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Zusatzmittel zur Herstellung von Beton Es ist an sich bekannt, die
plastischen und mechanischen Eigenschaften von hydraulischen Bindemitteln mittels
bestimmter Zusatzstoffe zu verbessern, indem man beispielsweise dem Zement oder
dem Anmachwasser Phosphate, Chloride, Silikate oder organische Oxysäuren einverleibt.
Um Mörtel- und Betonmassen besonders geeignet für Abdichtungs- und Trockenlegungsarbeiten
sowie für Wasserbauten zu machen, hat man weiterhin empfohlen, das Anmachwasser
durch eine Calciumchloridlösung von 23° Be zu ersetzen und gegebenenfalls auch noch
einen Zusatz von Braunstein zu verwenden. Auch ist bereits ein Zusatz von wasserlöslichen
Cellulosederivaten für schnell trocknende Putzmörtel- und Spachtelmassen beschrieben.
Ferner hat man Bauxitzementmörtel-und Bauxitbetonmischungen 0,1 bis 1% oxydierend
wirkender wasserlöslicher Substanzen, wie Permanganate, Nitrate und Chlorate, zugesetzt,
um ihre Versteifungszeit zu verlängern sowie Beginn und Ende der Abbindezeit zu
verzögern.
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Stets war es jedoch bei Verwendung der üblichen Bindemittel, wie Zement,
Kalk, Schlackenbinder u. dgl., notwendig, die gleichzeitig mit verarbeiteten Zuschlagsstoffe
sorgfältig auszuwählen, und insbesondere durften diese keine merklichen Mengen an
Humusstoffen oder Schwefelverbindungen enthalten. Falls Portlandzement als Bindemittel
verwendet wird, soll der betreffende Zuschlag darüber hinaus auch noch möglichst
aluminatfrei sein.
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Gemäß der Erfindung gelingt es nun, einen vorzüglichen Beton von hoher
Druckfestigkeit, raschem Abbinde- und Erhärtungsvermögen sowie schnellem Verlauf
des Schwindvorganges unter Verwendung solcher Zusatzstoffe herzustellen, die an
sich für diesen Zweck nicht geeignet sind, wie erdiger Baugrubenaushub, unbrauchbarer
Formsand und Abfallstoffe anderer Art, z. B. Trümmerschutt. Hierdurch wird es erstmals
möglich, die an der Baustelle selbst anfallenden erdigen oder sandigen Massen direkt
für die Erstellung der beabsichtigten Bauten zu verwenden bzw. Bauplatten, Kunststeine
u. dgl. besonders billig und einfach aus sonst nicht verwertbaren Abfallstoffen
zu erzeugen.
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Erfindungsgemäß setzt man einer Mischung aus den üblichen Bindemitteln,
wie Portlandzement, Trass oder Puzzolan, und sonst nicht verwertbaren Zuschlagsstoffen
ein neuartiges zusammengesetztes Zusatzmittel zu, welches eine für die Erzielung
eines sauren p11-Wertes im Bereich zwischen 2,5 und 3,5 erforderliche Menge Phosphorsäure
sowie Calciumchlorid, ein Kupfersalz, wie Kupferchlorid, Kaliumchlorat, und ein
hochmolekulares Mittel enthält. Zusätzlich kann diese Zusammensetzung auch noch
andere an sich bekannte Zusatzstoffe, wie Braunstein, Kalium-Aluminium-Silikat oder
Magnesiumsulfat, enthalten.
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Alle Bestandteile dieses Zusatzmittels wirken in neuartiger Weise
zusammen, um die Humusstoffe und Schwefelverbindungen in den sonst nicht zur Betonherstellung
geeigneten Zusatzstoffen unschädlich zu machen, den Abbindevorgang der eigentlichen
Bindemittel günstig zu beeinflussen, die Bearbeitungsfähigkeit der Betonmasse zu
erhöhen und den fertigen Erzeugnissen besonders günstige mechanische Eigenschaften
zu verleihen. Außerdem wird auch die Bindung der Betonmasse an Metallbleche, z.
B. aus Aluminium, verbessert, wodurch Bauteile mit hohem Wärmeisolationsvermögen
geschaffen werden.
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Besonders vorteilhaft wirkt das erfindungsgemäße Zusatzmittel auch
bei der Herstellung von Schaumbeton, wobei die üblichen Bläh- oder Schäummittel,
wie Aluminiumpulver, verwendet werden können. Es kann dann bei beliebiger Temperatur
oberhalb des Gefrierpunktes gearbeitet werden, und die Erhärtung der Betonmasse
kann ohne zusätzliche Erwärmung stattfinden, so daß die sonst bei der Schaumbetonherstellung
übliche Dampfhärtung ganz entfällt.
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Als Phosphorsäure wird in dem neuen Zusatzmittel vorzugsweise Orthophosphorsäure
angewendet.
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Das hochmolekulare Mittel kann ein Cellulosederivat, wie z. B. ein
Celluloseester oder -äther sein. Als besonders zweckmäßig hat sich Monomethylcellulose
erwiesen. Der hochmolekulare Stoff kann dabei in der handelsüblichen Pulverform
oder als Lösung zur Anwendung kommen.
