DE102020112292A1 - Process for the production of a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use - Google Patents

Process for the production of a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use Download PDF

Info

Publication number
DE102020112292A1
DE102020112292A1 DE102020112292.6A DE102020112292A DE102020112292A1 DE 102020112292 A1 DE102020112292 A1 DE 102020112292A1 DE 102020112292 A DE102020112292 A DE 102020112292A DE 102020112292 A1 DE102020112292 A1 DE 102020112292A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
foam concrete
granulate
grain
compressive strength
grading curve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020112292.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Patrick Steiner
Markus Stolz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solexperts AG
Original Assignee
Solexperts AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solexperts AG filed Critical Solexperts AG
Publication of DE102020112292A1 publication Critical patent/DE102020112292A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06Aluminous cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/02Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding chemical blowing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0032Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/50Flexible or elastic materials

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten mit Bereitstellen einer Schaumbetonmischung umfassend Bindemittel (212), Schaumbildner (232) und Granulat, mit: Festlegen einer geforderten Mindestdruckfestigkeit (110); Festlegen einer geforderten Mindestdeformierbarkeit (120); Ermitteln (130) in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit prozentualer Anteile zumindest der folgende Stoffe: Bindemittel (212), Schaumbildner (232) und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214), und Bereitstellen und Mischen der ermittelten prozentualen Anteile zumindest des Bindemittels (212), des Schaumbildners (232) und der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214) als Schaumbetonmischung (140).A method for producing a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products with providing a foam concrete mixture comprising binders (212), foaming agents (232) and granules, with: establishing a required minimum compressive strength (110); Establishing a required minimum deformability (120); Determining (130) depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability percentage of at least the following substances: binding agent (212), foaming agent (232) and grain groups of the granulate according to a grading curve (214), and providing and mixing the determined percentage of at least the Binder (212), the foaming agent (232) and the grain groups of the granulate according to a grading curve (214) as a foam concrete mixture (140).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten, hochdeformierbare Schaumbetonprodukte und deren Verwendung.The invention relates to a method for producing a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use.

Stand der TechnikState of the art

Im Tunnelbau sind deformierbare Bauteile und ihre verschiedenen Anwendungen bekannt. Insbesondere werden im Tunnelbau deformierbare Bauteile beim temporären Ausbau verwendet, um Lasten, welche durch druckhaftes oder quellfähiges Gebirge entstehen können, mittels Deformation zu verringern. Deformierbare Bauteile können verschiedene Geometrien und Eigenschaften aufweisen. Im Tunnelbau werden balkenförmige Bauteile oder flächenhafte Systeme eingesetzt. Deformierbare Bauteile und Systeme, die eingesetzt werden, können aus verschiedenen Materialien oder Materialkombinationen bestehen, zum Beispiel Stahl, Beton oder Mörtel.Deformable components and their various applications are known in tunnel construction. In particular, deformable components are used in tunnel construction for temporary expansion in order to reduce loads that can arise from pressure-sensitive or swellable rock by means of deformation. Deformable components can have different geometries and properties. Beam-shaped components or flat systems are used in tunnel construction. Deformable components and systems that are used can consist of different materials or material combinations, for example steel, concrete or mortar.

Beispielsweise sind von der Solexperts AG, Schweiz, hiDCon®-Elemente erhältlich, welche eine Deformierbarkeit aufweisen. Allerdings kann bei einigen Anwendungen unter Umständen eine noch weitergehende Deformierbarkeit oder eine noch weitergehende Vorhersagbarkeit des Deformationsverhaltens wünschenswert sein.For example, hiDCon® elements are available from Solexperts AG, Switzerland, which are deformable. However, in some applications, even more extensive deformability or even more extensive predictability of the deformation behavior may be desirable.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung der Schaumbetonmischung für die Herstellung von verbesserten hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten und verbesserte hochdeformierbare Schaumbetonprodukte zur Verfügung zur stellen, wobei die genannten Schaumbetonprodukte oder ihre Verwendungen insbesondere verbesserte Deformationseigenschaften aufweisen sollten.The object of the invention is to provide a method for producing the foamed concrete mixture for the production of improved highly deformable foamed concrete products and improved highly deformable foamed concrete products, the foamed concrete products mentioned or their uses in particular having improved deformation properties.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Anspruch 1 und Vorrichtungen nach nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergaben sich aus den Unteransprüchen und aus dieser Beschreibung.The object is achieved with a method according to claim 1 and devices according to independent claims. Advantageous developments and embodiments emerged from the subclaims and from this description.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten mit Bereitstellen einer Schaumbetonmischung umfassend Bindemittel, Schaumbildner und Granulat, mit: Festlegen einer geforderten Mindestdruckfestigkeit, Festlegen einer geforderten Mindestdeformierbarkeit, Ermitteln prozentualer Anteile zumindest der folgende Stoffe: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit, und Bereitstellen und Mischen der ermittelten prozentualen Anteile zumindest des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats als Schaumbetonmischung.One aspect of the invention relates to a method for producing a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products with the provision of a foam concrete mixture comprising binders, foaming agents and granules, with: determining a required minimum compressive strength, determining a required minimum deformability, determining percentage proportions of at least the following substances: binding agent, Foaming agents and grain groups of the granulate according to a grading curve depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability, and providing and mixing the determined percentage of at least the binder, the foaming agent and the grain groups of the granulate as a foam concrete mixture.

Typische Ausführungsformen der hier beschriebenen hochdeformierbaren Schaumbetonprodukte weisen nach Überwinden ihres elastischen Verformungsbereichs über einen vergleichsweise großen plastischen Verformungsbereich weitgehend vorhersagbare oder definierbare Verformungseigenschaften auf.Typical embodiments of the highly deformable foam concrete products described here have largely predictable or definable deformation properties after overcoming their elastic deformation range over a comparatively large plastic deformation range.

Bei Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Festlegen einer geforderten Mindestdruckfestigkeit, insbesondere ein Festlegen einer Mindestdruckfestigkeit unter der Einwirkung einer Spannung. Der Begriff „Spannung“ umfasst im Rahmen dieser Anmeldung eine mechanische Spannung, insbesondere eine mechanische DruckSpannung. Beispielsweise kann eine Spannung in dem Schaumbetonprodukt durch eine Gebirgsspannung eines drückenden Gebirges hervorgerufen werden.In embodiments, the method comprises establishing a required minimum compressive strength, in particular establishing a minimum compressive strength under the action of tension. In the context of this application, the term “tension” encompasses mechanical tension, in particular mechanical compressive tension. For example, stress in the foam concrete product can be caused by rock stress of a pressing rock.

