AT517029A1 - Mischzementzusammensetzung - Google Patents

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AT517029A1 ATA171/2015A AT1712015A AT517029A1 AT 517029 A1 AT517029 A1 AT 517029A1 AT 1712015 A AT1712015 A AT 1712015A AT 517029 A1 AT517029 A1 AT 517029A1
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Abstract

Betongemischzusammensetzung, umfassend ein hydraulisches Bindemittel, umfassend 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines erg nzenden zementartigen Materials, Aggregate und einen Wasserreduzierer, wobei das Wasser/Bindemittel-Verh ltnis 0,35-0,50 betr gt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betongemischzusammensetzung, umfassend ein hydraulisches Bindemittel und Aggregate, wobei das Wasser/Bindemittel-Verhältnis 0,35-0,50 beträgt.
Weiters betrifft die Erfindung ein hydraulisches Bindemittel zur Herstellung einer solchen Betongemischzusammensetzung.
Beton ist ein in sehr breitem Maße verwendetes Konstruktionsmaterial mit hoher Festigkeit und guter Haltbarkeit. Zusätzlich zu Aggregaten und Wasser enthält er außerdem Portlandzement als ein hydraulisches Bindemittel, das durch Verfestigung und Aushärten in Kontakt mit Wasser Festigkeits-ausbildende Phasen erzeugt. Beton auf Basis von Portlandzement-Klinker ist somit eines der wichtigsten Bindemittel weltweit.
Durch Zugeben verschiedener Mineralzusätze, wie z.B. granulierter Hochofenschlacke (gbfs), Flugasche, natürlicher Puzzolane, kalzinierter Tone oder gemahlenem Kalkstein zu Portlandzement, können zusammengesetzte Portlandzemente mit verschiedenen Eigenschaften hergestellt werden. Gleichzeitig wird die spezifische Emission von CO2 bei der Herstellung von Zement reduziert, indem man die genannten Zusatzstoffe für Portlandzement austauscht, da während der Herstellung von Portlandzement-Klinker durch das Kalzinieren der Rohmaterialien und durch die Oxidation der Treibstoffe in dem Drehrohrofen etwa 0,9 Tonnen an C02 pro Tonne Portlandzement-Klinker ausgestoßen werden. Die Zugabe von Additiven zu Portlandzement ist eine etablierte Praxis seit über 100 Jahren und wird in zahlreichen Zement- und Betonstandards geregelt.
Die Mineralzusätze, typischerweise zwischen 10 und 50 Gew.-% des gesamten Bindemittelgewichts, sind bei den meisten
Anwendungen gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Flugasche, Puzzolane, gemahlener Kalkstein oder Gemische davon. Es ist bekannt, dass die Erhöhung des Gehalts der ergänzenden zementartigen Materialien bei solchen zusammengesetzten Bindemitteln die Entwicklung der Festigkeit von gehärtetem Beton negativ beeinflusst.
Das Wasser-Bindemittel-Verhältnis einer Betonzusammensetzung ist das Verhältnis des Gewichts des Wassers zu dem Gewicht des hydraulischen Bindemittels (einschließlich Portlandzement und Mineralzusätzen), das in einem Betongemisch verwendet wird und einen wichtigen Einfluss auf die Qualität des hergestellten Betons hat. Bei Bindemitteln mit einem erhöhten Gehalt an Mineralzusätzen wird oft ein geringeres Wasser-Zement-Verhältnis verwendet, um die Festigkeit und Haltbarkeit zu erhöhen, was das Platzieren des Gemischs jedoch schwieriger machen kann. Platzierungsschwierigkeiten können durch die Verwendung von Weichmachern oder Fließmitteln teilweise gelöst werden, jedoch erhöhen solche Additive die Kosten stark.
Es sind diverse Versuche unternommen worden, um Betongemischzusammensetzungen mit einem hohen Gehalt an Mineralzusätzen zu erhalten, jedoch ohne die anfänglichen und späten Werte für die Druckfestigkeit zu verringern.
