AT402729B - Wasserbeständige sorel-zementzusammensetzung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine wasserbeständige Sorei-Zementzusammensetzung auf der Basis von Gemischen von   MgO,   MgCI2 und anorganischen   Füllstoffen, wie z. B.   Quarzsand. 



     Sorel-Zement ist   eine Bezeichnung für verschiedene Massen, die als Grundbestandteile Magnesia   (MgO)   und Magnesiumchlorid   (MgCI2) In   einer wässrigen Lösung enthalten. Im gehärteten Zustand liegen diese Grundbestandteile von Sorel-Massen in Form von Magnesiumoxldchlondhydrat vor.   Sorel-Zement   wird härter und bindet rascher ab als Portland-Zement, hat jedoch nur beschränkte Wasserfestigkeit. Die   Magnesiumoxidchloridhydrat-Knstalle,   die den wesentlichen Bestandteil des   Sorel-Zementes bilden, welsen   starke strukturelle Ähnlichkeit mit Gips auf. Zwischen den Kristallen kommt es zu keiner echten Bindung, und die physikalischen Eigenschaften des Zements hängen von der Durchdringung der Knstalle untereinander ab.

   Durch Wasser wird die Haftung zwischen den   Kristallen praktisch   beseitigt. 



   Um   Sorel-Zementmassen   wasserbeständiger zu machen, wurde bereits vorgeschlagen, durch Zusatz von Phosphaten und Aluminaten unlösliche Magnesiumsalze zu bilden. Derartige Zusätze führen allerdings zu einer Abnahme der   Härtungsgeschwindigkeit.   Es ist weiters bekannt, Sorel-Zementmassen durch eine Reihe von Füllstoffen wasserfester zu machen. Aus der DE-PS 29 22 815 Ist es bekannt geworden, Ethylsilicat und Glasfasern der Masse zuzusetzen, wobei eine spezielle Vorgangswelse für die Aushärtung vorgeschlagen wird. Gemäss dieser DE-PS 29 22 815 wird als Kristallkeimbildner eine Vorgemischmasse In einer   knstallkelmbildenden   Menge, die ein Reaktionsprodukt aus Wasser, Magnesiumoxid und gegebenenfalls Magnesiumchlorid umfasst, eingesetzt.

   Das Magnesiumoxid ist hierbei In der Magneslumchlondlösung   löslich,   und aus einer übersättigten Lösung von   MgO     fällt In   der   Folge Mg (OCI) 2   aus. 



   Je nach Geschwindigkeit der Fällung entsteht eine mehr oder minder nadelige   Knstallstruktur, welche   zu einer Verfilzung der Struktur führt. Es ist bekannt, dass Zusätze von Kieselsäure und von Ammoniumphosphat die Wasserlöslichkeit herabsetzen. 



   In der EP 419 449 A wurde bereits vorgeschlagen, einer Sorel-Zementzusammensetzung der eingangs genannten Art 5 bis 15 Gew. % eines anorganischen Kationenaustauschers, wie   z. B.   aktive Kieselsäure oder Ziolith bezogen auf Magnesiumoxid zuzusetzen. Die Verwendung eines derartigen Kationenaustauschers führt hierbei zur Abnahme der Konzentration an Magnesiumionen In der Lösung und In der Folge zu einer Verbesserung der Homogenität und der Aushärtung der Masse. Die Verwendung derartiger   Zusätze ist   aber insbesondere dann, wenn die   Sorel-Zementzusammensetzung   als Bindemittel für Schleifscheiben Verwendung finden soll, Grenzen unterworfen. Bel zu hoher Aktivität kann es zu einer Überhitzung und zu   Rissbildung   kommen. 



   Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Sorel-Zementzusammensetzung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass Überhitzungen und   Rissbildungen   auch bei hochreinem Magnesiumoxid vermieden werden und weiters die Aushärtung und Homogenität verbessert wird. Gleichzeitig zielt die Erfindung darauf ab, die Sorel-Masse leichter verarbeitbar zu machen und Insgesamt ein Abbinden bei tieferer Temperatur zu   ermöglichen.   Schliesslich sollen aus derartigen Massen hergestellte Steine auch bei geringerem Magnesiumoxidgehalt eine höhere Härte aufweisen.

   Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die   erfindungsgemässe   wasserbeständige Sorel-Zusammensetzung der eingangs genannten Art im wesentlichen darin, dass bezogen auf   MgO   3 bis 40 Gew. % sauer aktivierter Bentonit zugesetzt ist.   Überraschenderweise   hat sich gezeigt, dass eine derartige wasserbeständige Sorel-Zementzusammensetzung bei tieferer Temperatur abbindet und zu einer höheren Härte führt. Insgesamt wurde weiters eine geringere Quellung und damit eine bessere   Formbeständigkeit   erzielt. Der eingesetzte Bentonit führt zu einer tixotropen SorelMasse, welche leichter verarbeitbar ist als bekannte Sorel-Zementmassen. Die bei der Abbindung auftretende MgOH2-Bildung führt zu starker Quellung.

