AT386193B - Verfahren zur herstellung einer gehaerteten, gegen fluessigkeiten undurchlaessigen oberflaeche von beton mit portlandzement als bindemittel - Google Patents

Description

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Portlandzement, welche wenngleich nicht inert, doch verträglich mit der Oberfläche, auf die sie angewendet wurden, waren. Jedoch wurden bisher keine Oberflächenbehandlungsbestandteile verwendet, von denen man normalerweise erwarten konnte, dass sie mit der unabgebundenen Zement- oberfläche unverträglich sind und unerwünschte Volumenänderungen zeigen, die zu einem Bruch der Oberfläche und zu einer Unstabilität und Selbstzerstörung des Zementes führen. 



   In den US-PS Nr. 4, 045, 237 und Nr. 4, 157, 263 ist eine zementartige Zusammensetzung beschrie- ben, die einen hohen Grad von Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten und Dämpfen sowie ein vermindertes Langzeitschrumpfen zeigt und aus einem teilchenförmigen Gemisch aus Portland- zement, calciniertem Gips und Hochaluminatzement zusammengesetzt ist. Alternativ kann die
Zusammensetzung aus einem teilchenförmigen Gemisch aus Hochaluminatzement und druckcalciniertem
Gips bestehen. 



   In der US-PS Nr. 4, 357, 166 ist eine zementartige Zusammensetzung beschrieben, welche im Gemisch mit Wasser imstande ist, schnell abzubinden zu einer harten Masse von hoher Druck- festigkeit ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens und mit verminderter Volumen- änderung bei Nässe und Trockenheit im erhärteten Zustand, wobei die Zusammensetzung nichts- destoweniger einen hohen Grad von Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten sowie Beständigkeit gegen Verschleiss, Erosion und Chemikalien und weiters ähnliche Eigenschaften besitzt, wie sie für eine Zusammensetzung mit praktischer Verwertbarkeit in der Bauindustrie erwünscht sind. 



   Diese Zusammensetzung umfasst ein Gemisch aus Aluminatzement, Gips, einem Inhibitor für die
Trockenschrumpfung, vorzugsweise Portlandzement, und einen Inhibitor für die Nassausdehnung, vorzugsweise ein Lithiumsalz. 



   Es wurde gefunden, dass eine trockene zementartige Zusammensetzung, wenn sie auf die unabgebundene Oberfläche eines Portlandzementbetons aufgestreut wird, imstande ist, zu einer gehärteten Oberfläche abzubinden, d. h., zu einem zusammenhängenden Überzug bzw. zu einer Haut oder Masse von hoher anfänglicher Druckfestigkeit, ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens, welche hingegen verminderte Volumenänderungen bei Trockenheit und Nässe im erhärteten Zustand zeigt und einen hohen Grad von Undurchlässigkeit gegenüber Flüssigkeiten sowie Beständigkeit gegen Verschleiss, Erosion und Chemikalien und weiters ähnliche Eigenschaften, wie sie bei einer Oberflächenbehandlung von praktischem Nutzen für die Bauindustrie erwünscht sind, besitzt.

   Dieses Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass eine zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung vorgesehen wird, welche ein Gemisch aus Aluminatzement und Gips in trockenem Zustand enthält. 



   Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche von unabgebundenem Portlandzement durch Bestreuen derselben mit einer trockenen zementartigen Zusammensetzung, die Aluminatzement und Gips zwecks Bildung einer gehärteten Oberfläche enthält, vorzusehen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist demnach dadurch gekennzeichnet, dass eine Überzugszusammensetzung, welche 50 bis 90 Gew.-% Aluminatzement und 10 bis 50 Gew.-% Gips, bezogen auf die Gesamtmenge von Aluminatzement und Gips, enthält, im trockenen Zustand auf die Oberfläche des unabgebundenen Betons geschüttelt wird und dass der Beton und die Überzugszusammensetzung abbinden gelassen werden. 



