DE102008038904A1 - Dispersion for use in a concrete mixture - Google Patents
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Abstract
Wässrige Dispersion für die Zumischung in eine Betonmischung, insbesondere für den Straßen- und Wegebau, enthaltend:
a. 85,0–95,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, Wasser,
b. 0,5,0–2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, Cellulose,
c. 0,1–0,3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, Natriumhydroxid,
d. 0,9–1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, Calciumchlorid und
e. 5–10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, Styrol-Butadien,
wobei das Gesamtgewicht aus allen Komponenten der Dispersion 100 Gew.-% ergeben muss.Aqueous dispersion for admixture in a concrete mixture, in particular for road and road construction, comprising:
a. 85.0-95.0% by weight, based on the total weight of the dispersion, of water,
b. 0.5.0-2.0% by weight, based on the total weight of the dispersion, of cellulose,
c. 0.1-0.3% by weight, based on the total weight of the dispersion, of sodium hydroxide,
d. 0.9-1.5 wt .-%, based on the total weight of the dispersion, calcium chloride and
e. 5-10 wt .-%, based on the total weight of the dispersion, styrene-butadiene,
wherein the total weight of all components of the dispersion must be 100 wt .-%.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dispersion für den Einsatz in einer Betonmischung, weiterhin eine Betonmischung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und eine Verwendung.The The present invention relates to a dispersion for the Use in a concrete mix, furthermore a concrete mix, a Process for their preparation and use.
Im Zuge der zunehmenden Industrialisierung in vielen Ländern der Welt und einem sich ständig steigenden Mobilitätsbedürfnis der Menschen kommt im Straßen- und Wegebau eine immer größere Bedeutung zu.in the Course of increasing industrialization in many countries the world and a constantly increasing need for mobility People are getting bigger and bigger in road and road construction Meaning too.
Aus
Aus
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die beiden Komponenten des Stoffgemisches schon während des Vormischens miteinander reagieren und das Silikat bereits erhärtet, bevor es mit der Betonmischung in Kontakt kommt, so dass die eigentliche Wirkung dieses Stoffgemisches in dem Betongemisch begrenzt ist. Darüber hinaus ergeben sich noch einige Probleme dadurch, dass Wasserglas als gefährliche Substanz eingestuft wird und deshalb nur unter Verwendung von Handschuhen, einer Schutzbrille und einer Schürze verarbeitet werden darf und entsprechende Sicherheitsvorkehrungen bei dessen Transport getroffen werden müssen.This Process has the disadvantage that the two components of the mixture already react with each other during premixing and The silicate already hardens before it with the concrete mixture comes into contact, so the actual effect of this substance mixture is limited in the concrete mixture. In addition, revealed There are still some problems due to the fact that water glass is dangerous Substance is classified and therefore only using gloves, goggles and apron may and appropriate safety precautions during its transport must be taken.
Weiterhin
ist aus der
Schließlich
ist auch aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für die Umwelt unbedenkliche Betonmischung weiterzuentwickeln, welche ein reduziertes Schwinden beim Aushärten, eine erhöhte Flexibilität des Endprodukts nach dem Aushärten aufweist und die eine höhere Langzeitstabilität hat.task The invention is a harmless to the environment Concrete mixture to develop, which a reduced shrinkage when curing, increased flexibility of the final product after curing, and the one has higher long-term stability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Dispersion nach Anspruch 1 sowie die Betonmischung nach Anspruch 7.These The object is achieved by the dispersion of claim 1 and the concrete mixture of claim 7th
Die erfindungsgemäße Betonmischung wird vorzugsweise dadurch hergestellt, dass der Zement, der Füllstoff und ggf. das Wasser miteinander vermischt werden und danach die wässrige Dispersion hinzugefügt wird. Jede andere Reihenfolge ist aber auch möglich.The The concrete mixture according to the invention is preferably made by the fact that the cement, the filler and If necessary, the water are mixed together and then the aqueous Dispersion is added. Every other order is but also possible.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von Baumaterialien, vorzugsweise Platten oder Steine, aus der erfindungsgemäßen Betonmischung, die die Dispersion enthält.One Another object of the invention is the production of building materials, preferably plates or stones, from the invention Concrete mixture containing the dispersion.