Die CA 2809225 Al beschreibt eine Betonzusammensetzung, die Wasser (bevorzugt 100-150 kg pro Kubikmeter Beton), Portlandzement (bevorzugt 18-89 kg pro Kubikmeter Beton) und sekundäre zementartige Materialien in einer Menge von 80% des gesamten Bindemittels umfasst. Das resultierende Wasser-Bindemittel-Verhältnis beträgt 0,35-0,45. Die
Bindemittelzusammensetzung umfasst 5-30 Gew.-% Portlandzement, 0-20 Gew.-% Silicastaub, 0-50 Gew.-% Flugasche und 42-75 Gew.- % Hochofenschlacke. Die in der CA 28909225 Al beschriebene Erfindung erfordert die Verwendung ultra-feiner reaktiver Materialien zum Erreichen hinreichend hoher Festigkeitswerte, die die Eigenschaften des frischen Betons wiederum negativ beeinflussen können und die Gesamtkosten für die Materialien des Betons erhöhen. Ferner wird für den in diesem Patent beschriebenen Beton nicht ein einziger spezieller Nutzen im Bezug auf die Haltbarkeit genannt.
Die FR 2901268 Al beschreibt eine vorgemischte Bindemittelzusammensetzung und einen Beton mit einem reduzierten C02-Fußabdruck. Dies wird durch eine Optimierung der Packungsdichte aller Komponenten der Zusammensetzung, von den ultra-feinen Bindemittelpartikeln bis hin zu den Aggregaten, erreicht. Die Verwendung von hochreaktiven Materialien und die Reduzierung des Wassergehalts im Beton auf sehr niedrige Wasser/Zement-Verhältnisse von 0,18 bis 0,32 ermöglichen die Entwicklung hoher Festigkeit.
Aufgrund des sehr niedrigen Wasser/Zement-Verhältnisses würde der Beton, der in diesem Patent beschrieben ist, relativ schlechte Eigenschaften bezüglich des frischen Betons zeigen, solange nicht kostspielige Hochleistungswasserreduzierer verwendet werden. Ferner machen die Komplexität der Bindemittelzusammensetzung und die Verwendung vieler verschiedener Komponenten diese Erfindung in Zementwerken schwer realisierbar. Der sehr niedrige Wassergehalt dieses Betons macht dessen Implementierung bei Fertiggemisch-Operationen schwierig, und zwar aufgrund der hohen Auswirkung, die kleine Variationen der Beimischungsdosierung auf die Betoneigenschaften, insbesondere die Eigenschaften des frischen Betons, hätten. Variationen, die typischerweise im Genauigkeitsbereich der Maßeinheiten liegen, wie sie in
Transportbetonwerken verwendet werden, würden die Variabilität der Eigenschaften des frischen Betons, wie etwa das anfängliche Setzmaß und die Setzmaßerhaltung, signifikant erhöhen. Aus diesen Gründen würde sich die in der FR 2901268 Al offenbarte Erfindung bei Fertiggemisch-Operationen als schwer realisierbar erweisen und ihre Gesamtkosten pro Kubikmeter wären hoch.
Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Betongemischzusammensetzung bereitzustellen, die sowohl hohe anfängliche und späte Werte für die Druckfestigkeit als auch eine hohe Haltbarkeit besitzt, jedoch nicht die Verwendung niedriger Wasser-Zement-Verhältnisse oder ultrafeiner reaktiver Bindemittelpartikel erfordert. Ferner sollen wesentliche Eigenschaften des frischen Betons, wie etwa das anfängliche Setzmaß und die Setzmaß-Fließerhaltung, sehr gut sein.
Um diese und andere Ziele zu lösen, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Betongemischzusammensetzung ein hydraulisches Bindemittel, umfassend 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines ergänzenden zementartigen Materials, Aggregate und einen Wasserreduzierer umfasst, wobei das Wasser/Bindemittel-Verhältnis 0,35-0,50 beträgt.
Bevorzugt umfasst die Betongemischzusammensetzung im wesentlichen keinerlei andere Bestandteile und besteht daher im wesentlichen aus einem hydraulischen Bindemittel, bestehend aus 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines ergänzenden zementartigen Materials, Aggregaten und einem Wasserreduzierer, wobei das Wasser/Bindemittel-Verhältnis 0,35-0,50 beträgt.
