erzielt.
Gemäss dem französischen Patent Nr. 780747 werden die aufgeworfenen Probleme dadurch einer Lösung entgegengeführt, dass dem Portlandzement ein entsprechender Gehalt von Sulfat zugesetzt wird durch Beimischung oder Zumahlung eines Spezialzementes, der auf feuertechnischem Wege auf Basis von Sulfoaluminatverbindungen hergestellt wird, wobei die gebrannten Sulfoaluminatzementverbindungen durch doppelte Umsetzung auf die Aluminate des Grundzementes einwirken und kristallisierte Sulfoaluminate mit hohem Wassergehalt bilden und ein dem SchwindenentgegenwirkendesQuellenverursachen sollen.
Währendes sichhierbei diesemfranzösischen Patent also darum handelt, einen gebrannten Spezialzement aus Sulfoaluminatverbindungen dem gewöhnlichen Portlandzement zuzumischen oder zuzumahlen, also um Mischungen zweier verschiedener Zemente, wurde nun gefunden, dass es nicht nötig ist, das Sulfat in Form von anhydrem Sulfoaluminat zuzusetzen oder als Mischung von CaS04mit tonerdehaltiger Zementschlacke und Anhydrit usw. beizumischen.
Es genügt, wenn nebst CaS04 und Kalkhydrat eine ungebrannte, reaktionsfähige Aluminiumverbindung direkt dem Portlandzement zugesetzt wird, die sich erst bei Zutritt des Anmachwassers mit Ca (OH) 2 und CaS04, sowie den Komponenten des hydratisierten Zementes unter Bildung von Sulfoaluminat umsetzt.
Beispiel 1 : Alkalialuminat setzt sich mit Kalkhydrat um und das gebildete Calziumaluminat
EMI1.1
Ein solcher Zusatz erfordert ein stöchiometrisches Verhältnis von 1 Mol Alkalialuminat, 3 Mol Calziumsulfat, z. B. in Form von fein gemahlenem Gipsstein und 3 Mol Kalkhydrat, wobei die 3 Komponenten im trockenen Zustand zusammen gemahlen und am einfachsten dem Zement oder der Mischung von Zement und Zuschlägen vor dem Anmachen beigemischt werden. Das Kalkhydrat kann auch z.
B. für sich allein dem Zement beigemischt werden und um die beim Hydratisieren aus dem Zement entstehende Menge Ca (OH) 2 vermindert werden. An Stelle von reinem Kalkhydrat kann hydraulischer Kalk verwendet werden.
Beispiel 2 : Unter 2000 getrocknetes, fein gepulvertes Tonerdehydrat absorbiert in wässe- riger Suspension Kalkhydrat unter Bildung von Kalziumaluminat, welches mit CaSO4 Sulfoaluminat bildet.
EMI1.2
3 CaO. AljjOjj +3 CaSO4 + nH20 = = 3 Ca02. A1203. 3 CaS04. 31. 5 H20 + n- - 31. 5H2O.
In diesem Falle ist die Zusammensetzung der Mischung 2 Mol Al (OH) s, 3 Mol Ca (OH) 2' 3 Mol CaS04.
Beispiel 3 : Als Aluminiumverbindung kann auch Aluminiumsulfat verwendet werden, wobei sich dieses am besten bei einem Überschuss von Kalkhydrat und bei Gegenwart von Gips zu Sulfoaluminat umsetzt.
Die Menge des Zusatzes richtet sich nach der Grösse der zu erzielenden Ausdehnung.
Es wurde weiter gefunden, dass ein Zusatz eines wasserlöslichen Salzes einer Oxycarbonsäure in der Grössenordnung von 0, 1 bis 5# vom verarbeiteten Portlandzement eine beschleunigende Wirkung auf die Sulfoaluminatbildung ausübt, wobei zugleich der Wasserbedarf solcher Mischungen aus Zement und Quellzusatz bei gleichbleibender Verarbeitbarkeit merklich herabgesetzt werden kann. Dies hat den weiteren Vorteil,
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dass bei geringerem Wasserzusatz das beim Austrocknen des Betons eintretende Schwinden, das durch den Quellkörper nicht beeinflusst werden kann, wesentlich geringer ist.