Typischerweise wird die Mindestdruckfestigkeit von einem Schaumbeton hierin nach DIN EN 12390-3 definiert, insbesondere in einem Druckversuch analog DIN EN 12390-3 definiert, also bspw. geprüft im Druckversuch an Zylindern, Würfeln oder Bohrkernen des Schaumbetons im Alter von 7 Tagen, von 21 Tagen oder von 28 Tagen. Insbesondere wird die Mindestdruckfestigkeit von einem Schaumbeton nach DIN EN 12390-3 , insbesondere in einem Druckversuch analog nach DIN EN 12390-3 , an einem Würfel mit mindestens 100 mm, beispielsweise 200 mm Kantenlänge geprüft werden. Dazu kann die Mindestdruckfestigkeit von einem Schaumbeton unter einem einachsigen Spannungszustand oder einem mehrdimensionalen Spannungszustand, beispielweise unter einem dreidimensionalen Spannungszustand, geprüft werden. Typischerweise beträgt die Mindestdruckfestigkeit 0,5 MPa, 5 MPa oder 10 MPa. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Begriff „einachsige“ auf einen Druckversuch ohne seitliche Stützung des Probenkörpers. Dazu beziehen sich die Begriffe „dreidimensional“ oder „mehrdimensional“ auf einen Druckversuch mit seitlicher Stützung des Probenkörpers zu allen Seiten.Typically, the minimum compressive strength of a foam concrete is determined here DIN EN 12390-3 defined, in particular analogously in a pressure test DIN EN 12390-3 defined, i.e. tested in compression tests on cylinders, cubes or drill cores of foam concrete at the age of 7 days, 21 days or 28 days. In particular, the minimum compressive strength of a foam concrete is after DIN EN 12390-3 , especially in a pressure test analogously DIN EN 12390-3 , be tested on a cube with at least 100 mm, for example 200 mm edge length. For this, the minimum compressive strength of a foam concrete under a uniaxial stress state or a multidimensional Stress state, for example under a three-dimensional stress state, can be checked. Typically the minimum compressive strength is 0.5 MPa, 5 MPa or 10 MPa. In the present disclosure, the term “uniaxial” refers to a compression test without lateral support of the specimen. The terms “three-dimensional” or “multi-dimensional” refer to a pressure test with lateral support of the specimen on all sides.

Typischerweise umfasst das Verfahren ein Festlegen einer geforderten Mindestdeformierbarkeit. Beispielsweise kann eine Deformierbarkeit oder Verformung eines Werkstoffes in einem Druckversuch analog nach DIN EN 12390-3 gemessen werden. Nach DIN EN 12390-3 wird nur die Mindestdruckfestigkeit geprüft, der Normversuch endet dann typischerweise nach dem Erstbruch. Mit dem Begriff „Erstbruch“ wird typischerweise ein erstes Spannungsmaximum beschrieben, nach welchem durch plastische Verformungsprozesse oder Brüche im Material ein Spannungsabfall im Versuch zu beobachten ist. Es wird in dieser Norm nicht auf eine Mindestdeformierbarkeit eingegangen. Zur Messung der Mindestdeformierbarkeit wird der Versuch typischerweise über den durch die Norm vorgesehenen Bereich fortgesetzt. Dabei kann sich der Begriff „Mindestdeformierbarkeit“ auf einen plastischen Verformungsbereich beziehen, der zwischen der Elastizitätsgrenze und der Bruchgrenze des Schaumbetonprodukts liegt. Bei typischem Schaumbeton in Übereinstimmung mit Aspekten der Erfindung ist ein gegenüber Standardbeton anderes Verhalten bezüglich des Bruchverhaltes zu beobachten. Nach dem erfolgten Erstbruch fällt die Kraft oder Spannung nicht auf einen massiv niedrigen Wert ab, sondern verbleibt auf einem hohen Niveau, typischerweise mindestens 50%, mindestens 60% oder mindestens 70% der Spannung beim Erstbruch.Typically, the method includes establishing a required minimum deformability. For example, deformability or deformation of a material in a compression test can analogously DIN EN 12390-3 be measured. After DIN EN 12390-3 only the minimum compressive strength is tested; the standard test then typically ends after the first break. The term “first break” is typically used to describe a first stress maximum after which a stress drop can be observed in the test due to plastic deformation processes or breaks in the material. A minimum deformability is not dealt with in this standard. To measure the minimum deformability, the test is typically continued over the range specified by the standard. The term “minimum deformability” can refer to a plastic deformation range that lies between the elastic limit and the breaking limit of the foam concrete product. In the case of typical foam concrete in accordance with aspects of the invention, a different behavior compared to standard concrete with regard to the fracture behavior can be observed. After the first break, the force or tension does not drop to a massively low value, but remains at a high level, typically at least 50%, at least 60% or at least 70% of the tension at the first break.

