DE102006020877A1 - Verwendung von pyrogenen Metalloxiden zur Herstellung von selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitungen - Google Patents
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Abstract
Verwendung von pyrogenem Metalloxid zur Herstellung einer selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitung mit hoher Frühfestigkeit, wobei - die Zubereitung als weitere Bestandteile wenigstens ein hydraulisches Bindemittel und Wasser enthalten und - das Produkt aus BET-Oberfläche, in m<SUP>2</SUP>/g, des pyrogenen Metalloxides und dem Gewichtsanteil des pyrogenen Metalloxides, bezogen auf das hydraulische Bindemittel, 20 bis 200 m<SUP>2</SUP>/g hydraulisches Bindemittel ist.
Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung von pyrogenen Metalloxiden zur Herstellung von selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitungen mit hoher Frühfestigkeit.
- In Japan begann man Mitte der 1980er Jahre mit der Entwicklung von fließfähigen, selbstverdichtenden Betonen und Mörteln (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Sachstandsbericht Selbstverdichtender Beton, 1. Auflage, 2001). Vorteile des SVBs gegenüber herkömmlichem Beton sind im Wesentlichen die geringeren Einbaukosten (zeitaufwendiges Verdichten durch Rütteln entfällt) und die größere Arbeits- und Umweltfreundlichlichkeit (kein Rütteln, weniger Lärm). Zudem können auch komplizierte Bauformen und Bauformen mit guter Oberflächenbeschaffenheit (zum Beispiel Sichtbeton) ohne Nachbehandlung hergestellt werden.
- Unter selbstverdichtenden Betonen und Mörteln versteht man Betone und Mörtel, die gut fließen und dabei unter Ihrem eigenen Gewicht verdichten (entlüften). Ein Kriterium für ein gutes Fliessverhalten ist das Ausbreitmaß (s. zum Beispiel DIN 1048-1). Bei Betonen sind Ausbreitmaße von > 700 mm charakteristisch für SVB. Anstatt des Ausbreitmaßes des Betons kann auch das des entsprechenden Mörtels (Beton ohne Grobanteil > 4 mm) nach DIN 18555 Teil 2 bestimmt werden. Nach Okamura (Okamura, H.; Ozawa, K., Concrete Library of JSCE 25, Seiten 107-120, 1995) sind Mörtel und die korrespondierenden Betone selbstverdichtend, wenn das Ausbreitmaß > 24,5 cm beträgt. Im vorliegenden Text werden selbstverdichtende, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitungen unter der Bezeichnung SVB aufgeführt.
- Neben dem Fliessverhalten ist die Stabilität gegen Entmischung ein wesentliches Qualitätskriterium für Selbstverdichtende Betone, da die hohen Ausbreitmaße in der Regel durch eine hohe Dosierung von Betonfließmittel erreicht werden. Bei hoher Dosierung von Betonfließmittel ist jedoch die Neigung zur Entmischung besonders hoch. Entmischung ist nicht erwünscht, denn dies führt zu dem so genannten Bluten, das sich darin äußert, dass sich auf der Oberfläche des Betons nach einiger Zeit eine mehr oder weniger dicke, mit Rückständen versetzte Wasserschicht bildet. Bluten kommt dadurch zustande, dass die Zement- und Zuschlagkörner aufgrund ihrer höheren Dichte zum Absetzen neigen. Sie verdrängen das leichtere Wasser nach oben, wobei dieses Feinanteile des Zements mit sich reißt. Das beim Bluten ausgetretene Wasser wird, soweit es nicht verdunstet, vom Zementstein später ganz oder teilweise wieder aufgenommen (Weigler/Karl; "Beton Arten-Herstellung-Eigenschaften"; Ernst&Sohn Verlag). Es bleibt jedoch auf der Oberfläche ein unschöner Belag zurück. Durch das Absetzten der Zuschläge wird auch das Förderverhalten negativ beeinflusst. Entmischung ist also in jedem Fall bei selbstverdichtenden Betonen und Mörtel unerwünscht.
- Damit der stark verflüssigte selbstverdichtende Beton oder Mörtel trotzdem eine Stabilität gegen Entmischen aufweist, ist es notwendig, den Mehlkornanteil < 125 μm deutlich zu erhöhen. Okamura (Okamura, H.; Ozawa, K., Concrete Library of JSCE 25, Seiten 107-120, 1995). Daraus ergibt sich gegenüber dem Normalbeton eine Reduzierung des Zuschlages 2-16 mm, eine Erhöhung des Sandes 0-2 mm und eine Erhöhung des Mehlkornanteils, definiert als Partikel mit einem Partikeldurchmesser von weniger als 125 μm.