Es wurde herausgefunden, dass die Verbindung spezifischer Typen von Portlandzementen mit einigen ergänzenden zementartigen Materialien in einem spezifischen Betonmischungsschema (mit dem oben angezeigten engen Bereich von Zement und ergänzenden Anteilen von zementartigem Material) in überraschend hohen Festigkeitswerten des gehärteten Betons resultiert, selbst bei Temperaturen, die Winterbedingungen entsprechen, und sehr gute Eigenschaften des frischen Betons und eine exzellente Haltbarkeit aufweist. Insbesondere umfasst das hydraulische Bindemittel gewöhnlichen Portlandzement und ergänzende zementartige Materialien in einem Gewichtsverhältnis von 2:3.
Es wurde außerdem herausgefunden, dass dieser Hochleistungsbeton nicht die Verwendung von Materialien benötigt, die für ihre höhere Reaktivität bekannt sind, wie etwa ultrafeiner Portlandzement, ultrafeine gemahlene Schlacken oder Silicastaub. Stattdessen ist Zement mit Standardreaktivität wie etwa ein CEM I 32.5N (gemäß der EN 197 Klassifikation von Zementen) ausreichend, um in 24 Stunden eine geeignete Festigkeit zu erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird gemahlene granulierte Hochofenschlacke als das einzige ergänzende zementartige Material verwendet. Jedoch können andere ergänzende zementartige Materialzusammensetzungen ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise kann ein Gemisch aus gemahlener granulierter Hochofenschlacke und Flugasche als besagtes ergänzendes zementartiges Material verwendet werden. Andere ergänzende zementartige Materialien wie etwa Puzzolane und gemahlener Kalkstein können ebenfalls verwendet werden. Allgemein kann das ergänzende zementartige Material gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Flugasche, Puzzolane, gemahlenen Kalkstein oder Gemische davon sein.
Der Gehalt des ergänzenden zementartigen Materials in dem Betonmischungsschema liegt bevorzugt zwischen 160 und 230 kg pro Kubikmeter Beton. Bevorzugt werden 180 kg des ergänzenden zementartigen Materials pro Kubikmeter Beton verwendet.
Die erfindungsgemäße Betongemischzusammensetzung enthält außerdem einen Wasserreduzierer, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern und die anfängliche Abbindungszeit des Betons zu erhöhen. Wasser-reduzierende Beimischungen reduzieren für gewöhnlich den benötigten Wassergehalt für ein Betongemisch um etwa 5 bis 10 %. Folglich benötigt Beton, der eine Wasserreduzierende Beimischung enthält, weniger Wasser, um ein erforderliches Setzmaß zu erreichen, als unbehandelter Beton.
Die verwendeten Beimischungen sind typische kommerziell erhältliche Wasserreduzierer, wie etwa Polycarboxylatether-Wasserreduzierer oder Wasserreduzierer auf Basis von Polynaphthalinsulfonat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Wasserreduzierer in einer Menge zwischen 1,5 und 4,0 kg, bevorzugt von 2,1 kg, pro Kubikmeter Beton vor. Bevorzugt kann der Wasserreduzierer in einer Menge hinzugegeben werden, die geeignet ist, um einen Fluss des frisch gemischten Betons von 180 mm +/- 20 mm in 10 min zu erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt Wasser in einer Menge von 130-145 1, bevorzugt von 135 1, pro Kubikmeter Beton vor.
Kommerziell erhältliche Beschleuniger, Modifikatoren der Abbindungszeit, Luftporenbildner, Schwindreduzierer oder andere Beimischungen wie in EN-234 definiert, können ebenfalls verwendet werden, um die spezifischen Eigenschaften der Betone der Erfindung zu verbessern. Verzögernde Beimischungen, die die Abbindungsgeschwindigkeit des Betons verlangsamen, werden verwendet, um der beschleunigenden Wirkung von heißem Wetter auf die Betonabbindung entgegenzuwirken. Hohe Temperaturen verursachen oft eine erhöhte Aushärtungsgeschwindigkeit, die die Platzierung und Fertigstellung schwierig macht. Verzögerer halten den Beton während der Platzierung bearbeitbar und verzögern das anfängliche Abbinden des Betons.
Der bevorzugte Portlandzementgehalt in dem
Betonmischungsschema beträgt 110-130 kg, bevorzugt 120 kg pro Kubikmeter Beton.
Um die beschriebenen Ergebnisse zu erreichen, beträgt der C3A (Tricalciumaluminat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements bevorzugt h 5 Gew.-%, bevorzugter ^ 8 Gew.-%.