Konventioneller Beton, welcher in den Normen beschrieben wird, erreicht die maximale Druckfestigkeit, im ein-axialen Druckversuch, nach einer sehr geringen Deformation bzw. Dehnung des Versuchskörpers. Die Dehnung liegt hierbei im Promillebereich, nach Norm bei etwa 2 ‰. Nach dem Erreichen der maximalen Druckfestigkeit fällt die aufnehmbare Spannung bzw. Kraft im Versuchskörper bei weiterer Deformation stark ab, typischerweise ein Abfall von > 50% der Druckfestigkeit. Im Falle des hierin beschriebenen Schaumbetons ist das Verhalten ein anderes. Im ein-axialen Druckversuch wird nach einer geringen Deformation ein Maximum der Druckfestigkeit erreicht, analog zur herkömmlichen Betontechnologie. Im Gegensatz zum konventionellen Beton, fällt die anschließend aufnehmbare Spannung nicht vergleichbar stark ab, (bspw. zwischen 5 - 40%), die Spannung kann aber über eine andauernde erzwungene Deformation aufrecht erhalten werden. Die Spannung bleibt zumindest im Wesentlichen erhalten, wenn die erzwungene Deformation fortgesetzt oder gehalten wird. Der tiefste, hier erreichte, Wert definiert die Mindestdruckfestigkeit. Die hierin beschriebene Mindestdruckfestigkeit für typische Ausführungsformen ist deutlich geringer als die eines Schaumbetons mit vergleichbaren Zement-, Schaum- und Zuschlagsanteilen. Dies ist dadurch zu erklären, dass insbesondere durch den porösen Zuschlag zusätzliches Porenvolumen eingebracht wird. Zuschläge wie Sand enthalten solches Porenvolumen üblicherweise nicht. Durch die Verwendung einer wie hierin beschrieben optimierten Sieblinie kann der zusätzliche Porenanteil weiter maximiert werden.Conventional concrete, which is described in the standards, reaches the maximum compressive strength in the uniaxial compression test after a very small deformation or elongation of the test body. The elongation is in the per thousand range, according to the standard at around 2 ‰. After the maximum compressive strength has been reached, the stress or force that can be absorbed in the test specimen drops sharply with further deformation, typically a drop of> 50% in compressive strength. In the case of the foam concrete described here, the behavior is different. In the uniaxial compression test, a maximum of compressive strength is achieved after a slight deformation, analogous to conventional concrete technology. In contrast to conventional concrete, the subsequently absorbable tension does not drop to a comparable extent (e.g. between 5 - 40%), but the tension can be maintained through permanent forced deformation. The tension is at least substantially maintained if the forced deformation is continued or maintained. The lowest value reached here defines the minimum compressive strength. The minimum compressive strength described herein for typical embodiments is significantly lower than that of a foam concrete with comparable cement, foam and aggregate proportions. This can be explained by the fact that additional pore volume is introduced in particular through the porous aggregate. Aggregates such as sand usually do not contain this pore volume. By using a grading curve optimized as described herein, the additional proportion of pores can be further maximized.

Die Mindestdeformierbarkeit beschreibt den Bereich, in welchem bei zunehmender Deformation, die aufnehmbare Spannung des Versuchskörpers unterhalb der maximalen Druckfestigkeit, aber über der Mindestdruckfestigkeit liegt. Deformierbarkeit ist in der konventionellen Betontechnologie im Zusammenhang mit Druckbelastungen nicht definiert, da sich die auftretenden Dehnungen stets im elastischen Bereich bewegen sollten. Bei zunehmender Deformation steigt die Spannung kontinuierlich an und überschreitet die maximale Druckfestigkeit, welche bei Deformationsbeginn erreicht wurde. Dieses Verhalten ist mit einem elastisch plastisch, bi-linearen Materialmodell beschreibbar wobei ET nicht konstant ist.The minimum deformability describes the range in which, with increasing deformation, the absorbable stress of the test specimen is below the maximum compressive strength but above the minimum compressive strength. Deformability is not defined in conventional concrete technology in connection with pressure loads, since the expansion that occurs should always be in the elastic range. With increasing deformation, the stress increases continuously and exceeds the maximum compressive strength that was reached at the beginning of the deformation. This behavior can be described with an elastic, plastic, bi-linear material model, where E T is not constant.

Typische Verfahren umfassen ein Ermitteln prozentualer Anteile zumindest der folgenden Stoffe für die Schaumbetonmischung: Bindemittel, Schaumbildner und Granulat, insbesondere Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie, in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit. Über die Zusammenstellung der Sieblinie und dem darin enthaltenen Porenvolumen kann die Mindestdeformierbarkeit angepasst werden. Ein hoher Anteil einer kleinen Fraktion erhöht die Mindestdruckfestigkeit und verkleinert die Deformierbarkeit.Typical methods include determining percentages of at least the following substances for the foam concrete mixture: binders, foaming agents and granules, in particular grain groups of the granules according to a grading curve, depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability. The minimum deformability can be adjusted via the composition of the grading curve and the pore volume it contains. A high proportion of a small fraction increases the minimum compressive strength and reduces the deformability.

Typischerweise wird hochdeformierbarer Schaumbeton, insbesondere werden hochdeformierbare Schaumbetonprodukte, mit einer der hierin beschriebenen typischen Schaumbetonmischungen hergestellt. Typische Schaumbetonprodukte weisen einen erhöhten Luftporengehalt, insbesondere von in der Regel mehr als 20 Vol.-% oder mehr als 30 Vol.-%, auf. Typische, hierin beschriebene Schaumbetonprodukte entsprechen nicht einem Beton nach DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 . Typische Schaumbetonprodukte gemäß Aspekten dieser Erfindung entsprechen auch nicht typischem herkömmlichen Schaumbeton, welcher herkömmlich keine Korngruppen aufweist. Typische Schaumbetonprodukte gemäß der Erfindung umfassen Korngruppen mit zumindest einem Anteil, welcher größere Körner als Sand aufweist.Typically, highly deformable foam concrete, in particular highly deformable foam concrete products, is produced with one of the typical foam concrete mixtures described herein. Typical foam concrete products have an increased air void content, in particular of generally more than 20% by volume or more than 30% by volume. Typical foam concrete products described herein do not resemble concrete DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 . Typical foamed concrete products according to aspects of this invention also correspond to non-typical conventional foamed concrete which conventionally is not Has grain groups. Typical foamed concrete products according to the invention comprise groups of grains with at least a proportion which has larger grains than sand.

Typischerweise bedeutet der Begriff „hochdeformierbar“ in Bezug auf ein Schaumbetonprodukt, dass das Schaumbetonprodukt im Druckversuch nach DIN EN 12390-3 , insbesondere analog nach DIN EN 12390-3 , ohne seitliche Stützung des Probenkörpers, insbesondere nach Überwinden einer Elastizitätsgrenze, bei 50% Verformung eine Druckspannung von weniger als 200% der Mindestdruckfestigkeit, bevorzugt bei 55% Verformung eine Druckspannung von weniger als 250% der Mindestdruckfestigkeit und bevorzugter bei 60% Verformung eine Druckspannung von weniger als 350% der Mindestdruckfestigkeit zeigt. Bei dem Druckversuch kann bei typischen Ausführungsformen auch die in demselben Versuch oder einem weiteren Versuch an dem gleichen Schaumbetonprodukt gemessene Druckfestigkeit an Stelle der Mindestdruckfestigkeit verwendet werden.Typically, the term “highly deformable” in relation to a foam concrete product means that the foam concrete product is subjected to a compression test DIN EN 12390-3 , especially by analogy DIN EN 12390-3 , without lateral support of the specimen, in particular after overcoming an elastic limit, at 50% deformation a compressive stress of less than 200% of the minimum compressive strength, preferably at 55% deformation a compressive stress of less than 250% of the minimum compressive strength and more preferably at 60% deformation a compressive stress of shows less than 350% of the minimum compressive strength. In the compression test, in typical embodiments, the compressive strength measured in the same test or in a further test on the same foam concrete product can be used instead of the minimum compressive strength.

