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Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bindemittel für Mörtel und Beton, insbesondere für Spritzbeton und Spritzmörtel mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Aus der DE 40 27 332 A ist ein Zement zur Verwendung beim Herstellen von Spritzbeton und Spritzmörtel bekannt, der durch eine besondere Bemessung des Sulfatanteiles und ohne zusätzliche Erstarrungsbeschleuniger die gewünschten Eigenschaften für Spritzbeton und Spritzmörtel und zwar Eigenschaften hinsichtlich kurzer Erstarrungszeit und guten Festigkeitsverhalten besitzen soll. Durch den aus der DE 40 27 332 A bekannten Sulfatanteil, der teilweise Kalziumsulfat sein kann, und berechnet als S03 im Bereich von 0, 04 Gewichtsprozent liegen soll, wird ein schlagartig erstarrender Beton oder Mörtel, wie dies für Spritzbeton und Spritzmörtel gefordert ist erhalten.
Dies setzt aber voraus, dass Zuschlagsstoffe (Sand usw. ) erst unmittelbar vor dem Aufbringen des Spritzbeton oder Spritzmörtels mit dem Bindemittel vermengt werden, da sonst wegen der Eigenfeuchte der Zuschlagstoffe eine vorzeitige Härtung und ein Verlust an Bindevermögen eintreten würde.
Aus der am 15. August 1994 bekanntgemachten Patentanmeldung A 2399/93 ist ein hydraulisches Bindemittel für Spritzbeton, der nach dem Trockenspritzverfahren mit trockenen oder naturfeuchten Zuschlägen herzustellen ist, bekannt. Wesentlich für das bekannte Bindemittel ist dessen Gehalt an einem mineralischen, pH-neutralen, aluminiumhydroxidhaltigen Abbindebeschleuniger.
Bei den bekannten Bindemitteln für Spritzbeton und Spritzmörtel beginnt beim Vermischen von Bindemittel und naturfeuchten Zuschlägen die Keimbildung und die Erstarrung noch in den zur Spritzdüse führenden Förderleitungen, so dass eine ordnungsgemässe Verarbeitung des Spritzbetons und Spritzmörtels nicht mehr möglich ist, und die Qualität des Spritzbetons und Spritzmörtels beeinträchtigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein schnell erstarrendes und schnell erhärtendes hydraulisches Bindemittel für Mörtel und Beton zu Verfügung zu stellen, das auf Grund seiner Eigenschaften bevorzugt für die Herstellung von Spritzbeton und - mörtel nach dem Trockenspritzverfahren mit trockenen Zuschlägen als Werksfertiggemisch oder mit naturfeuchten Zuschlägen verwendet werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem hydraulischen Bindemittel für Mörtel und Beton, gemäss Anspruch 1.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen hydraulischen Bindemittels sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung erlaubt es den Erstarrungsbeginn des hydraulischen Bindemittels genau einzustellen, so dass die Verwendung naturfeuchter Zuschlagstoffe möglich ist. So kann das Bindemittel mit den feuchten Zuschlagstoffen, je nach der Einstellung des Bindemittels bis zu einigen Minuten in Berührung, d. h. gemischt, sein, ohne dass die Erstarrung beginnt oder eine Keimbildung auftritt. Die Kontaktzeit zwischen den feuchten Zuschlagstoffen und dem erfindungsgemässen schnell erstarrenden und erhärtenden Bindemittel kann je nach Bedarf eingestellt werden und ist mit Vorteil so lange wie es dem Erstarrungsbeginn der Bindemittelmischung entspricht. Dies mit der Massgabe, dass vor dem Erstarrungsbeginn eine echte Ruhepause der Bindemittelmischung nach dem Wasserzusatz, möglichst ohne Keimbildung vorhanden ist.
Dies ist im Gegensatz zu bekannten Bindemitteln bei dem erfindungsgemässen Bindemittel auch bei Portlandzementklinkern mit relativ hohem Gehalt an Tricalciumaluminat (grösser 10 Masse-%) gewährleistet.
Das Einstellen des Erstarrungsbeginns der erfindungsgemässen Bindemittelmischung erfolgt in der Regel werksseitig durch Zumahlen oder Zumischen der Additive. Es ist aber auch möglich den Erstarrungsbeginn des erfindungsgemässen Bindemittels bei besonderen Anforderungen auch während der Herstellung des Spritzbetons auf der Baustelle durch Zugabe pulverförmiger oder flüssiger (alkalifreier) Zusatzmittel, wie Beschleuniger zu verändern, vornehmlich zu verkürzen.
Das erfindungsgemässe hydraulische Bindemittel kann dadurch hergestellt werden, dass Portlandzementklinker mit den wesentlichen Bestandteilen der Grundmischung des hydraulischen Bindemittels gemäss der Erfindung vermahlen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt sich das erfindungsgemässe Bindemittel aus Portlandzementklinker, einem oder mehreren anorganischen Abbindebeschleunigern (Natriumcarbonat, amorphes AlHydroxid), einem Verflüssiger (Na-Ligninsulfonat) und einem Erstarrungsverzögerer oder einem Gemisch mehrerer Erstarrungsverzögerer, wie Gips (Calciumsulfatdihydrat) oder Kalkhydrat, zusammen.
Der Grundmischung des erfindungsgemässen hydraulischen Bindemittels aus Portlandzementklinker, Abbindebeschleuniger, Erstarrungsverzögerer und Verflüssiger, kann gegebenenfalls ein Füllstoff z. B.