Die erfindungsgemäße Betonmischung kann weiterhin zu jeder Art von Betonbau, vorzugsweise zum Straßen-, Wege- und Befestigungsbau eingesetzt werden. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher diese Verwendung und die entsprechende Baumaßnahme, vorzugsweise im Bereich Straßen-, Wege- und Geländebefestigung.The The concrete mixture according to the invention can continue to any type of concrete construction, preferably road, road and fastening construction can be used. Another object of the Invention is therefore this use and the corresponding construction measure, preferably in the field of road, path and terrain attachment.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Dispersion liegt darin, dass sie präzise an einem Ort hergestellt werden kann, bequem zu transportieren ist und am tatsächlichen Einsatzort sich bequem verarbeiten lässt und die Betonmischung hergestellt werden kann.Of the Advantage of the dispersion of the invention is in that they are manufactured precisely in one place can, is convenient to transport and actual Place of use can be processed easily and the concrete mix can be produced.
Bei
der Betonmischung nach der genannten
Die erfindungsgemäße Betonmischung härtet schnell aus. Die wässrige Dispersion ist unbedenklich für die Umwelt. Sie ist nicht als gefährlicher Stoff klassifiziert, so dass sie ohne Schutzmaßnahme verarbeitet werden kann. Die Dispersion lässt sich recht gut über lange Zeit lagern.The concrete mixture according to the invention cures quickly. The aqueous dispersion is harmless to the environment. It is not classified as a dangerous substance, so it is without protective measure can be processed. The dispersion can be stored quite well over a long time.
Mit der wässrigen Dispersion ist es möglich, eine erfindungsgemäße Betonmischung mit Füllstoffen herzustellen, die bisher als Zementgifte galten.With the aqueous dispersion, it is possible a concrete mixture according to the invention with fillers produce, which were previously considered as cement poisons.
Als Füllstoff in der Betonmischung können die üblichen Sande, darüber hinaus aber auch jede Art von Boden, kontaminiert oder unkontaminiert, und/oder Materialien wie Bauxit, Latent, Vulkanasche, Bims und Asche aus Verbrennungsanlagen eingesetzt werden.When Filler in the concrete mix may be the usual Sands, but also any kind of soil, contaminated or uncontaminated, and / or materials such as bauxite, latent, volcanic ash, Pumice and ash from incinerators are used.
Wenn der Wasseranteil des Füllstoffs ausreicht, um den Wasserbedarf der erfindungsgemäßen Betonmischung zu decken, muss der erfindungsgemäßen Betonmischung kein Wasser zugesetzt werden.If the water content of the filler is sufficient to meet the water requirement to cover the concrete mixture according to the invention, the concrete mixture according to the invention no Add water.
Mit der erfindungsgemäßen Betonmischung können Baumaterialien und Betonbauteilen jeglicher Art, vorzugsweise Strassen- und Wegebeläge hergestellt werden, indem der Aushub der Baustelle und/oder sand- oder bodenartige Materialien, die im Baustellenbereich verfügbar sind, an Stelle der üblichen Füllstoffe als Füllstoff in der Betonmischung verwendet werden.With the concrete mixture according to the invention can Building materials and concrete components of any kind, preferably road and Webereläge be made by the excavation of the Construction site and / or sand or soil-like materials used in construction sites are available instead of the usual fillers be used as a filler in the concrete mixture.
Als Wasser kann normales Wasser, insbesondere Trinkwasser, verwendet werden. Als Cellulose eignet sich insbesondere Methylcellulose. Vorzugsweise wird Dow Methocell J 75 MS, Hersteller Dow Europe S. A., CH-8810 Horgen, Schweiz, vorgeschlagen. Das Natriumhydroxid liegt vorzugsweise in Form weißlicher Pellets vor. Es handelt sich um ein Standardindustrieprodukt.When Water can use normal water, especially drinking water become. As cellulose is particularly suitable methylcellulose. Preferably, Dow Methocell J 75 MS, manufacturer Dow Europe S. A., CH-8810 Horgen, Switzerland. The sodium hydroxide is preferably in the form of whitish pellets. It deals a standard industrial product.