Es hat sich weiter gezeigt, dass die Zumischung der oben beschriebenen chemischen Stoffe gemäss beschriebenem Verfahren sich auf die erzielbaren Druck-und insbesondere Biegefestigkeiten sehr gut auswirkt. Die Biegefestigkeit kann bis 50 und mehr Prozent gesteigert werden.
Günstige Resultate werden ferner erzielt, wenn mindestens eine der Komponenten des Zusatzes in wässeriger Lösung von Kieselsäuregel, Trass oder Si-Stoff absorbiert und die getrocknete Mischung mit den übrigen Komponenten dem Zement beigemischt wird. Die Kieselsäure, die sich nach erfolgter Sulfoaluminatbildung mit dem überschüssigen Kalkhydrat des Zementes verbindet, erhöht die Dichtigkeit des erhärteten Betons und erschwert Änderungen des Feuchtigkeitszustandes im Innern des Betons.
In der Zeichnung sind einige mit dem erfindungsgemässen Verfahren erreichte Resultate graphisch dargestellt. Fig. 1 zeigt das Schwinden vonBeton P 350 unter verschiedenenBedingungen. Fig. 2 und 2 a zeigen das Verhalten eines einseitig
EMI2.1
Zusatz wurden die Eisen vorgespannt, so dass infolge der einseitigen Armierung eine starke Durchbiegung des Balkens eintrat.
Kurve I (Fig. 1) zeigt das Schwinden eines Betons P 350, der nach 60tägiger Lagerung unter feuchtem Sand austrocknete.
Kurve II entspricht einem Beton gleicher Mischung, dem ein Zusatz von 5% des Zementgewichtes nach Beispiel 3 zugesetzt wurde.
Nach dem Quellen während der Erhärtung und dem nachträglichen Schwinden beim Austrocknen verbleibt eine Dehnung von 0. 7 mm pro Meter.
Die Biege-und Druckfestigkeiten betragen beim Beton mit Zusatz bis zum Alter von 28 Tagen 80-90% des Vergleichsbetons ohne Zusatz.
Nach 90 Tagen, also nach erfolgtem Quellen und Schwinden durch Austrocknen, beträgt die Biegefestigkeit des Betons mit Zusatz 140% und die Druckfestigkeit 112% derjenigen des Vergleichsbetons.
Kurve 111 (Fig. 2) zeigt das Schwinden von Portlandzement ohne Sandzusatz. Der Probe- körper ist nach 7tägiger Lagerung unter Wasser in Luft von 70% relativer Feuchtigkeit aus- getrocknet.
Die Kurven IV und V zeigen die Raum- veränderungen des gleichen Zementes, wenn demselben vor dem Anmachen 5% (Kurve IV) und 10% (Kurve V) eines nach Beispiel 2 zusammengesetzten Zusatzes beigemischt werden.
Nach dem Austrocknen bleibt bei 5% Zusatz eine Verlängerung von 0-7"/00 und bei 10% Zusatz eine Verlängerung von 3"/00.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erzielung einer dauernden Raumvermehrung von hydratisiertem Portlandzement und andern hydraulischen Bindemitteln in Mörtel und Beton zur Kompensation des
Schwindens, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bindemittel ein Zusatz von l bis 30% einer ungebrannten Trockenmischung von CaS04, Kalk- hydrat und einer reaktionsfähigen Aluminiumverbindung in solchen Mengenverhältnissen zugesetzt wird, dass bei Zutritt des Anmachwassers und unter Mitwirkung der Hydratationsprodukte des Zementes Kalksulfat-Aluminate mit hohem Kristallwassergehalt entstehen.
Claims (1)
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktionsfähige Aluminiumverbindung zuerst in wässeriger Lösung durch Absorption in oberflächenaktive, anorganische, feingepulverte Substanzen oder Gele aufgenommen und nach dem Trocknen den andern Komponenten der Zusatzmischung beigegeben wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalkhydrat in Form von Kalkhydratpulver oder hydraulischem Kalk dem Bindemittel für sich allein zugemischt wird.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalkhydrat und das Calziumsulfat dem Bindemittel in trockener Form beigemischt werden und die Aluminium- verbindungen in wässeriger Lösung oderin Suspension mit dem Anmachwasser zugefügt werden.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung und Intensivierung der Reaktion den Zusatzmischungen oder dem Bindemittel ein an sich bekannter Zusatz von 0'1 bis 5 0/00 mindestens eines löslichen Salzes von Oxycarbonsäuren zugegeben wird.
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