Der Begriff „hochdeformierbar“ bedeutet typischerweise in Bezug auf ein Schaumbetonprodukt, dass ein hierin beschriebenes typisches Schaumbetonprodukt bei 35% Verformung in einem Druckversuch nach DIN EN 12390-3 , insbesondere analog nach DIN EN 12390-3 , ohne seitliche Stützung oder mit seitlicher Stützung des Probenkörpers zu allen Seiten eine Druckspannung von weniger als 200% der Mindestdruckfestigkeit, bevorzugt bei 40% Verformung eine Spannung von weniger als 300% der Mindestdruckfestigkeit und bevorzugter bei 45% Verformung eine Spannung von weniger als 500% der Mindestdruckfestigkeit zeigt. Bei dem Druckversuch kann bei typischen Ausführungsformen auch die in demselben Versuch oder einem weiteren Versuch an dem gleichen Schaumbetonprodukt gemessene Druckfestigkeit an Stelle der Mindestdruckfestigkeit verwendet werden.The term “highly deformable” typically means, in relation to a foam concrete product, that a typical foam concrete product described herein after 35% deformation in a compression test DIN EN 12390-3 , especially by analogy DIN EN 12390-3 , without lateral support or with lateral support of the specimen on all sides, a compressive stress of less than 200% of the minimum compressive strength, preferably with 40% deformation a stress of less than 300% of the minimum compressive strength and more preferably with 45% deformation a stress of less than 500% shows the minimum compressive strength. In the compression test, in typical embodiments, the compressive strength measured in the same test or in a further test on the same foam concrete product can be used instead of the minimum compressive strength.

Bei dem Bindemittel handelt es sich typischerweise um Zement oder geeignete Kunstharzmörtel, typischerweise brandsicherer oder feuerhemmender Kunstharzmörtel. Typischerweise wird als Zugabewasser Trinkwasser oder ein in der Natur vorkommendes Wasser verwendet.The binder is typically cement or suitable synthetic resin mortar, typically fire-safe or fire-retardant synthetic resin mortar. Typically, drinking water or naturally occurring water is used as the added water.

Typischerweise wird Zement oder ein Zementleim als Basis für die Vorbereitung einer Schaumbetonmischung verwendet. Typischerweise umfasst Zementleim ein Bindemittel, insbesondere Zement, Zugabewasser und eventuell Zusatzmittel. Somit kann eine Schaumbetonmischung unter weiterer Zugabe von einem getrennt davon vorgefertigten Schaum aus Schaumbildner hergestellt werden, insbesondere unter weiterer Zugabe von einem getrennt davon vorgefertigten Schaum aus einer Mischung aus Schaumbildner und Wasser für die Schaumbildung und eventuell Zusatzmittel. Das Wasser für die Schaumbildung kann dem Zugabewasser entnommen sein oder zusätzlich zu dem Zugabewasser bemessen werden, also nicht auf die Mange des Zugabewassers angerechnet sein. Typischerweise erfordert das zur Herstellung des Schaumbetons oder der Schaumbetonmischung angewandte physikalische Aufschäumen keine Treibmittel oder das Herstellen erfolgt typischerweise Treibmittel-los. Damit stehen typische Verfahren im Gegensatz zu anderen Verfahren mit einem chemischen Aufschäumen, zum Beispiel mit Zugabe von Substanzen, die unter Freisetzung von Gasen in oder mit dem Zementleim reagieren und so Poren bilden. Alternative typische Verfahren zur Herstellung des Schaumbetons oder der Schaumbetonmischung verwenden zusätzlich chemische Treibmittel.Typically, cement or a cement paste is used as the basis for preparing a foam concrete mix. Typically, cement paste comprises a binding agent, in particular cement, added water and possibly additives. Thus, a foam concrete mixture can be produced with the further addition of a separately prefabricated foam made of foaming agent, in particular with the further addition of a separately prefabricated foam made of a mixture of foaming agent and water for foam formation and possibly additives. The water for the foam formation can be taken from the added water or measured in addition to the added water, i.e. not counted towards the amount of the added water. Typically, the physical foaming used to produce the foam concrete or foam concrete mixture does not require any blowing agent or the production is typically carried out without blowing agent. Typical processes are thus in contrast to other processes with chemical foaming, for example with the addition of substances that react with the release of gases in or with the cement paste and thus form pores. Alternative typical methods for producing the foam concrete or foam concrete mix additionally use chemical blowing agents.

Typicherweise wird eine Schaumbetonmischung durch das Einbringen von mit Luft oder mit anderen Gasen gefülltem Schaum aus Schaumbildner oder aus einer Mischung aus Schaumbildner und Wasser beispielweise in einen Zementleim gebildet. Typicherweise werden ausschließlich inerte Gase zur Schaumbildung verwendet oder in eine Mischung aus Schaumbildner und Wasser eingebracht, beispielsweise Stickstoff, Argon oder Helium. Dies kann insbesondere bei Anwendung im Zusammenhang mit Endlagerstätten für atomaren Abfall oder bei Anwendungen, welche Sauerstoff-empfindlich sind, vorteilhaft sein. Der Druck der eingebrachten Luft oder anderen Gasen beträgt typischerweise maximal 5 bar, typischerweise maximal 3 bar, oder typischerweise maximal 1,5 bar oder typischerweise mindestens 0,3 bar.Typically, a foam concrete mixture is formed by introducing foam filled with air or with other gases from foaming agent or from a mixture of foaming agent and water, for example into a cement paste. Typically, only inert gases are used for foam formation or are introduced into a mixture of foaming agent and water, for example nitrogen, argon or helium. This can be advantageous in particular when used in connection with final storage sites for nuclear waste or in applications which are sensitive to oxygen. The pressure of the air or other gases introduced is typically a maximum of 5 bar, typically a maximum of 3 bar, or typically a maximum of 1.5 bar or typically at least 0.3 bar.