- Prinzipiell gibt es zwei Konzepte, um eine Entmischung zu vermeiden. Zum einen kann der Mehlkornanteil dadurch erhöht werden, dass man mehr Zement zusetzt. Dies führt jedoch zu nicht benötigten, hohen Endfestigkeiten des Betons, die sogar unerwünscht sind, da sie zusätzliche Kosten durch eine Auslegung der Konstruktion auf eine höhere Festigkeit nach sich ziehen. Alternativ können so genannte Stabilisierer eingesetzt werden, die die Viskosität des Frischbetons erhöhen und somit die Entmischung vermeiden. Hierzu können organische Zusatzmittel wie Guarkernmehl, Xanthan und Celluloseether eingesetzt werden, die den Beton gelartig stabilisieren. Als stabilisierende anorganische feine Zusätze werden verbreitet Kieselsole, Silicastaub (= "silica fume",) Kalksteinmehl und Flugasche beziehungsweise Mischungen der vorgenannten Verbindungen eingesetzt.
- Die Verwendung von Silicastaub als Stabilisierer des Betongefüges beruht auf der puzzolanische Reaktivität, dem Fülleffekt und der daraus resultierenden Verbesserung der Kontaktzone zwischen Zementstein und Gesteinskörnung (Schrimpf, M.; Lietzmann, M.; Orgass, M.; Dehn, F., LACER 7, Seiten 85-96, 2002).
- Nachteilig an den SVB gemäß des Standes der Technik ist deren oft nicht befriedigende Frühfestigkeit. Es ist allgemein bekannt, dass die oben beschriebenen zur Stabilisierung eingesetzten organischen und anorganischen Zusätze keinen starken Einfluss auf die Frühfestigkeit haben. Die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, selbstverdichtende Mörtel und Betone bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Frühfestigkeit aufweisen, ohne die Vorteile der SVB (hohes Ausbreitmaß ohne Entmischung) zu beeinträchtigen.
- Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von pyrogenem Metalloxid zur Herstellung einer selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitung mit hoher Frühfestigkeit, wobei
- – die Zubereitung als weitere Bestandteile wenigstens ein hydraulisches Bindemittel und Wasser enthalten, und
- – das Produkt aus BET-Oberfläche, in m2/g, des pyrogenen Metalloxides und dem Gewichtsanteil des pyrogenen Metalloxides bezogen auf das hydraulische Bindemittel 20 bis 200 m2/100 g hydraulisches Bindemittel ist.
- Unter einer hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitung mit hoher Frühfestigkeit ist dabei eine Zubereitung zu verstehen, die zu einem beliebigen Zeitpunkt in den ersten 48 Stunden der Erhärtung des SVB Festigkeiten erreicht, die mindestens 30% höher als der Referenzwert eines Systems ohne pyrogenes Metalloxid liegen.
- Unter hydraulische Bindemittel enthaltende Zubereitung ist jede Art der Zubereitung gemeint, in der hydraulische Bindemittel mit Wasser und gegebenenfalls Zuschlägen verschiedener Größe gemischt werden. Demzufolge gehören zu der hydraulischen Bindemittel enthaltenden Zubereitung sowohl die hydraulischen Bindemittelleime (d.h. hydraulisches Bindemittel und Wasser ohne Zuschläge) als auch Konglomerate (d.h. Gemische von hydraulischem Bindemittel, Zuschlägen und Wasser).
- Zuschläge sind inerte Substanzen, die aus ungebrochenen oder gebrochenen Körnern (z.B. Steine, Kies), aus natürlichen (z.B. Sand) oder künstlichen mineralischen Stoffen bestehen. Beispiele für Konglomerate sind hydraulische Mörtel (Mischung aus hydraulischem Bindemittel, Wasser und feinen Zuschlägen) und Betone (Mischung aus hydraulischem Bindemittel, Wasser, groben und feinen Zuschlägen).
- Mit den hydraulische Bindemittel enthaltende Zubereitungen können ausgehärtete Produkte hergestellt werden. Als Beispiele solcher hydraulische Bindemittel enthaltende Produkte können Betonfertigteile (z.B. Stützen, Binder, Decken, Riegel, Abfangträger, Wandplatten, Fassadenplatten), Betonwaren (Rohre. Pflastersteine) und Gipsprodukte (z.B. Decken- und Wandplatten, Paneele) genannt werden.