Das Calciumchlorid liegt vorzugsweise in Form eines weißen Pulvers vor, auch hier handelt es sich um ein Standardindustrieprodukt.The Calcium chloride is preferably in the form of a white Powder, also here it is a standard industrial product.
Das Styrol-Butadien hat vorzugsweise einen Feststoffanteil von 30–80 Gew.-%, insbesondere 40–60%, vorzugsweise 50%, Rest Wasser. Der Feststoffanteil wird durch Gummi gebildet. Vorzugsweise verwendet wird Dow Latex DL 455. Es handelt sich um eine weiße Flüssigkeit, die nach Gummi riecht. Lieferant ist die bereits genannte Dow Europe S. A..The Styrene-butadiene preferably has a solids content of 30-80 Wt .-%, in particular 40-60%, preferably 50%, balance water. The solids content is formed by rubber. Preferably used becomes Dow Latex DL 455. It is a white liquid, which smells like rubber. The supplier is the aforementioned Dow Europe S. A ..
Bei der Herstellung der Dispersion benutzt man vorzugsweise einen Dissolver mit einer Umdrehungszahl von 1.000 bis 1.500 U/Min. Ein Dissolver hat den Vorteil, dass keine Luft eingemischt wird. Bei der Herstellung soll eine Schaumbildung unbedingt vermieden werden. Es dürfen auf keinen Fall Entschäumer eingesetzt werden.at To prepare the dispersion, it is preferable to use a dissolver at a speed of 1,000 to 1,500 rpm. A dissolver has the advantage that no air is mixed in. In the preparation of Foaming should be avoided at all costs. It is allowed Defoamer should not be used.
Zunächst wird das Wasser vollständig in die Maschine eingefüllt, die Maschine wird gestartet oder läuft zuvor schon, sie läuft bis zum Ende der Produktion durch. Anschließend wird das Cellulosematerial langsam eingestreut, dabei ist eine Klumpenbildung zu vermeiden. Es wird abgewartet, bis komplett durchgemischt ist und alle Klümpchen aufgelöst sind. Schließlich wird das Natriumhydro xid, das in Form weißlicher Pellets vorliegt, langsam eingeschüttet, bis die Mischung aussteift. Es wird abgewartet, bis eine Konsistenz ähnlich einem Tapetenkleister erreicht wird. Es liegt dann eine leicht körnige Struktur, zähe Konsistenz und klare Farbe vor. Nun wird das Calciumchlorid, das als weißes Pulver vorliegt, langsam eingerührt, schließlich wird das Styrol-Butadien langsam eingerührt. Abschließend wird noch das Konservierungsmittel langsam eingerührt, die Mischung wird dabei etwas dünnflüssiger. Die Mischung wird abschließend noch zwei bis drei Minuten weiter gerührt, die Maschine kann dann abgestellt werden, das Produkt kann abgefüllt werden.First the water is completely filled in the machine, the machine is started or is already running, she goes through to the end of production. Subsequently The cellulosic material is slowly scattered, it is a lump formation too avoid. It is waited until completely mixed and all lumps are dissolved. After all is the sodium hydroxide, which takes the form of whitish pellets is present, poured slowly until the mixture stiffened. It waits until a consistency similar to a wallpaper paste is reached. There is then a slightly grainy structure, tough Consistency and clear color before. Now the calcium chloride, the present as a white powder, stirred in slowly, Finally, the styrene-butadiene is stirred in slowly. Finally, the preservative is slow stirred, the mixture is doing something thinner. Finally, the mixture will continue for two to three minutes stirred, the machine can then be turned off, that Product can be bottled.