Die mit dem Schaumbildner erzeugten Gasblasen können bei physikalischen Schäumen, ähnlich wie bei chemischen Schäumen, lediglich vorübergehend als Stützkörper dienen, bis sich eine tragfähige Feststoffstruktur der Schaumbetonmischung beim Aushärten bzw. Trocknen ausgebildet hat.In the case of physical foams, similar to chemical foams, the gas bubbles generated with the foaming agent can only serve temporarily as a supporting body until a stable solid structure of the foam concrete mixture has formed during curing or drying.

Typischerweise ist Zement ein anorganischer, fein gemahlener hydraulischer Baustoff. Beispielweise ist Zement durch Brennen der Ausgangsstoffe Kalkstein, Sand oder Ton oder Mischungen aus diesen Stoffen bei der Sintergrenze von etwa 1.450 °C hergestellt. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung ist ein hydraulischer Baustoff ein Baustoff, der nach einer Zugabe von Wasser infolge chemischer Reaktionen mit dem Zugabewasser selbständig erstarrt und erhärtet und nach dem Erhärten auch unter Wasser fest und raumbeständig bleibt. Chemisch betrachtet kann Zement hauptsächlich kieselsaures Calcium mit Anteilen an Aluminium- und Eisen-Verbindungen enthalten.Typically, cement is an inorganic, finely ground hydraulic building material. For example, cement is made by burning the starting materials limestone, sand or clay or mixtures of these materials at the sintering limit of around 1,450 ° C. In the context of the present disclosure, a hydraulic building material is a building material which, after the addition of water, independently solidifies and hardens as a result of chemical reactions with the added water and, after hardening, is solid and stable under water remains. From a chemical point of view, cement can mainly contain calcium silicate with proportions of aluminum and iron compounds.

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung können Portlandzement (CEM I), Portlandkompositzement (CEM II), Hochofenzement (CEM III oder VLH III), Puzzolanzement (CEM IV oder VLH IV), oder Kompositzement (CEM V oder VLH V), insbesondere entsprechend der Zementarten nach DIN EN 197-1 oder DIN EN 14216 , als Bindemittel geeignet sein. Typischerweise ist Portlandzement durch die Vermahlung von Klinker und Gips bzw. Anhydrit hergestellt. Beispielweise kann für hierin beschriebene typische Verfahren ein Portlandzement mit ca. 58 bis 66 % Caiciumoxid (CaO), 18 bis 26 % Siliciumdioxid (SiO2), 4 bis 10 % Aluminiumoxid (Al2O3) und 2 bis 5 % Eisenoxid (Fe2O3) verwendet werden.In the context of the present disclosure, portland cement (CEM I), portland composite cement (CEM II), blast furnace cement (CEM III or VLH III), pozzolan cement (CEM IV or VLH IV), or composite cement (CEM V or VLH V), in particular according to the types of cement after DIN EN 197-1 or DIN EN 14216 , be suitable as a binder. Portland cement is typically made by grinding clinker and gypsum or anhydrite. For example, for typical processes described herein, a Portland cement with approx. 58 to 66% calcium oxide (CaO), 18 to 26% silicon dioxide (SiO 2 ), 4 to 10% aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and 2 to 5% iron oxide (Fe 2 O 3 ) can be used.

Bei dem Schaumbildner handelt es sich typischerweise um ein Tensid, Proteine oder Enzyme oder Mischungen derselben. Typischerweise weisen proteinbasierte Schaumbildner eine hohe Stabilität auf. Mit der Wahl des Tensids oder der Proteine können die Zementchemie sowie die rheologischen Eigenschaften des Zementleims oder der Schaumbetonmischung beeinflusst werden. Insbesondere können die hohe IonenKonzentration und der hohe pH-Wert in einer Schaumbetonmischung die aufschäumende Wirkung vieler Tenside oder Proteine reduzieren oder unterdrücken.The foaming agent is typically a surfactant, proteins or enzymes or mixtures thereof. Protein-based foaming agents typically have a high level of stability. The choice of surfactant or proteins can influence the cement chemistry and the rheological properties of the cement paste or foam concrete mixture. In particular, the high ion concentration and the high pH value in a foam concrete mixture can reduce or suppress the foaming effect of many surfactants or proteins.

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung sind geeignete Proteine typischerweise solche, die im alkalischen Zementleim negative Ladungen aufweisen. Bei typischen Verfahren werden solche Proteine genutzt, um eine enge Verbindung zwischen den gelösten Proteinsträngen herzustellen, so dass die Schaumstabilität erhöht wird. Beispielweise kann der Schaumbildner ein Protein aufweisen, insbesondere ein hydrolysiertes Protein oder Proteinfraktionen, welche insbesondere zu 50 Masse-%, zu 70 Masse-% oder zu 90 Masse-% aus den Aminosäuren A (Alanin), E (Glutaminsäure), G (Glycin), I (Isoleucin), L (Leucin), M (Methionin), P (Prolin), Q (Glutamin) und V (Valin) mit einer Molmasse zwischen 20000 und 120000 Dalton bestehen. Die restlichen 10 Masse-%, 30 Masse-%, oder 50 Masse-% können andere Aminosäuren sein, insbesondere andere anionische Aminosäuren.In the context of the present disclosure, suitable proteins are typically those that have negative charges in the alkaline cement paste. In typical processes, such proteins are used to create a close connection between the loosened protein strands, so that the foam stability is increased. For example, the foaming agent can have a protein, in particular a hydrolyzed protein or protein fractions, which are in particular 50% by mass, 70% by mass or 90% by mass of the amino acids A (alanine), E (glutamic acid), G (glycine ), I (isoleucine), L (leucine), M (methionine), P (proline), Q (glutamine) and V (valine) with a molar mass between 20,000 and 120,000 Daltons. The remaining 10% by mass, 30% by mass or 50% by mass can be other amino acids, in particular other anionic amino acids.

Als Tenside sind grundsätzlich insbesondere stark schäumende alkalistabile oder selbst alkalisch reagierende Tenside geeignet. Dabei kommt es typischerweise auf eine hohe Schäumkraft an. Bevorzugt sind anionische Tenside und insbesondere Sulfonate, Alkylsulfonate, insbesondere Alkalialkylsulfonate, Alkylensulfate oder Alkylethersulfonate. Die Alkylketten oder Alkylenketten der Sulfonate und Sulfate sind insbesondere langkettig und weiter vorzugsweise unverzweigt. Kettenlängen größer oder gleich C8 und insbesondere zwischen C10 und C20 können als typisch angesehen werden.In principle, particularly strongly foaming alkali-stable or alkaline-reacting surfactants are particularly suitable as surfactants. A high foaming power is typically important here. Anionic surfactants and in particular sulfonates, alkyl sulfonates, in particular alkali alkyl sulfonates, alkylene sulfates or alkyl ether sulfonates are preferred. The alkyl chains or alkylene chains of the sulfonates and sulfates are in particular long-chain and more preferably unbranched. Chain lengths greater than or equal to C8 and in particular between C10 and C20 can be regarded as typical.