- Unter einer selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltende Zubereitung ist eine Zubereitung zu verstehen, die entmischungsfrei bis zum fast vollständigen Niveauausgleich fließt, während des Fließens fast vollständig entlüftet und Hohlräume ohne mechanische Verdichtung ausfüllt.
- Unter hydraulischem Bindemittel ist ein Bindemittel zu verstehen, welches mit zugegebenem Wasser erhärtet. Dies sind beispielsweise Zement oder hydraulische Kalke. Vorzugsweise wird Zement eingesetzt.
- Weiterhin kann ein Fließmittel verwendet werden. Dieses kann vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe der Ligninsulfonate, Naphthalinsulfonate, Melaminsulfonate, Vinylcopolymere und/oder Polycarboxylate. Besonders bevorzugt können Fließmittel auf Basis von Polycarboxylaten verwendet werden.
- Unter pyrogen sind durch Flammenoxidation und/oder Flammenhydrolyse erhaltene Metalloxidpartikel zu verstehen. Dabei werden oxidierbare und/oder hydrolysierbare Ausgangstoffe in der Regel in einer Wasserstoff-Sauerstoffflamme oxidiert beziehungsweise hydrolysiert. Als Ausgangsstoffe für pyrogene Verfahren können organische und anorganische Stoffe eingesetzt werden. Besonders geeignet sind beispielsweise die gut verfügbaren Chloride, wie Siliciumtetrachlorid, Aluminiumchlorid oder Titantetrachlorid. Geeignete organische Ausgangsverbindungen können beispielsweise Alkoholate, wie Si(OC2H5)4, Al(OiC3H7)3 oder Ti(OiPr)4, sein. Die so erhaltenen Metalloxidpartikel sind weitestgehend porenfrei und weisen auf der Oberfläche freie Hydroxylgruppen auf. In der Regel liegen die Metalloxidpartikel wenigstens teilweise in Form aggregierter Primärpartikel vor. In der vorliegenden Erfindung werden Metalloidoxide, wie beispielsweise Siliciumdioxid, als Metalloxid bezeichnet.
- Bei pyrogenen Oxiden kann die Größe der spezifischen Oberfläche gezielt eingestellt werden. Es können zudem sehr hohe Oberflächen von bis zu 500 m2/g erreicht werden. Im Gegensatz dazu sind Mikrosilica Nebenprodukte aus der Siliciummetallproduktion, so dass die spezifische Oberfläche nicht im gleichen Maße eingestellt werden kann. Mikrosilica werden großtechnisch nur mit kleinen spezifischen Oberflächen von 15-25 m2/g hergestellt.
- Die pyrogenen Metalloxide weisen vorzugsweise eine BET-Oberfläche von 40 bis 400 m2/g auf.
- Sie werden vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Silicium-Aluminium-Mischoxid, Silicium-Titan-Mischoxid, Titan-Aluminium-Mischoxid und/oder Alkalimetall-Siliciumdioxid-Mischoxid enthalten.
- Weiterhin können folgende Typen eingesetzt werden: CAB-O-SILTM LM-150, LM-150D, M-5, M-5P, M-5DP, M-7D, PTG, HP-60; SpectrAlTM 51, 81, 100; alle Cabot Corp.; HDK(513, V15, V15P, N20, N20P, alle Wacker; REOLOSILTM QS-10, QS-20, QS-30, QS-40, DM-10, alle Tokuyama. Tabelle 1: Metalloxidpulver zur Herstellung von SVB
- * SiO2/Al2O3
- Die pyrogenen Metalloxide können auch in oberflächenmodifizierter Form vorliegen. Bevorzugt können hierzu die folgenden Silane, einzeln oder als Mischung, eingesetzt werden:
Organosilane (RO)3Si(CnH2n+1) und (RO)3Si(CnH2n-1)
mit R = Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Butyl und n = 1-20.
Organosilane R'x(RO)ySi(CnH2n+1) und R'x(RO)ySi(CnH2n-1)
mit R = Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Butyl; R' = Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Butyl; R' = Cycloalkyl; n = 1-20; x + y = 3, x = 1, 2; y = 1, 2. Halogenorganosilane X3Si (CnH2n+1) und X3Si(CnH2n-1) mit X = Cl, Br; n = 1-20.
