Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft einen Beton, welcher zumindest Gesteinskörnungen und Zement enthält, gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 7.
Stand der Technik
[0002] Die Verwendung von Sägespänen bzw. Sägemehl bei der Herstellung von Beton ist grundsätzlich unter dem Begriff Holzbeton bekannt. Dabei handelt es sich allerdings um einen Beton, der zum grössten Teil aus Sägespänen besteht. So wird beispielsweise ein Gemisch aus 5 Volumenteilen Sägespänen und 3 Volumenteilen Zement mit Wasser angerührt, bis es etwa die Konsistenz von feuchter Gartenerde hat. Daraus wurden dann Nistkästen, Bruthöhlen und Überwinterungsquartiere für diverse Tiere hergestellt. Aus einem solchen Holzbeton werden auch Wandplatten gefertigte, die als Nagelplatten bekannt sind, das heisst deren Festigkeit so gering ist, dass Nägel mühelos eingetrieben werden können.
Darstellung der Erfindung
[0003] Zweck der Erfindung ist es, Sägemehl auch bei der Herstellung von normalem Beton zu verwenden.
[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch:
<tb>a.<sep>einen Beton gemäss Anspruch 1, der zumindest aus Gesteinskörnungen und Zement besteht, und weiter als Zusatzstoff Sägemehl enthält; sowie
<tb>b.<sep>ein Verfahren zur Herstellung des Betons nach Anspruch 7, durch Anfertigung einer Betonmischung mindestens aus Gesteinskörnungen, Zement und Wasser, wobei man zusätzlich Sägemehl als Zusatzstoff zugibt.
[0005] Durch die Verwendung von Sägemehl als Zusatzstoff ergeben sich in überraschenderweise eine Reihe besonderer Vorteile:
Das Sägemehl bewirkt die Bildung von fein verteilten Luftporen und erhöht damit den Frostwiderstand respektive die Dauerhaftigkeit des Betons im Vergleich zu einem Beton ohne Zusatzmittel.
Das Sägemehl erhöht die Kohäsion des Frischbetons, wodurch die Wasserabsonderung und die Entmischungsneigung reduziert wird, dies ebenfalls im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildenden Zusatzmitteln.
Die Dosierung und Wirkung des Sägemehls ist gut steuerbar, dies ebenfalls im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildendem Zusatzmittel.
Das Sägemehl ist gut abbaubar, wodurch der Rückbau problemlos möglich ist,
dies wiederum im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildendem Zusatzmittel.
Das Sägemehl ist überdies ein Reststoff aus der Holzverarbeitung, was ökologisch vorteilhaft ist.
[0006] Das Sägemehl liegt ausserhalb der Definitionen der bisher üblichen Betonzusatzmittel (neue Kombination von Wirkungen) und Betonzusatzstoffen (nichtanorganisch). Die grundsätzliche Anforderungen der Schweizerischen Norm SNEN 206-1 an die Ausgangsstoffe werden durch das Sägemehl erfüllt. Von der Art und der Anwendung her ist das Sägemehl aber eher ein Zusatzstoff.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 sowie 8 bis 12 beschrieben.
[0008] Die Kombination der Wirkung und die Art der Anwendung des Sägemehls stellen somit eine Neuerung/Verbesserung gegenüber den bisher gebräuchlichen Zusatzmitteln und Zusatzstoffen dar.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Eine bevorzugte Betonrezeptur ist:
[0009]
<tb>Gesteinskörnung 0732 mm (trocken)<sep>1850 kg/m<3>
<tb>Zement (z.B. CEM ll/A-LL 42.N)<sep>300 kg/m<3>
<tb>Wasser<sep>170 kg/m<3>
<tb>Kibaplast B (0.2% v. CEM)<sep>0.6 kg/m<3>
<tb>Sägemehl (0.6 bis 5.0% v.CEM)<sep>2 bis 15 kg/m<3>
[0010] Es wurden sechs Versuche durchgeführt und die Frisch- und Festbetoneigenschaften festgestellt. Hierzu wurden sechs 50-Liter-Mischungen in einem Labormischer hergestellt, je eine Frischbetonkontrolle durchgeführt und je vier Würfel 150 mm hergestellt.