   Der Wassergehalt des unabgebundenen Portlandzements dient dazu, die Behandlungszusammensetzung zu hydratisieren, was die Bildung eines zusammenhängenden, gehärteten, gegen fliessfähige Medien undurchlässigen Überzuges auf der Oberfläche des Portlandzementes ermöglicht. 



   Beschleuniger und Verzögerer sowie ein Inhibitor für Nassausdehnung, wie ein Lithiumsalz, können verwendet werden, doch sieht die erfindungsgemässe zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung eine gehärtete Oberfläche mit zufriedenstellenden Eigenschaften, wie vorher beschrieben, mit einem Gemisch aus Aluminatzement und Gips auch ohne solche Zusatzstoffe vor. 

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   So besteht ein weiterer Gegenstand der Erfindung darin, eine trockene zementartige Zusammensetzung vorzusehen, welche bei Aufbringen auf die Oberfläche von unabgebundenem Portlandzement innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne zu einer harten Oberfläche ohne übermässige Volumenänderungen nach dem Härten bei Trockenheit und Nässe abbindet. 



   Es wird bevorzugt, 50 bis 90   Gew.-%   Aluminatzement und 10 bis 50   Gew.-%   Gips zu verwenden. Zusätzlich zu den vorgenannten wesentlichen Bestandteilen der erfindungsgemässen zementartigen Oberflächenbehandlungszusammensetzung können weitere Komponenten, wie zum Steuern der Viskosität, oberflächenaktive Mittel, Verzögerer, Beschleuniger, gaserzeugende oder ein
Gas freisetzende Mittel, Flugasche, Weichmacher, Pigmente, wasserrückhaltende Mittel, Füllstof- fe und Zuschlagstoffe, verwendet werden, um die Eigenschaften der Zusammensetzung einzustellen und ausgewählte Verbesserungen von besonderen Eigenschaften zu erzielen. 



   Die durch die Erfindung erzielten Ergebnisse sind überraschend und unerwartet. Normalerwei- se würde man erwarten, dass eine Kombination von Hochaluminatzement und Gips, die auf eine Oberfläche aus Portlandzement aufgestreut werden, zu einer ungleichmässigen Oberfläche führen, da Kombinationen von Hochaluminatzement und Portlandzement, wenn sie als zementartige Masse bereitet werden, Änderungen der Abmessungen, wie Nassschrumpfung zeigen. Ähnlicherweise ruft ein Zusatz von Gips zu solchen Systemen eine Nassausdehnung hervor. So müsste man unvorhersehbare Volumenänderungen erwarten. Ausserdem ist erfahrungsgemäss zu erwarten, dass beim Aufschütteln oder Aufstreuen von trockenem zementartigem Material Oberflächenrisse oder andere nachteilige Auswirkungen auftreten. 



   Demnach ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren und eine Zusammensetzung vorzusehen, wobei eine Zusammensetung, die Aluminatzement und Gips enthält, auf Oberflächen aus unabgebundenem Portlandzement aufgestreut wird, welche Materialien mit dem nichthydratisierten Portlandzement reagieren und eine harte Oberflächenhaut bzw. Masse innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne erzeugen, mit hoher Druckfestigkeit, hoher   Verschleiss- und   Erosionsbeständigkeit, ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens und ohne übermässige Volumenänderungen bei Trockenheit oder Nässe nach dem Erhärten, hingegen mit einem hohen Grad von Undurchlässigkeit gegenüber fliessfähigen Medien und mit Beständigkeit gegen korrosive Substanzen. 



   Vorgenannte und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Einzelheiten zu entnehmen. 



   Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert und die Ergebnisse sind in den Tabellen festgehalten. In den Beispielen wurden die Bestandteile der Oberflächenbehandlungszusammensetzung in trockenem, pulverförmigem Zustand gemischt, wobei Aluminatzement und Gips als gemeinsamer Bestandteil mit feinem Zuschlagstoff, nämlich Sand, in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 vermischt wurde, und hernach wurde diese Zusammensetzung in trockenem Zustand in verschiedenen Auftragmengen, wie hierin beschrieben, gleichmässig aufgeschüttelt bzw. aufgestreut auf frischen, unabgebundenen Portlandzementbeton und das Pulver wurde in die Oberfläche gespachtelt, um eine gleichmässige, dichte Oberfläche zu erhalten, und wurde dann abbinden gelassen.