Halogenorganosilane X2(R')Si(CnH2n+1) und X2(R')Si(CnH2n-1)
mit X = Cl, Br, R' = Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, Butyl-; R' = Cycloalkyl; n = 1-20
Halogenorganosilane X(R')2Si(CnH2n+1) und X(R')2SiCnH2n-1)
mit X = Cl, Br; R' = Alkyl, wie Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, Butyl-; R' = Cycloalkyl; n = 1-20
Organosilane (RO)3Si(CH2)m-R'
mit R = Alkyl, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-; m = 0,1-20; R' = Methyl, Aryl wie -C6H5, substituierte Phenylreste, C4F9, OCF2-CHF-CF3, C6F13, OCF2CHF2, NH2, N3, SCN, CH = CH2, NH-CH2-CH2-NH2, N-(CH2-CH2-NH2)2, OOC(CH3)C=CH2, OCH2-CH(O)CH2, NH-CO-N-CO-(CH2)5, NH-COO-CH3, NH-COO-CH2-CH3, NH-(CH2)3Si(OR)3, Sx-(CH2)3Si(OR)3, SH, NR' R''R''' mit R' = Alkyl, Aryl; R'' = H, Alkyl, Aryl; R''' = H, Alkyl, Aryl, Benzyl, C2H4NR'''' R''''' mit R'''' = H, Alkyl und R''''' = H, Alkyl.
Organosilane (R'')x(RO)ySi(CH2)m-R'
mit R'' = Alkyl, x + y = 3; Cycloalkyl, x = 1,2, y = 1,2; m = 0,1 bis 20; R' = Methyl, Aryl, wie C6H5, substituierte Phenylreste, C4F9, OCF2-CHF-CF3, C6F13, OCF2CHF2, NH2, N3, SCN, CH = CH2, NH-CH2-CH2-NH2, N-(CH2-CH2-NH2)2, OOC(CH3)C=CH2, OCH2-CH(O)CH2, NH-CO-N-CO-(CH2)5, NH-COO-CH3, NH-COO-CH2-CH3, NH-(CH2)3Si(OR)3, Sx-(CH2)3Si(OR)3, SH, NR' R'' R''' mit R' = Alkyl, Aryl; R'' = H, Alkyl, Aryl; R''' = H, Alkyl, Aryl, Benzyl, C2H4NR'''' R''''' mit R'''' = H, Alkyl und R''''' = H, Alkyl.
Halogenorganosilane X3Si(CH2)m-R'
X = Cl, Br; m = 0,1-20; R' = Methyl, Aryl wie C6H5, substituierte Phenylreste, C4F9, OCF2-CHF-CF3, C6F13, O-CF2-CHF2, NH2, N3, SCN, CH = CH2, NH-CH2-CH2-NH2, N-(CH2-CH2-NH2)2, -OOC(CH3)C=CH2, OCH2-CH(O)CH2, NH-CO-N-CO-(CH2)5, NH-COO-CH3, -NH-COO-CH2-CH3, -NH-(CH2)3Si(OR)3, -Sx-(CH2)3Si(OR)3, wobei R = Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und x = 1 oder 2, SH.
Halogenorganosilane RX2Si(CH2)mR'
X = Cl, Br; m = 0,1-20; R' = Methyl, Aryl wie C6H5, substituierte Phenylreste, C4F9, OCF2-CHF-CF3, C6F13, O-CF2-CHF2, NH2, N3, SCN, CH=CH2, NH-CH2-CH2-NH2, N-(CH2-CH2-NH2)2, -OOC(CH3)C=CH2, OCH2-CH(O)CH2, NH-CO-N-CO-(CH2)5, NH-COO-CH3, -NH-COO-CH2-CH3, -NH-(CH2)3Si(OR)3, -Sx-(CH2)3Si(OR)3, wobei R = Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und x = 1 oder 2, SH.
Halogenorganosilane R2XSiCH2)mR'
X = Cl, Br; m = 0,1-20; R' = Methyl, Aryl wie C6H5, substituierte Phenylreste, C4F9, OCF2-CHF-CF3, C6F13, O-CF2-CHF2, NH2, N3, SCN, CH=CH2, NH-CH2-CH2-NH2, N-(CH2-CH2-NH2)2, -OOC(CH3)C=CH2, OCH2-CH(O)CH2, NH-CO-N-CO-(CH2)5, NH-COO-CH3, -NH-COO-CH2-CH3, -NH-(CH2)3Si(OR)3, -Sx-(CH2)3Si(OR)3, wobei R = Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl und x = 1 oder 2, SH.
