AT395315B - Behandlung von zementpulver - Google Patents
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Description
AT 395 315 B
DieErfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von hydraulischen Bindemitteln in Pulverform mit Wasser.
Insbesondere betrifft dieErfindung ein Verfahren zur Herstellung eines modifizierten hydraulischen Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß man 5 a) Teilchen eines trockenen hydraulischen Bindemittels in Pulverform einheitlich in einem Behälter verwirbelt, indem sie senkrecht zur Fallrichtung in Rotation gebracht worden, b) diese Teilchen gleichzeitigmitO,Ibis 10 Gewichtsteilen Wasser (pro 100 Teilen hydraulisches Bindemittel) besprüht, und c) die Teilchen und das Wasser mittels Scherkräften intensiv vermischt, wobei entweder das hydraulische 10 Bindemittel oder das Wasser gegebenenfalls ein Betonzusatzmittel enthalten können.
Die durch Rotation und Reibung in der Mischvorrichtung verursachten Scherkräfte über die Oberfläche der Teilchen bewirken eine gleichmäßige Bildung von Zementhy dratationsprodükten auf dieser Oberfläche. Sie werden vorzugsweise mit einem im Behälter eingeordneten Rotor bewerkstelligt, der hervorstehende Stifte oder Bolzen 15 trägt
Eine bevorzugte Ausfühningsform dererfindungsgemäßen Behandlung bestehtdarin, daß man bei der Herstellung von Mörtel und/oder Beton zwischen der Behandlung und der Verarbeitung des modifizierten Bindemittels einen Zeitraum von mindestens 3 Minuten verstreichen läßt
Als hydraulisches Bindemittel kommen alle gängigen Zemente, wie Portlandzement, Aluminatzement, 20 Puzzolanzement und schnell härtende Zemente in Frage und es können die bekannten Zusatzstoffe, wie Flugasche, gemahlene Schlacke und pyrogene Kieselsäure eingesetzt werden. Das Hydraulische Bindemittel kann außerdem bereits vor der Behandlung mit Wasser ein Betonzusatzmittel, wie Verflüssiger, Luftporenbildner und dgl. enthalten.
Beispiele von geeigneten Verflüssigern (Wasser reduzierenden Mitteln) sind Gluconate, Glucoheptonate, Ligninsulfonate, Dextrin, Kondensationsprodukte von Formaldehyd mitNaphthalinsulfonat oder Melaminsulfonat, 25 Polystyrolsulfonate, Hydroxypolyacrylate, Copolymere von ungesättigten (Di)carbonsäuien und Olef inen, Copolymere von (Meth)acrylsäureestem mit Polyalkylenglykolen und (Meth)acrylsäuren. Weitere Zusatzmittel sind Verzögerer und Beschleuniger der Erstarrung, Verstärker, Pigmente, usw.
Solche Zusatzmittel werden in den üblichen Mengen (bei Verflüssigern vorzugsweise 0,1 bis 1 %, noch besser 0,2 bis 0,5 % der Trockensubstanz) eingesetzt. 30 Die erfindungsgemäße Behandlung wird vorzugsweise in kontinuierlicher Weise durchgeführt undzwar in einem kontinuierlichen Mischer. Eine geeignete Vorrichtung ist der von der Firma Pacific Machinery Engineering Co., Ltd. in Tokyo mit der Bezeichnung SPM-25D hergestellte Spiral Pin Mixer. Eine schematische Darstellung der Funktionsweise dieser Vorrichtung ist in Fig. 1 illustriert. Dabei wird das hydraulische Bindemittel in Pulverform durch den Eingang (1) eingebracht und nach der Behandlung durch den Ausgang (2) entleert. Durch Leitung (3) wird 35 das Wasser zugeführt und durch die schmale Öffnung (4) auf das Pulver gesprüht. Durch die schnelle Drehung des
Rotors (5) wird die Mischung in Rotation versetzt und in die Zone (6) verdrängt, wo sie mit den Stiften (7) in Berührung gebracht wird. Die erzeugte Rotation bewirkt zusammen mit der durch Berührung mit den Stiften verursachten Verwirbelung die erwünschten Scherkräfte über die Oberfläche der Teilchen. Vorzugsweise wird die Behandlung derart vorgenommen, daß 0,5 bis 5, noch besser 0,5-2 Gewichtsprozent Wasser aufgenommen wird. 40 Mit einem hydraulischen Bindemittel, das erfindungsgemäß behandelt worden ist, können bei dessen weiterer
Verarbeitung mehrere Vorteile erreicht werden. Im Vergleich zu einem unbehandelten Bindemittel kann für die Herstellung von Mörtel oder Beton weniger Wasser eingesetzt werden, um die gleiche Verarbeitbarkeit zu erhalten, d. h. die Fließeigenschaften werden verbessert und man erhält bessere Festigkeiten bzw. man braucht weniger Bindemittel für die gleiche Festigkeit Dadurch wird die Verarbeitbarkeit verlängert und das Ausbluten sowie das 45 Schrumpfen verringert.