   Auch der sauer aktivierte Bentonit quillt in Wasser, wobei jedoch insgesamt eine wesentlich geringere Wasseraufnahme und eine viel geringere Quellung beobachtet wird. Der sauer aktivierte Bentonit schliesst durch Quellen die   Oberflächenporen   von Sorel-Zement und aufgrund verbesserter plastischer Eigenschaften wird eine dauerhafte und harte Oberfläche geschaffen. 



   In vorteilhafter Weise wird erfindungsgemäss die Zusammensetzung so   gewählt,   dass 5 bis 20 Gew. %, vorzugsweise etwa 10 Gew. %, sauer aktivierter Bentonit zugesetzt sind. In diesem Bereich konnten optimale Werte für die Druckfestigkeit, den Abbindebeginn, die Quellung, und die Biegezugfestigkeit gefunden werden. 



   Zur Aktivierung des Bentonits wird mit Vorteil so vorgegangen, dass Bentonit mit   HCI   aktiviert ist. 



   Während bei bekannten Sorei-Zementmassen bei Magnesiumoxid mit einer Reinheit von über 90 Gew. % eine überaus hohe Aktivität und damit sehr hohe Abbindetemperaturen sowie die Gefahr von   Rissbildungen   beobachtet wurde, kann im Rahmen der erfindungsgemässen Sorel-Zementzusammensetzung Magnesiumoxid mit höherer Reinheit für die Herstellung von Schleifscheiben eingesetzt werden. 



   Auch der Aufwand für das Vermahlen der Zusätze kann im Rahmen der   erfindungsgemässen Sorel-   Zementzusammensetzung wesentlich verringert werden. Während bekannte Zusammensetzungen ein we-   senttich   feineres Mahlen voraussetzen, genügt es, wenn Bentonit auf Korngrössen kleiner 60 u. gemahlen 

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 eingesetzt ist, sodass ein gesonderter   zusätzlicher Mahlvorgang entfallen   kann. Magnesit kann gemeinsam mit Bentonit vermahlen werden und auf ein Feinmahlen kann verzichtet werden. 



   Die   Sorel-Zusammensetzungen   gemäss der Erfindung können mit Vorteil für die Herstellung von Schleifscheiben oder Estrichen verwendet werden. 



   Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 die Abhängigkeit der Druckfestigkeit vom Zusatz an sauer aktiviertem Bentonit, Fig. 2 den Abbindebeginn In Abhängigkeit vom Zusatz an sauer aktiviertem Bentonit, Fig. 3 den Schwund bzw. die Quellung beim Zusatz von sauer aktiviertem Bentonit und Fig. 4 die Biegezugfestigkeiten in Abhängigkeit vom Zusatz an sauer aktiviertem Bentonit. 



   Aus einem Sorel-Zement nach dem Stand der Technik wurden Normquader mit einer Grundfläche von 4 x 4 cm gegossen. Der Sorel-Zement bestand hierbei aus einer Mischung von 375 g Magnesiumoxid (K 
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   1125 gIn der Zeichnung werden nun die anhand derartiger Normquader gemessenen physikalischen Grössen veranschaulicht. 



   Hierbei zeigt sich in Fig. 1, dass im Bereich zwischen 5 und 10 Gew. % Zusatz an sauer aktiviertem Bentonit bezogen auf den Magnesiumoxidgehalt ein Maximum an Druckfestigkeit erzielt wird. 



   Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steigt der Abbindebeginn mit zunehmender Menge an sauer aktiviertem Bentonit an. Die   Abbindeverzögerung   hält sich jedoch bis zu einem Zusatz von 15 Gew. % an sauer 
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 temperatur erzielt wird. 



   Wie aus Fig. 3 ersichtlich, führt ein Zusatz von über 5 Gew. % an sauer aktiviertem Bentonit zu einer markanten Verringerung der Quellung, wobei überaus niedrige Werte bereits mit einem Zusatz von 15 Gew. % an sauer aktiviertem Bentonit bezogen auf   MgO   erzielt werden. 



   In Fig. 4 ist wiederum die markante Verbesserung der Biegezugfestigkeit bei Zusätzen von mehr als 5 Gew. % an sauer aktiviertem Bentonit ersichtlich. Ebenso   wie In Fig. 1 zeigt   hierbei die untere Kurve die erzielbaren Werte nach 33   tägiger   Lagerung Im Wasser und die obere Kurve die trocken erzielten Werte. 



  

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Wasserbeständige Sorel-Zementzusammensetzung auf der Basis von Gemischen von MgO, MgC und anorganischen Füllstoffen wie z. B. Quarzsand, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf MgO 3 bis 40 Gew. % sauer aktivierter Bentonit zugesetzt ist.
2. 2. Wasserbeständige Sorei-Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 20 Gew. %, vorzugsweise etwa 10 Gew. %, sauer aktivierter Bentonit zugesetzt sind.
3. 3. Wasserbeständige Sorel-Zementzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass Bentonit mit HCI aktiviert ist.
4. 4. Wasserbeständige Sorei-Zementzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass Bentonit auf Korngrössen kleiner 60 um gemahlen eingesetzt ist.
5. 5. Verwendung von Sorei-Zementzusammensetzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für die Herstellung von Schleifscheiben oder Estrichen.