Silazane R'R2SiNHSiR2R' mit R, R' = Alkyl, Vinyl, Aryl.
Cyclische Polysiloxane D3, D4, D5
wobei unter D3, D4 und D5 cyclische Polysiloxane mit 3, 4 oder 5 Einheiten des Typs -O-Si(CH3)2 verstanden wird, z.B. Octamethylcyclotetrasiloxan = D4 Polysiloxane bzw. Silikonöle des Typs mit
R = Alkyl, Aryl, (CH2)n-NH2, H
R' = Alkyl, Aryl, (CH2)n-NH2, H
R'' = Alkyl, Aryl, (CH2)n-NH2, H
R''' = Alkyl, Aryl, (CH2)n-NH2, H
Y = CH3, H, CzH2z+1 mit z = 1-20,
Si(CH3)3, Si(CH3)2H, Si(CH3)2OH, Si(CH3)2(OCH3),
Si(CH3)2(CzH2z+1)
wobei
R' oder R'' oder R''' (CH2)z-NH2 und
z = 1-20,
m = 0, 1, 2, 3, ... ∞,
n = 0, 1, 2, 3, ... ∞,
u = 0, 1, 2, 3, ... ∞ ist. - Bevorzugt können als Oberflächenmodifizierungsmittel folgende Stoffe eingesetzt werden: Octyltrimethoxysilan, Octyltriethoxysilan, Hexamethyldisilazan,
3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltriethoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan, Hexadecyltriethoxysilan, Dimethylpolysiloxan, Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, Glycidyloxypropyltriethoxysilan, Nonafluorohexyltrimethoxysilan, Tridecaflourooctyltrimethoxysilan, Tridecaflourooctyltriethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan. - Besonders bevorzugt können Octyltrimethoxysilan, Octyltriethoxysilan und Dimethylpolysiloxane eingesetzt werden.
- Geeignete oberflächenmodifizierte Metalloxide können beispielsweise aus den in Tabelle 2 genannten AEROSIL®- und AEROXIDE®-Typen ausgewählt werden.
- Weiterhin können strukturmodifizierte Metalloxide, wie beispielsweise in EP-A-1199336, DE-A-10239423, DE-A-10239424 oder WO2005095525 offenbart, verwendet werden.
- Das pyrogene Metalloxid kann als Pulver oder aber in Form einer Dispersion eingesetzt werden. Die Verwendung in Form einer Dispersion kann gegenüber der Verwendung als Pulver vorteilhaft sein, wenn eine Staubbelastung vermieden werden soll. Der Anteil des pyrogenen Metalloxides in der Dispersion kann zwischen 5 und 50 Gew.-% liegen, wobei in der Regel der Gehalt 15 bis 40 Gew.-% beträgt. Die Dispersionen weisen vorzugsweise als Hauptbestandteil der flüssigen Phase Wasser auf. Darüber hinaus können sie gegen Sedimentation und Reagglomeration stabilisierende Additive enthalten.
- Weitere Vorteile einer Dispersion ergeben sich, wenn die Metalloxidpartikel in der Dispersion einen mittleren Durchmesser von bevorzugt 50 bis 500 nm und besonders bevorzugt einen von 70 bis 300 nm aufweisen. Dieser Bereich ist durch kommerziell erhältliche Dispergieraggregate (Hochenergievermahlung) technisch realisierbar. Die extreme Feinheit kann zu einer verbesserten Qualität des SVB führen. Hierzu sind Versuche notwendig um die optimalen Bedingungen zu bestimmen.
- Geeignete kommerzielle erhältliche Dispersionen pyrogener Metalloxidpulver sind in Tabelle 3 aufgeführt.
- Beispiele
- Einsatzstoffe
-
- 1) Zusammensetzung zur Herstellung eines selbstverdichtenden Mörtels mit folgender Zusammensetzung 700 g Sand 450 g Zement (CEM I 52,5 R) 8 g Fließmittel (Superflow 40E von W.R. Grace, 30 % Lösung eines Polycarboxylats) 90 g Flugasche (Safament) 150 g Wasser
- 2) Silicastaub, Microsilica® G983, Elkem), spez. Oberfläche 20 m2/g, 98 % SiO2
- 3) Kieselsol (Köstrosol® 3550, Chemische Werke Bad Köstritz), spez. Oberfläche 80 m2/g
- 4) A) AEROSIL® 90, B) AEROSIL® 200, C) AEROSIL® 300 siehe Tabelle 1
- 5) AERODISP® 7215 S, siehe Tabelle 3.