Wie oben erwähnt, benötigt die Betongemischzusammensetzung der Erfindung keinen hochreaktiven, ultrafeinen Zement oder ergänzende zementartige Materialien. Daher, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, besitzt das hydraulische Bindemittel eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g. Insbesondere besitzt der gewöhnliche Portlandzement eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g, bevorzugt von 4500 cm2/g, und das ergänzende zementartige Material besitzt eine Blaine-Feinheit von 3500-6500 cm2/g, bevorzugt von 4500-5000 cm2/g.
Ferner sind die spezifischen Typen von Portlandzementen, die besonders gute Ergebnisse bei der vorliegenden Erfindung erreichen, bevorzugt solche, die einen C3S (Tricalciumsilicat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements von 55-65 Gew.-% aufweisen. Der C3S-Gehalt spiegelt die Menge von 3CaO-Si02 in dem Portlandzement wider. Bevorzugt beträgt der SO3 (Sulfat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements ä 3,7 Gew. — %.
Im Hinblick auf das ergänzende zementartige Material sind besonders gute Ergebnisse bei der vorliegenden Erfindung mit einem ergänzenden zementartigen Material mit einer Basizität (Ca0/Si02-Verhältnis) von A 1,0 erreicht worden.
Im Hinblick auf das Aggregat sorgt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dafür, dass das Aggregat in einer Menge von 1700-2100 kg, bevorzugt von 1850-2000 kg, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
Insbesondere kann das Aggregat die folgende Partikelgrößenverteilung umfassen: 800-900 kg/m3 Sand mit einer Partikelgröße von 0-4 mm, 250-350 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 4-8 mm, 300-400 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 8-16 mm, 300-400 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 16-32 mm.
Das erfindungsgemäße Betonmischungsschema resultiert in einer exzellenten Druckfestigkeit und Haltbarkeit. Insbesondere besitzt der Beton eine 28d-Druckfestigkeit von > 45 MPa, bevorzugt von > 50 MPa, insbesondere von > 60 MPa. Ferner besitzt der Beton bevorzugt eine ld-Druckfestigkeit von > 4 MPa, bevorzugt von > 6 MPa, insbesondere von > 8 MPa.
Im Hinblick auf die Haltbarkeit des Betons besitzt der erfindungsgemäße Beton bevorzugt eine Ck-Durchlässigkeit von ^ 0,5 m2-10“16. Ferner besitzt der Beton bevorzugt einen Chlorid-Eindringwiderstand von ^ 1000 Coulomb.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besitzt der Beton eine Karbonatisierungsgeschwindigkeit von ^ 6 mm/Va. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt der Beton einen spezifischen Widerstand von < 1500 Ω -m.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein hydraulisches Bindemittel bereitgestellt, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Betongemischzusammensetzung geeignet ist, umfassend 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines ergänzenden zementartigen Materials.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden beispielhaften Ausführungsformen beschrieben.
Beispiel 1 Mörtel wurde mit den Mörtelzusammensetzungen gemischt wie in Tabelle 1 angegeben. In den Mörtelzusammensetzungen von Tabelle 1 wurde ein hydraulisches Bindemittel, bestehend aus 40 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 60 Gew.-% an gemahlener granulierter Hochofenschlacke (ggbfs), verwendet. Ferner wurde Sand als Aggregat in einer Menge verwendet, die aus dem Sand/Mörtel-Verhältnis (S/M), wie angezeigt, resultiert. Das Sand/Mörtel-Verhältnis stellt das Volumenverhältnis des Sandes gegenüber dem Wasser, dem Sand und dem Bindemittel dar. Ferner wurde Wasser zu dem Gemisch aus hydraulischem Bindemittel und Aggregat in einer Menge hinzugegeben, die aus dem Wasser/Bindemittel-Verhältnis (W/B), wie angezeigt, resultiert. Das Wasser/Bindemittel-Verhältnis stellt das Gewichtsverhältnis des Wassergehalts gegenüber dem Bindemittel (Zement und ggbfs) dar. Ferner wurde ein Wasserreduzierer zu dem Gemisch hinzugegeben, wobei die Dosierung der Beimischung eingestellt wurde, um einen Mörtelfluss von 180 mm +/- 20 mm in 10 min zu erreichen. Der Mörtelfluss wurde auf einer trockenen Glasplatte gemessen.