[0011] Als Ausgangsmischungen dienten die Rezepte der Betonsorten B200 und F600. Das Sägemehl wurde jeweils in Dosierungen von 2 kg/m<3> (=100 g/50 l) und 10 kg/m<3> (=500 g/50 l) zusätzlich zugemischt. Die einzelnen Ausgangsstoffe wurden auf ca 1g genau abgewogen und von Hand in den Mischer gegeben. Das Wasser und die Zusatzmittel wurden nach einer kurzen Trockenmischzeit zudosiert.
[0012] In Tabelle 1 sind die verwendeten Mischungszusammensetzungen (in kg/50 l) und die daraus berechneten Dosierungen für den Beton mit LP=0 (Stoffraumrechnung) zusammengefasst.
Tabelle 1: Mischungszusammensetzung und Dosierungen
[0013]
<EMI ID=2.1>
[0014] Die Ergebnisse der Frischbetonkontrolle sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Das Verdichtungsmass wurde mit dem Plastimeter gemessen. Bei den Mischungen FO, F2 und F10 wurde der Wassergehalt nicht ermittelt.
[0015] Bei der Verarbeitung zeigte sich, dass der Frischbeton durch die Zugabe von Sägemehl "klebriger" und das Wasserrückhaltevermögen grösser wurde. Das Verdichtungsmass wurde dadurch aber praktisch nicht verändert.
Tabelle 2: Ergebnisse der Frischbetonkontrolle
[0016]
<EMI ID=3.1>
Abbildung 1: Luftporengehalt in Funktion der Sägemehldosierung
[0017]
<EMI ID=4.1>
[0018] Wie Abbildung 1 zeigt, wurde bei der Zumischung von Sägemehl der LP-Gehalt deutlich grösser, nämlich um ca. 0.6 Vol-% pro kg/m<3> Sägemehl bei B200 und um ca. 0.3 Vol-% pro kg/m<3> Sägemehl bei F 600.
[0019] In Tabelle 3 sind die gemessenen Festigkeiten zusammengefasst.
Tabelle 3: Ergebnisse der Festigkeitsprüfung
[0020]
<EMI ID=5.1>
Abbildung 2 : Festigkeitsentwicklung
[0021]
<EMI ID=6.1>
[0022] Abbildung 2 zeigt, dass die Festigkeitsentwicklung durch die Sägemehlzugabe nur geringfügig verändert wird. Die Reduktion der Festigkeit durch das Sägemehl kann durch die Erhöhung des LP-Gehalts erklärt werden.
[0023] Aus der Festigkeitsentwicklung und der Übereinstimmung zwischen Festigkeits- und Rohdichteveränderung kann gefolgert werden, dass das Sägemehl keinen direkten Einfluss auf die Festigkeit des Betons hat. Insbesondere kann keine Störung der Hydratation durch Holzinhaltstoffe festgestellt werden (vgl. Einfluss von frischen Schalbrettern).
[0024] Die Ergebnisse der Versuche können wie folgt zusammengefasst werden:
Die Sägemehlzugabe bewirkte, dass die Kohäsion des Frischbetons zunahm. Die entsprechende Veränderung der Konsistenz (Verdichtungsmasse) war relativ geringfügig.
Das Sägemehl wirkte luftporenbildend. Die Wirkung war stärker beim B200 als beim F600, der auch ein LP-Mittel enthielt.
Das Sägemehl in den angewendeten Dosierungen bis 10 kg/m<3>hatte keinen direkten Einfluss auf die Festigkeitsentwicklung. Die Festigkeitsreduktion gegenüber der Ausgangsmischung ist auf den erhöhten LP-Gehalt zurückzuführen.
Die Wasserleitfähigkeit und der Frost-Tausalzwiderstand wurden durch die Sägemehlzugabe verbessert.
Technical area
The invention relates to a concrete containing at least aggregates and cement, according to the preamble of claim 1 and a method for its preparation according to the preamble of claim. 7
State of the art
The use of sawdust or sawdust in the production of concrete is basically known by the term wood concrete. However, this is a concrete that consists for the most part of sawdust. For example, a mixture of 5 parts by volume of sawdust and 3 parts by volume of cement is mixed with water until it has about the consistency of moist garden soil. From this, nesting boxes, breeding caves and wintering quarters for various animals were produced. From such a wood concrete and wall plates are manufactured, which are known as nail plates, that is their strength is so low that nails can be easily driven.
Presentation of the invention
Purpose of the invention is to use sawdust in the production of normal concrete.