Bevorzugte Tenside umfassen u.a. lineare Alkylatsulfonate, Alphaolefinsulfonate, Betaolefinsulfonate, Alkylethersulfate, ethoxylierte Alkylphenole. Typische Tenside, die Verwendung finden, sind Alphaolefinsulfonate, z. B. Natrium C14-16-Olefin-Sulfonat, unter den Alkylsulfaten SDS und SLS und/oder bestimmte Alkali-, Ammonium- oder Ethanolaminsalze von Schwefelsäureestern von oxalkylierten Alkoholen.Preferred surfactants include i.a. linear alkylate sulfonates, alpha olefin sulfonates, beta olefin sulfonates, alkyl ether sulfates, ethoxylated alkyl phenols. Typical surfactants that are used are alpha olefin sulfonates, e.g. B. sodium C14-16 olefin sulfonate, among the alkyl sulfates SDS and SLS and / or certain alkali, ammonium or ethanolamine salts of sulfuric acid esters of alkoxylated alcohols.

Weitere verwendbare anionische Tenside sind Acylaminosäuren und deren Salze, unter anderem Acylglutamate, wie zum Beispiel Natriumacylglutamat, Di-TEApalmitoylaspartat, Natriumcaprylic/Capric Glutamat oder Natriumcocoylglutamat, Acylpeptide, Sarcosinate, Taurate, Acyllactylate, Alininate, Arginate, Valinate, Prolinate, Glycinate, Aspartate, Propionate, Lactylate, und Amidcarboxylate. Typischerweise können Phosphate/Phosphonate in Betracht kommen. Weitere Beispiele sind Sulfosuccinate, Natriumcocomonoglyceridsulfat, Natriumlaurylsulfoacetat oder Magnesium PEG-n-Cocoamidsulfat, Alkylarylsulfonate und Acyl-isethionate, Ether- und Ester-Carbonsäuren, vorzugsweise der Fettsäuren, sowie weitere bekannte schäumende anionische Tenside, wie sie kommerziell erhältlich sind.Other anionic surfactants that can be used are acylamino acids and their salts, including acyl glutamates, such as sodium acyl glutamate, Di-TEApalmitoyl aspartate, sodium caprylic / capric glutamate or sodium cocoyl glutamate, acyl peptides, sarcosinates, taurates, acyl lactylates, arginates, alinolines, acyl lactylates, arginates, alinates Propionates, lactylates, and amide carboxylates. Typically, phosphates / phosphonates can be considered. Further examples are sulfosuccinates, sodium cocomonoglyceride sulfate, sodium lauryl sulfoacetate or magnesium PEG-n-cocoamide sulfate, alkylarylsulfonates and acyl isethionates, ether and ester carboxylic acids, preferably fatty acids, and other known foaming anionic surfactants such as are commercially available.

Bei typischen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das ionische schaumbildende Tensid wenigstens ein anionisches Tensid beinhaltet oder daraus besteht oder ausschließlich aus anionischen Tensiden besteht oder ausschließlich anionische Tenside eingesetzt werden. Es kann ein einzelnes Tensid oder eine Mischung aus mehreren Tensiden eingesetzt werden. In einer Mischung weiterer typischer Ausführungsformen kann neben wenigstens einem anionischen Tensid wenigstens ein anderes, insbesondere nichtionisches Tensid enthalten sein. Insbesondere kann bei typischen Ausführungsformen Sika® Lightcrete-400 mit einer Dichte von 1,07 kg/L als Schaumbildner verwendet werden.In typical embodiments it is provided that the ionic foam-forming surfactant contains or consists of at least one anionic surfactant or consists exclusively of anionic surfactants or exclusively anionic surfactants are used. A single surfactant or a mixture of several surfactants can be used. In a mixture of further typical embodiments, in addition to at least one anionic surfactant, at least one other, in particular nonionic surfactant can be included. In particular, Sika ® Lightcrete-400 with a density of 1.07 kg / L can be used as a foaming agent in typical embodiments.

Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung enthält eine Schaumbetonmischung mindestens 10 g, mindestens 30 g, mindestens 50 g, mindestens 75 g oder mindestens 100 g oder maximal 3 kg, maximal 2 kg oder maximal 1 kg des Schaumbildners bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung.In typical embodiments of the invention, a foam concrete mixture contains at least 10 g, at least 30 g, at least 50 g, at least 75 g or at least 100 g or a maximum of 3 kg, a maximum of 2 kg or a maximum of 1 kg of the foaming agent based on 1 m 3 of the foam concrete mixture.

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann der Begriff „Zuschläge“ Granulate, Fasern oder Mischungen derselben umfassen. Der Begriff „Zusatzstoffe“ kann Kalksteinmehl, Pigmente oder Mischungen derselben umfassen. Der Begriff „Zusatzmittel“ kann Betonverflüssiger, Verzögerer, Erstarrungsbeschleuniger, Erhärtungsbeschleuniger, Fließmittel, Dichtungsmittel, organische und anorganische Stabilisatoren oder Mischungen derselben umfassen. Dazu kann ein Zusatzmittel in eine Schaumbetonmischung oder in einen Zementleim, in ein Bindemittel oder in einen Schaumbildner zugeführt werden.In the context of the present disclosure, the term “aggregates” can include granules, fibers or mixtures thereof. The term "additives" can include limestone powder, pigments, or mixtures thereof. The term “additive” can include concrete plasticizers, retarders, setting accelerators, hardening accelerators, flow agents, sealants, organic and inorganic stabilizers or mixtures thereof. For this purpose, an additive can be added to a foam concrete mixture or a cement paste, a binder or a foaming agent.