Tabelle 1 Mörtel- Γ2οτη sä Vi 11 ortp _ . Gewöhnlicher Fluss ±n
System „ , . granulierte S/M W/B , Λ
Portlandzement 10 mm
Hochofenschlacke _[mm]_
General Use _ 0pc GranCem® 1 (Holcim (Holcim 0,56 0,55 192 ' , Kanada,
Kanada, . . Mississauga
Mississauga)
General Use GranCem® 2 °.lC, . (Holcim 0,58 0,50 200 (Holcim Kanada,
Kanada, Mississauga)
Mississauga)
General Use GranCem® 3 . (Holcim 0,60 °'45 193 (Holcim Kanada,
Kanada, Mississauga)
Mississauga) τ Γ„ GranCem®
CEM I 5N 4 (Holcim ° */1Γη 0,56 0,55 184 . , . Kanada,
Deutschland, .,. , , Mississauga)
Hover) 5 CEM 1 ,5N GGBFS o, 56 0,55 174
(Holcim (SIN, JP
Deutschland, Nippon) Höver) CEM I 5N GranCem® , (Holcim (Holcim 6 ' . , rr . 0,56 0,55 168
Deutschland, Kanada, Höver) Mississauga) CEM I 5N ' fHBf .
Hole im p a ^ — 7 Holcim _ , , 0,58 0,50 177 ' , , , Deutschland,
Deutschland, „ Ί . , Salzgitter
Hover)
CEM I 5N GGBFS 8 (Holcim (SIN, JP 0,58 0,50 167
Deutschland, Nippon) Höver) CEM I 5N GranCem® 9 (Holcim (Holcim o, 58 0,50 182
Deutschland, Kanada, Höver) Mississauga)
CEM I 5N GGBFS 10 (Holcim (Holcim 0 60 0,45 168
Deutschland, Deutschland, Höver) Salzgitter)
CEM I 5N GGBFS 11 (Holcim (SIN, JP 0,60 0,45 162
Deutschland, Nippon) Höver) T GranCem® CEM I 5N . 12 (Holcim (Holcim 0,60 0,45 186 , , , Kanada,
Deutschland, ... . . . Mississauga)
Hover)
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurden verschiedene Typen von gewöhnlichem Portlandzement und von ggbfs verwendet. Die relevanten Parameter der in den Beispielen verwendeten Typen von gewöhnlichem Portlandzement und der verwendeten ggbfs sind wie folgt angegeben:
General Use OPC (Holcim Kanada, Mississauga) C3A-Gehalt: 8,4 Gew.-% C3S-Gehalt: 53,4 Gew.-%
Blaine-Feinheit: 4320 cm2/g SC^-Gehalt: 4,1 Gew.-% CEM I 5N (Holcim Deutschland, Höver) C3A-Gehalt: 11,1 Gew.-% C3S-Gehalt: 60,7 Gew.-%
Blaine-Feinheit: 4510 cm2/g S03-Gehalt: 3,7 Gew.-%
High Early Strength Zement (Holcim Kanada, Mississauga): — C3A_Gehalt: 8,4 Gew. —% C3S-Gehalt: 53,4 Gew.-%
Blaine-Feinheit: 5070 cm2/g SC>3-Gehalt: 4,2 Gew.-%
GranCem® (Holcim Kanada, Mississauga)
Blaine-Feinheit: 6540 cm2/g C/S-Verhältnis: 1,0 GGBFS (SIN, JP Nippon)
Blaine-Feinheit: 4190 cm2/g C/S-Verhältnis: 1,3 GGBFS (Holcim Deutschland, Salzgitter)
Blaine-Feinheit: 3900 cm2/g C/S-Verhältnis: 1,0
Der Mörtel wurde bei 20°C hergestellt und ausgehärtet, und sein jeweiliger Fluss wurde auf einer Glasplatte gemessen, die Festigkeit wurde durch Gießen von 4x4x16 Prismen gemessen, und die Abbindungszeiten wurden gemäß ASTM gemessen. Wie aus Tabelle 2 zu sehen ist, besitzen die Zusammensetzungen von
Tabelle 1 eine gute frühe Festigkeitsentwicklung, einen exzellenten Wert für die 28-Tage-Festigkeit, sowie gute Abbindungszeiten. In einigen Fällen liegt die Festigkeit nach 91 Tagen oberhalb von 80 MPa.