Es hat sich auch gezeigt, daß das Bindemittel zum Teil durch mineralische Zusatzstoffe, welche billiger sind und als Abfallstoffe zur Verfügung stehen (z. B. Flugasche und gemahlene Hochofenschlacke), ersetzt werden kann, ohne die Anfangsfestigkeitzu beeinträchtigen. Andererseits kann auch schnell härtenderZement verwendet werden, weil die Erstarrung verzögert wird. 50 Mörtel und Beton, die mit einem erfindungsgemäß behandelten Bindemittel hergestellt werden, können aufgrund dieser verbesserten Eigenschaften in den verschiedensten Bereichen von Hoch- und Tiefbau eingesetzt werden und zeigen ihre Vorteile vor allem unter extremen Belastungen durch Wetter- und Umwelteinflüssen.
Die folgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäße Behandlung anhand verschiedener hydraulischer Bindemittel, die jeweils in einem „Spiral Pin Mixer“ Modell SPM-25D der Firma Pacific Machinery & Engineering 55 Co., Ltd. mit Wasser bzw. einer wäßrigen Lösung von Zusatzmitteln kontinuierlich gesprüht werden. Die eingesetzten Mengen und die Testergebnisse mit den aus diesen Bindemitteln hergestellten Mörteln bzw. Beton sind in den Tabellen 1 bis 3 angegeben. -2-
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In allen Fällen ist die Zugabegeschwindigkeit so eingestellt, daß 1 Gewichtsprozent-Wasser auf 100 Prozent Bindemittel aufgenommen wird, und eine Entnahme nach verschiedenen Zeitabständen (jeweils nach 5 Min. bis zu 160 Min.) hat ergeben, daß der Brennverlust nach JIS R 5202 (Method for Chemical Analysis of Portland Cement) bei Portlandzement unverändert ca. 2,0-2,4 (Durchschnitt 2,18 mit Standardabweichung 0,142) beträgt.
Als Bindemittel werden die folgenden Zementarten eingesetzt: A frühhochfester Portlandzement (Nihon Cement Co.) B Blitzzement (Jet cement type A, Sumitomo Cement Co.) C frühhochfester Portlandzement (Mitsubishi Mining & Cement Co., Ltd.)
Als Zusatzmittel werden eingesetzt: α Kondensationsprodukt ναι ß-Naphthalinsulfonat (Natriumsalz) und Formaldehyd (32,43 %ige Lösung) ß Natriumglukonat γ Calciumligninsulfonat δ Dextrin ε Kondensationsprodukt von Melaminsulfonat und Formaldehyd
Als Aggregat werden jeweils eingesetzt: bei den Beispielen 1-3 und 30-61:
Shizuoka Prefecture Oi river System Grubensand (FM 2,71 %, spezifisches Gewicht 2,63)
Tokyo Ohme gebrochenes Grauwackengestein (FM 6,78 %, spezifisches Gewicht 2,65) im Verhältnis 42/58 bei den Beispielen 30-37 und 47-61 „ „ 45/55 „ „ „ 38-41 „ 43/57 „ „ „ 42-43 „ „ 40/60 „ „ „ 44-46 bei den Beispielen 4-29 (Sand/Zement-Verhältnis 2,75) und 62-82 (Sand/Zement-Verhältnis 2,5):
Oi River System Grubensand (FM 2,57 %, Absorption 1,57 %, spezifisches Gewicht 2,65)
Die verwendete Flugasche wird von der Firma EPDC Fly Ash Co., Ltd. hergestellt und hat eine spezifische Dichte 2,19 und Feinheit 2880 cm^/g.