Typisches Granulat, welches im Rahmen von Ausführungsformern verwendet wird, besteht aus einem natürlichen Granulat aus mineralischem Vorkommen, einem künstlichen Granulat oder einer Kombination dieser beiden. Beispielweise umfasst oder besteht Granulat aus natürlichem Granulat wie Bims, Tuff, Lavasand, Lavakies, Kieselgur, Vermiculite oder Mischungen davon. Ein typisches Granulat besteht oder umfasst künstliches Granulat wie Blähschiefer, Blähton, Blähglas, Blähglimmer, Blähperlite, Steinkohlenflugasche, Ziegelsplitt, Hüttenbims (Hüttensandbims), Keramik, Kunststoff und Kesselsand oder Mischungen davon. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann ein Granulat aus Blähglas ein Schaumglas-Granulat sein.Typical granules, which are used in the context of embodiments, consist of a natural granule from mineral deposits, an artificial granule or a combination of these two. For example, granules comprise or consist of natural granules such as pumice, tuff, lava sand, lava gravel, kieselguhr, vermiculite or mixtures thereof. A typical granulate consists of or comprises artificial granulate such as expanded slate, expanded clay, expanded glass, expanded mica, expanded perlite, coal fly ash, brick chippings, slag pumice (slag pumice), ceramic, plastic and boiler sand or mixtures thereof. In the context of the present disclosure, a granulate made of expanded glass can be a foam glass granulate.

Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung umfasst ein Granulat oder besteht ein Granulat aus Schaumglas-Granulat, Blähton-Granulat, Tongranulat, Vermiculite-Granulat oder Mischungen davon. Typische Granulate, welche bei Ausführungsformen verwendet werden, sind porös. Typischerweise kann ein Schaumglas-Granulat ein mineralischer Leichtbaustoff sein, der insbesondere aus reinem Altglas hergestellt wird. Insbesondere besteht das Schaumglas-Granulat aus geschlossen-porigem Schaumglasgranulat, welches typischerweise eine im wesentliche kugelförmige Kornform aufweist. Alternativ wird gebrochenes Schaumglas verwendet. Dazu kann Schaumglas die Bezeichnung für ein erstarrtes Blähglas mit luftdicht geschlossenen Zellen sein, die insbesondere mit Gas gefüllt sind. Typischerweise kann die Gaszusammensetzung in den Poren bzw. Waben vom Herstellungsverfahren abhängen. Insbesondere wird bei typischen Ausführungsformen ausschließlich oder zumindest teilweise Poraver®, Liaver® oder Mischungen dieser beiden als Granulat verwendet.In typical embodiments of the invention, granules comprise or consist of foam glass granules, expanded clay granules, clay granules, vermiculite granules or mixtures thereof. Typical granules used in embodiments are porous. Typically, a foam glass granulate can be a mineral lightweight building material, which is made in particular from pure waste glass. In particular, the foam glass granulate consists of closed-pore foam glass granulate, which typically has an essentially spherical grain shape. Alternatively, broken foam glass is used. For this purpose, foam glass can be the name for a solidified expanded glass with air-tight closed cells which are in particular filled with gas. Typically, the gas composition in the pores or honeycombs can depend on the manufacturing process. In particular, at least partially Poraver ®, ® Liaver or mixtures exclusively in typical embodiments, these two or used as granules.

Bei typischen Ausführungsformen ist das Granulat zumindest im Wesentlichen kugelförmig. „Im wesentlichen kugelförmig“ bedeutet typischerweise eine Kornform mit einem durchschnittlichen Durchmesserverhältnis von größtem zu kleinstem Durchmesser, insbesondere durchschnittlichem größten Durchmesser zu durchschnittlichem kleinsten Durchmesser, von kleiner als 9:1, kleiner als 6:1, kleiner als 3:1, kleiner als 2:1 oder kleiner als 1,5:1, insbesondere kleiner als 1,3:1 aufweisen. Typischerweise bezieht sich der Begriff „Granulat“ auf körnige Feststoffe. Der Ausdruck „im Wesentlichen kugelförmig“ kann bedeuten, dass mehr als 50%, mehr als 75% oder mehr als 90% oder alle der Körner einem spezifischen maximalen durchschnittlichen Durchmesserverhältnis entsprechen.In typical embodiments, the granules are at least substantially spherical. “Essentially spherical” typically means a grain shape with an average diameter ratio of largest to smallest diameter, in particular average largest diameter to average smallest diameter, of less than 9: 1, less than 6: 1, less than 3: 1, less than 2 : 1 or less than 1.5: 1, in particular less than 1.3: 1. Typically, the term “granules” refers to granular solids. The term "substantially spherical" can mean that more than 50%, more than 75%, or more than 90%, or all of the grains correspond to a specific maximum average diameter ratio.

Typische Körner weisen einen durchschnittlichen Durchmesser im Bereich von mindestens 0.02 mm, mindestens 0,03 mm oder mindestens 0,04 mm oder bis 10 mm, bis 8 mm oder bis 4 mm auf. Ein durchschnittlicher Durchmesser der kugelförmigen Körner der vorliegenden Offenbarung kann typischerweise durch Anwenden eines Laserbeugungsverfahrens gemäß ISO 13320:2009, eines SEM (Rasterelektronenmikroskopie)-Bildanalyseverfahrens gemäß ISO 13322-1:2014, oder eines Siebanalyse-Gerät gemäß ISO 6274:1982 bestimmt werden.Typical grains have an average diameter in the range of at least 0.02 mm, at least 0.03 mm or at least 0.04 mm or up to 10 mm, up to 8 mm or up to 4 mm. An average diameter of the spherical grains of the present disclosure can typically be determined by applying a laser diffraction method according to ISO 13320: 2009, a SEM (scanning electron microscopy) image analysis method according to ISO 13322-1: 2014, or a sieve analysis device according to ISO 6274: 1982.

Typischerweise wird das Granulat in Korngruppen eingeteilt. Insbesondere können die Korngruppen durch Angabe von zwei Begrenzungssieben (dmin und dmax) definiert werden.Typically, the granulate is divided into grain groups. In particular, the grain groups can be defined by specifying two limiting sieves (d min and d max ).