Kalkstein, Flugasche o. dgl. zugegeben werden.
In einem Ausführungsbespiel weist das hydraulische Bindemittel der Erfindung nachstehende Zusammensetzung auf.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Portlandzementklinker <SEP> 95, <SEP> 0-99, <SEP> 2 <SEP> Masse-% <SEP>
<tb> anorganischer <SEP> Abbindebeschleuniger <SEP> 0, <SEP> 1-2, <SEP> 0 <SEP> Masse-% <SEP>
<tb> Erstarrungsverzögerer <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> Masse-%
<tb>
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EMI2.1
<tb>
<tb> Verflüssiger <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,15 <SEP> Masse-%
<tb>
Füllstoff (bezogen auf die Grundmischung) 0-10, 0 Masse-%
Nachstehend werden einige Beispiele von erfindungsgemässen Bindemittelmischungen wiedergegeben, wobei diese Bindemittelmischungen werkmässig durch Vermahlen der Komponenten bis zur Mahifeinheit von 4. 850 bis 5. 050 cm2/g nach Blaine hergestellt worden sind.
EMI2.2
<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> 1 <SEP> : <SEP>
<tb> Portlandzementklinker <SEP> 97.80 <SEP> M-%
<tb> Natriumcarbonat <SEP> 0,77 <SEP> M-%
<tb> Na-Ligninsulfonat <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> M-% <SEP>
<tb> Kalkstein <SEP> 1,35 <SEP> M-%
<tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> : <SEP>
<tb> Portiandzementklinker <SEP> 97,70 <SEP> M-%
<tb> Natriumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 77 <SEP> M-% <SEP>
<tb> amorphes <SEP> Al-Hydroxid <SEP> 0.10 <SEP> M-%
<tb> Na-Ligninsulfonat <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> M-% <SEP>
<tb> Kalkstein <SEP> 1, <SEP> 35 <SEP> M-% <SEP>
<tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> : <SEP>
<tb> Portlandzementklinker <SEP> 97,10 <SEP> M-%
<tb> Natriumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 73 <SEP> M-% <SEP>
<tb> Calciumsulfatdihydrat <SEP> 0,97 <SEP> M-%
<tb> Na-Ligninsulfonat <SEP> 0,08 <SEP> M-%
<tb> Kalkstein <SEP> 1,12 <SEP> M-%
<tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> :
<SEP>
<tb> Portlandzementklinker <SEP> 96,20 <SEP> M-%
<tb> Natriumcarbonat <SEP> 0, <SEP> 75 <SEP> M-% <SEP>
<tb> Calciumsulfatdihydrat <SEP> 0,96 <SEP> M-%
<tb> Kalkhydrat <SEP> 0, <SEP> 96 <SEP> M-%
<tb> Na-Ligninsulfonat <SEP> 0, <SEP> 08m-% <SEP>
<tb> Kalkstein <SEP> 1, <SEP> 05 <SEP> M-% <SEP>
<tb> (M-% <SEP> = <SEP> Massenprozent)
<tb>
In der nachstehenden Tabelle sind für die vier aufgeführten Beispiele die Ergebnisse der Erstarrungsund Festigkeitsprüfung zusammengefasst. Das Erstarrungsverhalten wurde am Bindemittelleim geprüft, die Festigkeitsentwicklung an Mörtelprismen nach EN 196.
EMI2.3
<tb>
<tb>
Beispiel <SEP> Erstarrungsverhalten <SEP> Druckfestigkeitsentwicklung
<tb> W/B-Wert <SEP> E-Beginn <SEP> E-Ende <SEP> W/B-Wert <SEP> 1h <SEP> 3h <SEP> 6h <SEP> 1d <SEP> 28d <SEP>
<tb> min <SEP> s <SEP> min <SEP> s <SEP> [N/mm2] <SEP>
<tb> 1 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 1 <SEP> 05 <SEP> 1 <SEP> 30 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> 29, <SEP> 4 <SEP> 41. <SEP> 3 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 30 <SEP> 45 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 26, <SEP> 6 <SEP> 37, <SEP> 4 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 3 <SEP> 00 <SEP> 3 <SEP> 15 <SEP> 0,4 <SEP> 1,0 <SEP> 2,0 <SEP> 4,5 <SEP> 27,8 <SEP> 39,3
<tb> 4 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP> 6 <SEP> 30 <SEP> 8 <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 1.
<SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 26, <SEP> 3 <SEP> 40, <SEP> 7 <SEP>
<tb>
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden : Ein hydraulisches Bindemittel, das vornehmlich für das Herstellen von Spritzbeton und -mörtel nach dem Trockenspritzverfahren mit trockenen oder naturfeuchten zuschlägen verwendet werden kann, besitzt als hydraulisches Bindemittel Portlandzementklinker, wenigstens einen anorganischen Abbindebeschleuniger,
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wenigstens einen Erstarrungsverzögerer und wenigstens einen Verflüssiger sowie gegebenenfalls wenigstens einen Füllstoff.
Das Bindemittel ist so zusammengesetzt, dass vor dem Erstarrungsbeginn eine echte Ruhepause der Bindemittelmischung ohne Keimbildung gegeben ist, die es erlaubt, das Bindemittel mit den Zuschlägen, auch wenn diese naturfeucht sind, zu mischen bevor es durch eine Förderleitung zu einer Spritzdüse befördert wird, in der Wasser zugemischt wird.