   Die zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung wurde auf vier verschiedene Probeabschnitte aus Portlandzementbeton aufgestreut, welche folgende Abmessungen hatten : 
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<tb> 
<tb> Abmessung
<tb> Probe <SEP> cm
<tb> A <SEP> 50, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> x <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 
<tb> B <SEP> 182, <SEP> 9 <SEP> x <SEP> 182, <SEP> 9 <SEP> x <SEP> 15, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> C <SEP> 30,8 <SEP> (Durchmesser) <SEP> x <SEP> 2,54
<tb> D <SEP> 1829 <SEP> x <SEP> 308 <SEP> x <SEP> 20, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> 
 
Alle Betonabschnitte wurden mit Type I Portlandzement mit Gemischen aus 16 bis 20% Zement, 40 bis 46% Kies bzw. Schotter und 36 bis 40% Sand hergestellt. Wasser wurde im Bereich von 

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 45 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Zementmenge, verwendet. 



   Für die Betonproben A und B wurde die relative Durchlässigkeit von verschiedenen Arten von Oberflächenbehandlungen bestimmt durch Anordnen eines langstieligen Polyäthylentrichters von 7, 6 cm Durchmesser mit der Oberseite nach unten direkt oberhalb der zu prüfenden Oberfläche, annähernd 24 h nach der Behandlung. Der umgedrehte Trichter wurde versiegelt und auf jede zu prüfende Oberfläche mit einem Silicondichtungsmittel aufgeklebt. Eine kalibrierte Glaspipette von 10 ml mit einer Unterteilung von 0, 1 ml wurde am Oberteil des Trichterstieles unter Verwendung eines kurzen Stückes aus einem biegsamen Schlauch befestigt und versiegelt. Der Trichter, der Schlauch und die Pipette wurden dann mit Wasser gefüllt, wobei man eine Fläche der zu prüfenden Oberfläche mit einem Durchmesser von 7,6 cm dem Wasser aussetzt.

   Der Wasserstand in der Pipette wurde bis zum Nullwert der Einteilung aufgefüllt und ergab eine Höhe von annähernd 45, 7 cm für den hydrostatischen Druck auf der Prüffläche. Unter Verwendung der Volumeneinteilungen der Pipette und Notieren der Zeitintervalle zwischen den Ablesungen konnten die relative Fliessgeschwindigkeit und demzufolge die Durchlässigkeit zwischen den verschiedenen Oberflächenbehandlungen bestimmt werden. 



   Beispiel 1 :
Eine Bestimmung der relativen Durchlässigkeit wurde durchgeführt an Portlandzementbetonprobe A ohne irgendwelche Oberflächenbehandlung und die Fliessgeschwindigkeit wurde mit 
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   Beispiel 2 :
Eine zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung aus 80 Gew.-% Aluminatzement "Lumnite" und 20   Gew.-% Gips"Densite K-34"wurde   auf die unabgebundene Oberfläche von Portlandzementbetonprobe A wie vorher beschrieben aufgebracht, unter Verwendung von Auftragmengen von 3, 66 und 4, 882 kg/m2. Die relative Durchlässigkeit wurde bestimmt und betrug für 
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   Beispiel 3 :
Eine zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung aus 80 Gew.-% Aluminatzement "Lumnite", 20   Gew.-% Gips"Densite K-5"und 0, 2 Gew.-%,   bezogen auf die Gesamtheit von Aluminatzement und Gips, des Nassausdehnungsinhibitors Lithiumcarbonat wurde auf die frische unabgebundene Oberfläche von Portlandzementbetonprobe A aufgestreut. Bei der Auftragmenge von   2, 441 kg/m2 wurde   die relative Durchlässigkeit mit 2, 0 x    10-4 ml/s   bestimmt. 