Es ist auch möglich, die Dispersion in zwei Schritten herzustellen. Dabei wird zunächst eine Trockenmischung hergestellt. Sie lässt sich einfach transportieren, das Gewicht des Wassers entfällt. Diese Trockenmischung wird am Einsatzort mit Wasser vermischt, beispielsweise 1 zu 9, also ein Gewichtsteil Trockendispersion und 9 Gewichtsteilen Wasser. Die Trockenmischung kann auch dem Zement beigemischt werden.It it is also possible to prepare the dispersion in two steps. In the process, a dry mixture is first prepared. she Easy to transport, the weight of the water eliminated. This dry mix is on site with Water is mixed, for example 1 to 9, so one part by weight of dry dispersion and 9 parts by weight of water. The dry mix can also be the cement be mixed.
Zur Herstellung der Trockenmischung werden die Bestandteile b. bis e. in den angegebenen Gewichtsanteilen in trockener Form zusammengemischt. Von diesen Bestandteilen ist das oben angegebene Styrol-Butadien wasserhaltig. Entweder wird trockenes Styrol-Butadien verwendet oder es wird das oben angegebene Styrol-Butadien vor Herstellung der Pulvermischung getrocknet, beispielsweise in einem Gefriertrockner getrocknet. Dadurch liegt es ebenfalls als Pulver vor. Die Pulvermischung wird nun in den angegebenen Gewichtsteilen zusammengebracht, die Mischung erfolgt in einem Zwangsmischer, beispielsweise wird ein Kneter eingesetzt. Wenn auch das Konservierungsmittel eingegeben werden soll, wird es als nichtwässriges Konservierungsmittel zugefügt, beispielsweise wird das o. g. Konservierungsmittel gefriergetrocknet. Es kann alternativ als Konservierungsmittel Kaliumsorbat eingesetzt werden.to Preparation of the dry mix are the ingredients b. to e. mixed together in the stated proportions by weight in dry form. Of these ingredients, the above is styrene-butadiene hydrous. Either dry styrene-butadiene is used or it becomes the above-mentioned styrene-butadiene before production dried the powder mixture, for example in a freeze dryer dried. As a result, it is also present as a powder. The powder mixture is now brought together in the specified parts by weight, the Mixture takes place in a compulsory mixer, for example, is a Kneader used. If the preservative is also entered it is added as a non-aqueous preservative, for example, the o. g. Preservative freeze-dried. It can alternatively be used as a preservative potassium sorbate become.
Die aus der erfindungsgemäßen Staubmischung hergestellten Produkte zeigen keine Risse. Sie zeigen ebenfalls keine Ausblühungen.The produced from the dust mixture according to the invention Products show no cracks. They also show no efflorescence.
Beispiel 1example 1
Um zu überprüfen, inwieweit sich die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Elastizität und das Schwindverhalten eines Betons durch die erfindungsgemäße Dispersion verändert worden sind und inwieweit die Schwindung des Betongemisches reduziert werden konnte, wurde ein Versuch mit und ohne wässrige Dispersionszugabe durchgeführt.In order to check to what extent the mechanical properties, in particular the elasticity and the shrinkage behavior of a concrete have been changed by the dispersion according to the invention and to what extent the shrinkage of the concrete mixture could be reduced, a trial was carried out with and without aqueous dispersion addition.
Zunächst wurde eine Betonmischung hergestellt, die wie folgt zusammengesetzt war:
- – 2.0 kg Zement,
- – 100 l Sand und
- – 5 Liter Wasser.
- - 2.0 kg cement,
- - 100 l of sand and
- - 5 liters of water.
Danach wurde diese Betonmischung im Verhältnis 1:1 geteilt und in zwei getrennte Bottiche gefüllt.After that this concrete mixture was divided in the ratio 1: 1 and filled in two separate vats.
Die eine Betonmischung wurde so belassen wie sie war, während die andere Betonmischung mit einem Liter einer erfindungsgemäßen Dispersion vermischt wurde, die folgendermaßen zusammengesetzt war:
- a. 90 Gew.-% Wasser,
- b. 1% Gew.-% Cellulose,
- c. 2 Gew.-% Natriumhydroxid,
- d. 1,2 Gew.-% Calciumchlorid und
- e. 7,4 Gew.-% Styrol-Butadien
- a. 90% by weight of water,
- b. 1% by weight of cellulose,
- c. 2% by weight of sodium hydroxide,
- d. 1.2% by weight calcium chloride and
- e. 7.4 wt .-% styrene-butadiene
Anschließend wurden die erfindungsgemäße Betonmischung und die konventionelle Betonmischung jeweils in Holzformen mit den Massen 50 × 20 × 1 cm (Länge; Breite; Tiefe) gegossen, worin die Betonmischung jeweils aushärtete. Es wurden jeweils 10 Platten hergestellt.Subsequently were the concrete mixture according to the invention and the conventional concrete mixture in each case in wood forms with the masses 50 × 20 × 1 cm (length, width, depth) poured, wherein each of the concrete mixture cured. It In each case 10 plates were produced.