The object is achieved according to the invention by:
<tb> a. <sep> a concrete according to claim 1, which consists at least of aggregates and cement, and further contains sawdust as an additive; such as
<b> <sep> A process for the production of the concrete according to claim 7, by preparing a concrete mixture of at least aggregates, cement and water, additionally adding sawdust as an additive.
The use of sawdust as additive results in a surprising number of special advantages:
The sawdust causes the formation of finely distributed air pores and thus increases the frost resistance or the durability of the concrete compared to a concrete without additives.
The sawdust increases the cohesion of the fresh concrete, reducing the water segregation and segregation tendency, as compared to a concrete with air-entraining additives.
The dosage and effect of the sawdust is well controllable, this also compared to a concrete with air-entraining additive.
The sawdust is easily degradable, which makes it easy to dismantle,
this in turn compared to a concrete with air entraining additive.
The sawdust is also a residue from wood processing, which is ecologically beneficial.
The sawdust is outside the definitions of the usual concrete admixtures (new combination of effects) and concrete additives (non-inorganic). The basic requirements of the Swiss standard SNEN 206-1 on the starting materials are fulfilled by the sawdust. The type and application of the sawdust is more of an additive.
Advantageous embodiments of the invention are described in claims 2 to 6 and 8 to 12.
The combination of the effect and the type of application of the sawdust thus represent an innovation / improvement over the previously used additives and additives.
Ways to carry out the invention
A preferred concrete recipe is:
[0009]
<tb> Aggregate 0732 mm (dry) <sep> 1850 kg / m <3>
Cement (for example CEM II / A-LL 42.N) <sep> 300 kg / m <3>
<tb> water <sep> 170 kg / m <3>
<tb> Kibaplast B (0.2% of CEM) <sep> 0.6 kg / m <3>
<tb> sawdust (0.6 to 5.0% v.CEM) <sep> 2 to 15 kg / m <3>
There were six experiments performed and found the fresh and hardened concrete properties. For this purpose, six 50-liter mixtures were prepared in a laboratory mixer, one fresh concrete control each carried out and made four cubes 150 mm.
The starting mixtures used were the recipes of the concrete types B200 and F600. The sawdust was additionally mixed in dosages of 2 kg / m 3 (= 100 g / 50 l) and 10 kg / m 3 (= 500 g / 50 l). The individual starting materials were weighed to about 1 g and added by hand into the mixer. The water and the additives were added after a short dry-mix time.
Table 1 summarizes the mixture compositions used (in kg / 50 l) and the dosages calculated therefrom for the concrete with LP = 0 (material space calculation).
Table 1: Mixture composition and dosages
[0013]
<EMI ID = 2.1>
The results of the fresh concrete control are summarized in Table 2. The compaction mass was measured with the plastimeter. For the blends FO, F2 and F10 the water content was not determined.
During processing, it was found that the fresh concrete was "sticky" and the water retention capacity increased by the addition of sawdust. However, the compression ratio was practically unchanged.
Table 2: Results of fresh concrete control
[0016]
<EMI ID = 3.1>
Figure 1: Air pore content as a function of the sawmill dosage
[0017]
<EMI ID = 4.1>
As Figure 1 shows, in the admixture of sawdust, the LP content was significantly larger, namely by about 0.6% by volume per kg / m <3> sawdust at B200 and by about 0.3% by volume per kg / m <3> sawdust at F 600.
Table 3 summarizes the measured strengths.
Table 3: Results of the strength test
[0020]
<EMI ID = 5.1>
Figure 2: Strength development
[0021]
<EMI ID = 6.1>
Figure 2 shows that the strength development is changed only slightly by the Sägemehlzugabe. The reduction of the strength by the sawdust can be explained by the increase of the LP content.
From the development of strength and the correspondence between strength and density change, it can be concluded that the sawdust has no direct influence on the strength of the concrete. In particular, no disturbance of hydration by wood constituents can be ascertained (compare influence of fresh formwork boards).
The results of the experiments can be summarized as follows:
Sawdust addition caused the cohesion of fresh concrete to increase. The corresponding change in consistency (compaction mass) was relatively minor.
The sawdust was air-entraining. The effect was stronger on the B200 than on the F600, which also contained an LP agent.
The sawdust in the applied dosages up to 10 kg / m 3 had no direct influence on the strength development. The reduction in strength over the starting mixture is due to the increased LP content.
The water conductivity and the freeze-thaw resistance were improved by sawdust addition.