   Beispiel 4 :
Zum Vergleich mit den obigen Beispielen wurde trockener Portlandzement allein auf die unabgebundene Oberfläche der Portlandzementbetonprobe A in einer Auftragmenge von 4,882 kg/m2 aufgestreut. Es war nicht möglich, eine ordnungsgemässe relative Durchlässigkeit zu bestimmen, da eine deutliche Rissbildung, d. h. Brüche in der Oberfläche auftraten. 



   Beispiel 5 :
Eine Bestimmung der relativen Durchlässigkeit wurde an Portlandzementbetonprobe B ohne irgendwelche Oberflächenbehandlung ausgeführt und die Fliessgeschwindigkeit wurde mit 
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   Beispiel 6 :
Die zementartige Oberflächenbehandlungszusammensetzung aus Beispiel 3 wurde gleichmässig auf die frische, unabgebundene Oberfläche von Portlandzementbetonprobe B in einer Auftragmenge von   2, 441 kg/m2 aufgestreut   und die relative Durchlässigkeit wurde mit   3,   8   xio*   ml/s bestimmt. 



   Die Ergebnisse der vorherigen Beispiele 1 bis 6 sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst. 

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 Tabelle 1 
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<tb> 
<tb> FliessOberflächen-Auftrag <SEP> geschwindigkeit
<tb> Versuch <SEP> Probe <SEP> behandlung <SEP> kg/m2 <SEP> ml/s <SEP> 
<tb> l <SEP> A <SEP> keine <SEP> - <SEP> 2, <SEP> 9 <SEP> x <SEP> 10-4 <SEP> 
<tb> (Vergleich)
<tb> 2 <SEP> A <SEP> Aluminat- <SEP> 3, <SEP> 66 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> x <SEP> 10-4 <SEP> 
<tb> zement <SEP> 4,882 <SEP> 7,5 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb> und <SEP> Gips
<tb> 3 <SEP> A <SEP> Aluminat-2, <SEP> 441 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> x <SEP> 10-4 <SEP> 
<tb> zement <SEP> und
<tb> Gips <SEP> und
<tb> Lithiumsalz
<tb> 4 <SEP> A <SEP> Portland-4, <SEP> 882 <SEP> Oberflächenzement <SEP> risse
<tb> 5 <SEP> B <SEP> keine <SEP> - <SEP> 7, <SEP> 7 <SEP> x <SEP> 10-5 <SEP> 
<tb> 6 <SEP> B <SEP> Aluminat-2,

   <SEP> 441 <SEP> 3, <SEP> 8x <SEP> 10' <SEP> 
<tb> zement <SEP> und
<tb> Gips <SEP> und
<tb> Lithiumsalz
<tb> 
 
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Claims (1)

1. :PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung einer gehärteten, gegen Flüssigkeiten undurchlässigen Oberfläche von Beton mit Portlandzement als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überzugszusammensetzung, welche 50 bis 90 Gew.-% Aluminatzement und 10 bis 50 Gew.-% Gips, bezogen auf die Gesamtmenge von Aluminatzement und Gips, enthält, im trockenen Zustand auf die Oberfläche des unabgebundenen Betons geschüttelt wird und dass der Beton und die Überzugszusammensetzung abbinden gelassen werden.

   2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzugszusammensetzung weiters ein Lithiumsalz zugesetzt wird, um die Verschleissfestigkeit der Zusammensetzung zu verbessern.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzugszusammensetzung weiters ein Beschleuniger zugesetzt wird, um die für das Abbinden der Überzugszusammensetzung erforderliche Zeit zu vermindern.

   4. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzugszusammensetzung weiters ein Verzögerer zugesetzt wird, um die für das Abbinden der Überzugszusammensetzung erforderliche Zeit zu erhöhen.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Aluminatzement ein solcher aus der Gruppe Hochaluminatzement, Calciumaluminatzement und Zement, dessen Hauptzementbestandteil Monocalciumaluminat ist, und als Gips ein solcher aus der Gruppe Calciumsulfat, Calciumsulfat-Anhydrit, Calciumsulfat-Halbhydrat, Calciumsulfat-Dihydrat, Stuckgips, calcinierter Gips und druckcalcinierter Gips eingesetzt wird.