Tabelle 2
Anfäng- Finale
Druck- Druck- liehe Abbin- „rUC. , festigkeit festigkeit Abbin- dungs-
System festigkeit „ . .. , m , 28 Tage 91 Tage dungs- zeit ag a [MPa] [MPa] zeit [min] [min] “Ϊ 471 59, 3 66, 9 502 662 2 6, 0 70,9 80, 0 494 614 3 3,4 49,0 61,0 437 567 4 5,2 55,9 70,5 359 479 5 7,6 60,7 71,8 322 442 6 4,6 55,3 64,9 401 506 7 6,9 67,0 77,3 383 508 8 10,0 72,4 82,8 354 474 9 6, 1 61,3 71, 5 442 552 10 9,6 77,1 84,4 419 534 11 12, 9 81,3 91, 6 424 549 12 9,4 * 85, 1 471 576
Beispiel 2
Ein Beton wurde unter Verwendung der folgenden Gemischzusammensetzung hergestellt:
Komponente kg/m3
Gewöhnlicher Portlandzement 120
Gemahlene granulierte Hochofenschlacke 180
Wasser 135
Sand (Partikelgröße 0-4 mm) 857
Aggregat (Partikelgröße 4-8 mm) 297
Aggregat (Partikelgröße 8-16 mm) 359
Aggregat (Partikelgröße 16-32 mm) 358
Wasserreduzierer - Plastol 341 Eingestellt, um 15 cm Setzmaß zu erreichen
Plastol 341 ist eine auf Polycarboxylat basierende weichmachende Beimischung.
Das Mischungsschema von Beispiel 2 wurde unter Verwendung verschiedener Typen von Portlandzement und von ggbfs und durch Wählen verschiedener Beimischungen variiert. Tabelle 3 zeigt drei Zusammensetzungen unter Verwendung von Kalksteinzement für allgemeine Verwendungszwecke (General Use). Tabelle 4 zeigt zwei Zusammensetzungen unter Verwendung von Zement mit hoher früher Festigkeit (High Early Strength).
Tabelle 3
Tabelle 4
Wie in den Tabellen 3 und 4 gezeigt, bei allen Kombinationen von Zementtypen und Beimischungen, besitzen die Betonmischungsschemata der Erfindung eine exzellente Festigkeitsentwicklung und exzellente Haltbarkeit.
Durch Vergleichen der Festigkeitswerte von Tabelle 3 mit denen aus Tabelle 4 ist ersichtlich, dass man durch Erhöhen der
Reaktivität des Zements in Kombination mit der Verwendung spezifischer Beimischungen Werte der 1-Tages-Festigkeit von 10 MPa erhalten kann.
Der Beton der Erfindung besitzt einen CC>2-Fußabdruck von etwa 100 kg/m3.

Claims (35)

  1. Patentansprüche:
    1. Betongemischzusammensetzung, umfassend: ein hydraulisches Bindemittel, umfassend 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines ergänzenden zementartigen Materials, Aggregate, einen Wasserreduzierer, wobei das Wasser/Bindemittel-Verhältnis 0,35-0,50 beträgt.
  2. 2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei das ergänzende zementartige Material gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Flugasche, Puzzolane, gemahlener Kalkstein oder Gemische davon ist.
  3. 3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das ergänzende zementartige Material aus gemahlener granulierter Hochofenschlacke und/oder Flugasche besteht.
  4. 4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei Wasser in einer Menge von 130-145 1, bevorzugt von 135 1, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
  5. 5. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei gewöhnlicher Portlandzement in einer Menge von 110-130 kg, bevorzugt von 120 kg, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
  6. 6. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der C3A (Tricalciumaluminat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements > 5 Gew.-%, bevorzugt > 8 Gew.-%, beträgt.
  7. 7. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das ergänzende zementartige Material, insbesondere Hochofenschlacke, in einer Menge von 160-230 kg, bevorzugt von 180 kg, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
  8. 8. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das hydraulische Bindemittel eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g aufweist.
  9. 9. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der gewöhnliche Portlandzement eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g, bevorzugt von 4500 cm2/g, aufweist.
  10. 10. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das ergänzende zementartige Material eine Blaine-Feinheit von 3500-6500 cm2/g, bevorzugt von 4500 bis 5000 cm2/g, aufweist.