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Die Mischung aus dem Bindemittel und den Zuschlagsstoffen wird in
der Regel nicht fetter gemacht,
als es sonst üblich ist. Das Mischungsverhältnis
kann bei Verwendung von Portlandzement beispielsweise bei 1 : 6 liegen, in der Regel
werden jedoch magerere Gemische bevorzugt. Diese Mischung kann beliebig mit Wasser
versetzt werden, so daß sie erdfeucht, plastisch oder sogar im flüssigen Zustand
verarbeitet wird. Bei der Verwendung von Bläh- oder Schäummitteln empfiehlt es sich,
der Mischung zuerst die letzteren und anschließend das erfindungsgemäße Zusatzmittel
einzuverleiben. Die Menge desselben richtet sich dabei nach dem angewendeten Mischungsverhältnis
von Bindemittel und Zuschlagsstoffen sowie nach deren Art und Zusammensetzung.
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Mittels der erfindungsgemäßen Zusatzmittel können unter Verwendung
von Baugrubenaushub oder sonstigen, an sich zur Betonherstellung nicht geeigneten
Zuschlagsstoffen Betonkörper mit einer Druckfestigkeit bis zu 120 kg/cm2 und noch
mehr hergestellt werden, wobei 50% des Endwertes bereits nach 7 Tagen erreicht werden.
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Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele noch näher erläutert.
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Beispiel1 1401 sandiger Baugrubenaushub, der viel Huminsäure und insgesamt
etwa 8,1 Gewichtsprozent abschlämmbare Bestandteile enthielt und daher an sich als
Zuschlagsstoff zur Herstellung von Beton nicht geeignet war, wurde zwecks Kornverbesserung
mit den folgenden Mengen verschiedener Körnungen vermischt: 0 bis 3 mm = 91, 3 bis
7 mm = 111, 7 bis 30 mm = 81.
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Dieser Sand wurde nun mit Portlandzement im Mischungsverhältnis 1:8,4
in einem gewöhnlichen Zwangsmischer etwa eine Minute vorgemischt, und dann wurden
zusammen mit dem Anmachwasser 720 ccm einer wäßrigen Lösung der folgenden Zusammensetzung
zugegeben und jeweils 3 weitere Minuten gemischt: 334 g Calciumchlorid, 4,5 g Kupferchlorid,
5 g Kaliumchlorat, 5 g Monomethylcellulose, 5 ccm Orthophosphorsäure, etwa 646,5
ccm Wasser.
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Aus dieser Betonmischung wurden sechs Würfel von 20 cm Kantenlänge
nach DIN 1048 hergestellt und in einem Raum bei 15 bis 211 gelagert, wobei sie die
ersten 7 Tage mit feuchten Tüchern abgedeckt waren. Die Druckfestigkeit der Würfel
nach 7 und nach 28 Tagen wurde gemäß DIN 1048 bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle zusarnmengefaßt:
| Würfel Druddestigkeit in kg/cm2 |
| nach 7 Tagen I nach 28 Tagen |
| 1 44 - |
| 2 45 - |
| 3 51 - |
| 4 - 86 |
| 5 - 91 |
| 6 - 84 |
Die Druckfestigkeit der Betonproben entspricht also nach 28 Tagen mit einem Mittelwert
von 87 kg/cm2 der von einem Beton der Güteklasse B 80 nach DIN 1047.
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Beispie12 Es wurde ein Beton aus einem Gemisch von 50% Lößlehm (Baugrubenaushub)
und 50% verbrauchtem Formsand als Zuschlagsstoff und Hochofenzement als Bindemittel
im Mischungsverhältnis 1 : 6 hergestellt, wobei je in3 Zuschlagsstoffe 1 kg Metallpulver
und 7,5 kg des im Beispiel 1 beschriebenen Zusatzmittels zugesetzt wurden mit dem
Unterschied, daß sein Gehalt an Monomethylcellulose etwas erhöht war, so daß je
m3 Zuschlagsstoff insgesamt 0,5 kg derselben angewendet wurden.
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Aus dieser Betonmischung wurden Prismen der Abmessung 4 X 4 X 16 cm
hergestellt und an diesen nach vorheriger Lagerung unter Wasser Schwindmessengen
gemäß DIN 1164 (Bestimmungen für Zementmörtel) durchgeführt. Die Prismen wurden
anschließend in einem luftdichten Behälter über Pottasche aufbewahrt. Nach 80 Tagen
betrug ihr Feuchtigkeitsgehalt noch 2,5% des geglühten Trockengewichtes. Die Ergebnisse
der Messungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Beispiel 3 Der im Beispiel 2 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit dem Unterschied,
daß der lehmige Baugrubenaushub und der verbrauchte Formsand im Verhältnis
2:3 in dem Zuschlagsstoff vorlag. Die Schwindmessungen an aus dieser Betonmischung
hergestellten Prismen zeigten folgendes Ergebnis