- 6) AEROXIDE® TiO2 P25 siehe Tabelle 1
- 7) AEROXIDE® MOX 170 siehe Tabelle 1
-
- 1) angelehnt an EN ISO 787-9; 2) gemessen gemäß DIN EN ISO 3219 bei einer Scherrate von 100 s–1
- Beispiele 1 bis 11
- Der unter 1) genannten Zubereitung werden die Metalloxide 2-7 entsprechend der in der Tabelle 4 genannten Mengen zugefügt.
- In den Vergleichsbeispielen 2 und 3 sind dies nichtpyrogene Metalloxide.
- Die erfindungsgemäßen Beispiele umfassen pyrogene Siliciumdioxidpulver (Beispiele 4-6), eine wässerige Dispersion eines pyrogenen Siliciumdioxidpulvers (Beispiel 7), ein pyrogenes Titandioxidpulver (Beispiel 8), sowie ein Silicium-Aluminiummischoxidpulver (Beispiel 9). Weiterhin umfasst die Tabelle die Vergleichsbeispiele 10 und 11, bei denen zwar pyrogene Metalloxide eingesetzt werden, bei denen jedoch das Produkt aus BET-Oberfläche und Konzentration außerhalb des beanspruchten Bereiches liegt.
- Im Vergleich zur Referenz ohne Metalloxid (Beispiel 1) weisen alle Beispiele bis auf Vergleichsbeispiel 10 eine hohe Frühfestigkeit nach 24 Stunden auf. In Vergleichsbeispiel 10 liegt die Metalloxidkonzentration nur bei 9m2/100 g Zement und ist damit zu niedrig.
- Die Vergleichsbeispiele 2 und 3 zeigen eine deutlich geringere Erhöhung der Frühfestigkeit als die Beispiele mit pyrogenen Metalloxiden.
- In Vergleichsbeispiel 11 mit einer Metalloxid-Menge von 400 m2/100 g Zement wird nur ein Ausbreitmaß von 11,8 cm erreicht. Der Mörtel ist somit nicht selbstverdichtend.
- Beispiel 12
- Der unter 1) genannten Zubereitung werden verschiedene Mengen von 0 bis 13,5 g des Metalloxides 4A) zugesetzt, entsprechend 0 bis 270 m2 Metalloxid/100 g hydraulisches Bindemittel (siehe Tabelle 5).
- Nach 24 Stunden wird die Druckfestigkeit in Anlehnung an DIN EN 196-1 gemessen. Die sich ergebenden Druckfestigkeiten in N/mm2 sind in Abhängigkeit von der Menge Metalloxid in m2 Metalloxid pro 100 g hydraulisches Bindemittel (m2/100 g) in
1 dargestellt. - Aus
1 wird deutlich, dass bei einer Metalloxid-Menge von < 10 m2/100 g Zement nicht die gewünschte Frühfestigkeitssteigerung von +30% gegenüber der Referenz (durchgezogene Linie in1 ) erreicht wird. - Metalloxid-Mengen von > 200 m2/100 g Zement führen zu keiner weiteren Steigerung der Frühfestigkeit. Noch höhere Mengen sogar zu einer Abnahme.
Claims (6)
- Verwendung von pyrogenem Metalloxid zur Herstellung einer selbstverdichtenden, hydraulische Bindemittel enthaltenden Zubereitung mit hoher Frühfestigkeit, wobei – die Zubereitung als weitere Bestandteile wenigstens ein hydraulisches Bindemittel und Wasser enthalten, und – das Produkt aus BET-Oberfläche, in m2/g, des pyrogenen Metalloxides und dem Gewichtsanteil des pyrogenen Metalloxides bezogen auf das hydraulische Bindemittel 20 bis 200 m2/100 g hydraulisches Bindemittel ist.
- Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die BET-Oberfläche des pyrogenen Metalloxides 40 bis 400 m2/g ist.
- Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrogene Metalloxid Siliciumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Zirkondioxid, Silicium-Aluminium-Mischoxid, Silicium-Titan-Mischoxid, Titan-Aluminium-Mischoxid und/oder Alkalimetall-Siliciumdioxid-Mischoxid ist.
- Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrogene Metalloxid in oberflächenmodifizierter Form vorliegt.
- Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das pyrogene Metalloxid in Form einer Dispersion vorliegt.
- Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Aggregaturchmesser der Partikel des pyrogenen Metalloxides in der Dispersion kleiner als 500 nm ist.
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