  11. 11. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der C3S (Tricalciumsilicat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements 50-65 Gew.-%, bevorzugt 55-65 Gew.-%, beträgt.
  12. 12. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der S03 (Sulfat)- Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements ^ 3,7 Gew.-% beträgt.
  13. 13. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Basizität (CaO/Si02-Verhältnis) der Schlacke ^1,0 ist.
  14. 14. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Aggregat in einer Menge von 1700-2100 kg, bevorzugt von 1850-2000 kg, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
  15. 15. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Aggregat die folgende Partikelgrößenverteilung umfasst: 800-900 kg/m3 Sand mit einer Partikelgröße von 0-4 mm, 250-350 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 4-8 mm, 300-400 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 8-16 mm, 300-400 kg/m3 Aggregat mit einer Partikelgröße von 16-32 mm.
  16. 16. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Wasserreduzierer in einer Menge zwischen 1,5 und 4,0 kg, bevorzugt 2,1 kg, pro Kubikmeter Beton vorliegt.
  17. 17. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Wasserreduzierer Polycarboxylatether oder Polynaphthalinsulfonat umfasst.
  18. 18. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Zusammensetzung ferner Abbindungsbeschleuniger, Modifikatoren der Abbindungszeit, Luftporenbildner und/oder Schwindreduzierer enthält.
  19. 19. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Beton eine 28d-Druckfestigkeit von > 45 MPa, bevorzugt von > 50 MPa, insbesondere von > 60 MPa, aufweist.
  20. 20. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei der Beton eine ld-Druckfestigkeit von > 4 MPa, bevorzugt von > 6 MPa, insbesondere von > 8 MPa, aufweist.
  21. 21. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Beton eine 02-Durchlässigkeit von <0,5 m2-10-16 aufweist.
  22. 22. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei der Beton einen Chlorid-Eindringwiderstand von ^ 1000 Coulomb aufweist.
  23. 23. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei der Beton eine Karbonatisierungsgeschwindigkeit von ^ 6 mm/Va aufweist.
  24. 24. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 23, wobei der Beton einen spezifischen Widerstand von ^ 1500 Ω -m aufweist.
  25. 25. Ein hydraulisches Bindemittel zur Herstellung einer Betongemischzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, umfassend 35-45 Gew.-% an gewöhnlichem Portlandzement und 55-65 Gew.-% eines ergänzenden zementartigen Materials.
  26. 26. Hydraulisches Bindemittel gemäß Anspruch 25, wobei das ergänzende zementartige Material gemahlene granulierte Hochofenschlacke, Flugasche, Puzzolane, gemahlener Kalkstein oder Gemische davon ist.
  27. 27. Hydraulisches Bindemittel gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei das ergänzende zementartige Material aus gemahlener granulierter Hochofenschlacke und/oder Flugasche besteht.
  28. 28. Hydraulisches Bindemittel gemäß Anspruch 25, 26 oder 27, wobei der C3A (Tricalciumaluminat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements ^ 5 Gew.-%, bevorzugt ^ 8 Gew.-%, beträgt.
  29. 29. Hydraulisches Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei das hydraulische Bindemittel eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g aufweist.
  30. 30. Hydraulisches Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29, wobei der gewöhnliche Portlandzement eine Blaine-Feinheit von 3000-5000 cm2/g, bevorzugt von 4500 cm2/g, aufweist.
  31. 31. Hydraulisches Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 25 bis 30, wobei das ergänzende zementartige Material eine Blaine-Feinheit von 3500-6500 cm2/g, bevorzugt von 5000 cm2/g, aufweist.
  32. 32. Hydraulisches Bindemittel gemäß einem der Ansprüche 25 bis 31, wobei der C3S (Tricalciumsilicat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements 50-65 Gew.-%, bevorzugt 55-65 Gew.-%, beträgt.
  33. 33. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 32, wobei der SO3 (Sulfat)-Gehalt des gewöhnlichen Portlandzements h 3,7 Gew.-% beträgt.
  34. 34. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 33, wobei die Basizität (CaO/SiC>2-Verhältnis) der Schlacke h 1,0 ist.
  35. 35. Ein Bauelement, umfassend Beton oder bestehend aus Beton, der unter Verwendung einer Betongemischzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 hergestellt wurde. Wien, 11. Juni 2015
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