Eine visuelle Beurteilung der Betonplatten ergab, dass die erfindungsgemäßen Betonplatten weniger geschwunden waren als die konventionellen Betonplatten.A Visual assessment of the concrete slabs revealed that the invention Concrete slabs were less dodgy than the conventional concrete slabs.
Danach wurden jeweils 10 Betonplatten in einer Prüfmaschine an der einen Breitseite fest eingespannt und an der anderen Breitseite, 45 cm von der Einspannstelle entfernt, mit einem hydraulischen Stempel so lange zunehmend belastet, bis sie brachen. Während dieses Versuches wurde jeweils die Verformung der Betonplatte optisch vermessen.After that Each 10 concrete slabs were tested in a testing machine the one broadside firmly clamped and on the other broadside, 45 cm from the clamping point, with a hydraulic punch so long incriminated until they broke. During this In each case the deformation of the concrete slab was optically measured.
Es zeigte sich, dass die erfindungsgemäßen Betonplatten durchschnittlich eine 2,5-fach größere Verformbarkeit vor Bruch aufwiesen.It showed that the concrete slabs according to the invention an average of 2.5 times greater deformability before breaking.
Beispiel 2Example 2
Wie bereits oben erwähnt, ist es mit der erfindungsgemäßen Dispersion möglich, Substanzen als Füllstoff in Betonmischungen einzusetzen, die bisher als Zementgifte galten.As already mentioned above, it is with the invention Dispersion possible, substances as filler in Use concrete mixtures that were previously considered as cement poisons.
Um dies zu illustrieren, wurden drei Betonmischungen hergestellt, die jeweils 20 kg Zement und 5 Liter Wasser enthielten. Als Füllstoff enthielt Mischung 1 100 Liter handelsüblichen Bausand, Mischung 2 100 Liter Mutterbodenaushub von einer Baustelle und Mischung 3 100 Liter Asche aus einer Verbrennungsanlage.Around To illustrate this, three concrete mixtures were produced, the each contained 20 kg of cement and 5 liters of water. As a filler contained mixture 1 100 liters commercial building sand, Mix 2 100 liters of topsoil from a construction site and mix 3 100 liters of ash from an incinerator.
Die Betonmischungen wurden jeweils in einer Betonmischmaschine innig vorgemischt und dann jeweils in einem Bottich mit einem Liter der Dispersion gemäß Beispiel 1 vermischt und in die in Beispiel 1 beschriebenen Formen zu Platten gegossen, in denen die Betonmischungen aushärteten.The Concrete mixtures were each intimately in a concrete mixer premixed and then each in a vat with a liter of Dispersion mixed according to Example 1 and in the cast into plates in Example 1, in which hardened the concrete mixtures.
Eine visuelle Beurteilung von jeweils 10 der Betonplatten ergab, dass die Schwindung der Betongemische während des Aushärtens in allen Fällen gering war.A Visual assessment of every 10 of the concrete slabs revealed that the shrinkage of the concrete mixtures during hardening was low in all cases.
Danach wurden die Platten unterschiedlichsten mechanischen Prüfverfahren wie zum Beispiel Druckfestigkeit, Verformbarkeit und Oberflächenhärte unterworfen, wobei es sich zeigte, dass die mechanischen Eigenschaften von allen Betonplatten vergleichbar gut waren.After that The plates were subjected to a wide variety of mechanical test methods such as compressive strength, ductility and surface hardness which showed that the mechanical properties of all concrete slabs were comparably good.
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