Die verwendete Hochofenschlacke wird in zwei verschiedenen Feinheiten von da Firma Nippon Steel Corp. geliefert: 1) Feinheit 3700 cm^/g mit spez. Dichte 2,94 2) Feinheit 9700 cm^/g mit spez. Dichte 2,89 -3-
AT395 315B H oo cs
Zugabe im Zusatzmittel Mixer (%Trockenge- Wasser/Zement Druckfestigkeit Zement wicht auf Zeitpunkt Verhältnis Fließwerte in kg/cm2 nach «τΐ·ΓΌ\οοοοιοοίΜθ(θΐηοθ'ίρΜ^ϊοοοθφο\«ΗΜη^Ν 5OvinCSH®[nNN-4S'NS'0\ONmO00<nS'ÖH(S(»OC)OS· ^,^O'i‘inCOlnlnincOCO>ninCSCO^-Tt-COCOin\OCO^'>ninCOCO'n*n CS VO 00 O 0\ H co co in H co
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AT395 315B
Beispiel Zement Zusatzstoff Zugabe in Mixer Zusatzmittel Zeitpunkt Wasser/Zement Ausbreitmaßkg/m3 kg/m3 Zement kg/min. Wasser g/min. (% Trockengewicht der Zugabe Verhältnis in cmvon Zement) in %
in q q o. q q q in in q in in in q in vi in in q q q o, q in vi ο ο ο ο o m © oo σ\ o\ o\ o\ ®\ oo oo oo oo t''" oo ^ oC oo ©C on oo γ-·Γ K oo σΤ oC oo t'»’ oC x vq io Ti; \q > o, vo >n q o\ tn οο„ oo, ^ ^ oo, r; o\ © tn oo ό io io io io b-ic 't Cr ^ C ^ ^ ^ ^ ^ ^ vi i-T cn in >n in Γ'·' vc cn vc -«i oC K oC »-T K cn in o~ K θ' mNwmmNNN'tTttom'ittoNNNwtfimmtopiNNt'itiKnmtocsm c s ω u a 43 ä J u C 0 «C 1 - § x: 0 CO g x: a S •C % ! a f a I a Ξ E a E 111r * = s s s s w · CO = * |s * * = = = 1 = 2* £ M CO 5 = E z E £ it E E £ E 212« = = « « « « 2« 22« . . 2« « « . « « = « 2« • vM « Ξ 2« ööööjsöötsaöööööisaöööcsööasöaöcsööööoooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo 3 3. 3.3, 3, 3, 3. 3, 3, 3, 3, 3. 3. 3, 3, 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3©©oooooooooooooooooooooooooooo’'©© in m m in in m K K K K K K r- 1 » 1 r- Γ-* 1 1 r- r- cs cs cs cs cs cs in in in in r-" K K K r~- r~ r-~ r-~ cs cs cs cs in in in in K K K K t— r~~ γ-~ r~·cs cs cs cs m m mK K K cs cs cs mt". 00 m m in t-- i> r-'· 1 00 00 00 m in 3 3 00 00 in m m m 3333 00 00 00 00 in in in inr^, p^, 00 00 00 00 m in int-„ r~; 00 00 00 (0 M CO Q 9 ü iH o vH CS cs cs cs a CS 0 JS CS 4> Ä a » M ;a M u a 9 §> iS a oo r £ £ £ £ 00 £ £ £? K cs 35 0 CO 2 £ - £ - £ £ £ CO 2 CO 00 9 CO 2 9 E m O m O 9 E vo 00 E O + cs + 0 CO m m m m in m m m E © 0 CO m E © 0 CO m 0 cn 00 O cn 00 10 cs » 1 CS 0 0 * cn cn cn cn 00 cs 00 cs o\ »h vH On vH vH Os Ov H Ό Ό cn cn vH cn cn vH CS f-H cs yypyypyyyyQyyyyyyuuuuuuuuyyuyyü_©©inoQino©33esö©©©©©ininininmininm©©mo©in ininiO'Hr'iOi-it'(ScscsoiOOÖOOinH(f|rt(niH(npH(riinc'CSint'cs S’S-cntncscntncstncscS'-i'if'tS’S'S'S'in'-itn'-itfiTHmi-i^'cscss’CScs
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Tabelle 3 falle mit Zement-Typ O 0 • P41
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Claims (9)
- AT 395 315 B PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung eines modifizierten hydraulischen Bindemittels, dadurch gekennzeichnet, daß man a) Teilchen eines trockenen hydraulisch«! Bindemittels in Pulverform einheitlich in einem Behälter verwirbelt, indem sie senkrecht zur Fallrichtung in Rotation gebracht werden, b) diese Teilchen gleichzeitig mit 0,1 bis 10 Gewichtsteilen Wasser (pro 100 Teilen hydraulisches Bindemittel) besprüht und c) die Teilchen und das Wasser mittels Scherkräften intensiv miteinander vermischt, wobei entweder das hydraulische Bindemittel oder das Wasser gegebenenfalls ein Betonzusatzmittel enthalten.
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherkräfte miteinem im Behälter angeordneten Rotor, der hervorstehende Stifte oder Bolzen trägt, bewerkstelligt werden.
- 3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als hydraulisches Bindemittel Portlandzement oder schnell härtender Zement eingesetzt wird.
- 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Bindemittel mit einem Zusatzstoff gestreckt wird.
- 5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Bindemittel mit einer wäßrigen Lösung eines Betonzusatzmittels besprüht wird.
- 6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Bindemittel vor der Behandlung mit einem Betonzusatzmittel vermischt wird.
- 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Wasser (bezogen auf das Gewicht des Bindemittels) aufgenommen wird.
- 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung kontinuierlich durchgeführt wird.
- 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das hydraulische Bindemittel nach der Behandlung mindestens 3 Minuten lang ruhen läßt, bevor es zur Herstellung von Mörtel und/oder Beton weiterverarbeitet wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -7-
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