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann dmin als die Siebweite des unteren Begrenzungssiebes oder Durchmesser des Kleinstkorns von einer Korngruppe oder einem Korngemisch oder Granulat in mm definiert werden. Dazu kann dmax als die Siebweite des oberen Begrenzungssiebes oder Durchmesser des Größtkorns von einer Korngruppe oder einem Korngemisch oder Granulat in mm definiert werden. Typischerweise können die Korngruppen des Granulats mindestens eine der Korngruppen mit den Begrenzungssiebes (dmin/dmax) 0,25/0,5 mm, 0,5/1 mm, 1/2 mm, 2/4 mm, 4/6 mm und 4/8 mm aufweisen. Insbesondere ist das Verhältnis von Siebweiten des unteren und oberen Begrenzungssiebes der Korngruppen nicht kleiner als 1,4.In the context of the present disclosure, d min can be defined as the screen size of the lower limiting sieve or the diameter of the smallest grain of a grain group or a grain mixture or granulate in mm. For this purpose, dmax can be defined as the mesh size of the upper limiting sieve or the diameter of the largest grain of a grain group or a grain mixture or granulate in mm. Typically, the grain groups of the granulate can be at least one of the grain groups with the limiting sieve (d min / d max ) 0.25 / 0.5 mm, 0.5 / 1 mm, 1/2 mm, 2/4 mm, 4/6 mm and 4/8 mm. In particular, the ratio of the screen widths of the lower and upper limiting sieves of the grain groups is not less than 1.4.

Typischerweise können Siebungen zur Prüfung der Kornzusammensetzung nach DIN EN 933 Teil 1 und Teil 2 durchführt werden. Korngruppen, welche bei Ausführungsformen verwendet werden, weisen typischerweise eine Korngruppe-Mindestdruckfestigkeit, insbesondere eine durchschnittliche Korngruppen-Mindestdruckfestigkeit von 0,5 MPa, bevorzugt 1,0 MPa und bevorzugter 1,5 MPa auf. Eine Korngruppen-Mindestdruckfestigkeit, insbesondere eine durchschnittliche Korngruppen-Mindestdruckfestigkeit kann typischerweise gemäß DIN EN 13055-1 bestimmt werden. Insbesondere erfolgt das Ermitteln der prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats in Abhängigkeit von der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit durch Auswahl von Korngruppen mit einer bestimmten Korngruppen-Mindestdruckfestigkeit oder bestimmten Begrenzungssieben. Bei typischen Ausführungsformen wird auf diese Weise die geforderte Mindestdruckfestigkeit und die geforderte Mindestdeformierbarkeit in einem mit der Schaumbetonmischung hergestellten Schaumbeton oder Schaumbetonprodukt erreicht.Typically, sieving to check the grain composition according to DIN EN 933 part 1 and part 2 be carried out. Grain groups which are used in embodiments typically have a grain group minimum compressive strength, in particular an average grain group minimum compressive strength of 0.5 MPa, preferably 1.0 MPa and more preferably 1.5 MPa. A grain group minimum compressive strength, in particular an average grain group minimum compressive strength, can typically according to DIN EN 13055-1 to be determined. In particular, the percentages of the Grain groups of the granulate depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability by selecting grain groups with a certain grain group minimum compressive strength or certain limiting sieves. In typical embodiments, the required minimum compressive strength and the required minimum deformability in a foam concrete or foam concrete product produced with the foam concrete mixture are achieved in this way.

Bei typischen Ausführungsformen werden die prozentualen Anteile zumindest der Korngruppen des Granulats in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit unter Berücksichtigung jeweiligen durchschnittlichen Druckfestigkeit der jeweiligen Korngruppe ermittelt. So kann bei typischen Ausführungsbeispielen die Mindest-Druckfestigkeit eines später hergestellten Schaumbetonprodukts beim Ermitteln der prozentualen Anteile der Korngruppen errechnet oder abgeschätzt werden, indem die Druckfestigkeiten der jeweiligen Korngruppen entsprechend ihrer prozentualen Anteile, insbesondere Volumen-Anteile, gewichtet werden und so eine Gesamt-Druckfestigkeit errechnet wird. Diese Berechnung kann die Druckfestigkeit und das Volumen des Bindemittels im Schaumbetonprodukt sowie das Volumen der mit dem Schaumbildner gebildeten Hohlräume (Druckfestigkeit Null) umfassen.In typical embodiments, the percentage of at least the grain groups of the granulate are determined as a function of the required minimum compressive strength, taking into account the respective average compressive strength of the respective grain group. In typical exemplary embodiments, the minimum compressive strength of a foam concrete product produced later can be calculated or estimated when determining the percentage of the grain groups by weighting the compressive strengths of the respective grain groups according to their percentage shares, in particular volume shares, and thus calculating an overall compressive strength becomes. This calculation can include the compressive strength and the volume of the binder in the foam concrete product, as well as the volume of the voids formed with the foaming agent (compressive strength zero).

Zur Herstellung werden die Volumenanteile typischerweise in Gewichtsanteile umgerechnet zur leichteren Bereitstellung der Anteile. Die Berechnung des Kornbildes erfolgt über die Volumenanteile, da typischerweise die mechanischen Eigenschaften wie beispielsweise Festigkeit oder Streckgrenze entsprechend der Flächen- und damit der Volumenanteile im fertigen Produkt abgeschätzt werden können. Das Bindemittel wird typischerweise in eine erste Berechnung und unter Umständen in spätere Berechnungen nicht mit einbezogen.For production, the volume fractions are typically converted into weight fractions to make the fractions easier to provide. The calculation of the grain pattern is based on the volume proportions, since typically the mechanical properties such as strength or yield strength can be estimated according to the area and thus the volume proportions in the finished product. The binder is typically included in an initial calculation and may not be included in subsequent calculations.

Typischerweise wird ein Ermitteln der prozentualen Anteile des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie iterativ durchgeführt. Der Begriff „iterativ“ steht im Rahmen der vorliegenden Offenbarung für schrittweise und wiederholte Rechengänge zur Ermittlung der prozentualen Anteile zumindest der folgen Stoffe: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats bis die geforderte Mindestdruckfestigkeit durch den gewichteten, insbesondere Volumengewichteten Durchschnitt der Druckfestigkeiten der jeweiligen prozentualen Anteile erreicht wird.Typically, the percentages of the binder, the foaming agent and the grain groups of the granulate are determined iteratively according to a grading curve. In the context of the present disclosure, the term "iterative" stands for step-by-step and repeated calculations to determine the percentage of at least the following substances: binders, foaming agents and grain groups of the granules up to the required minimum compressive strength through the weighted, in particular volume-weighted average of the compressive strengths of the respective percentage shares is achieved.

Die Mindestdeformierbarkeit kann an Hand des Volumens des aufgeschäumten Schaumes geschätzt werden. Typischerweise entspricht die Mindestdeformierbarkeit dem 0,8-fachen bis 0,9-fachen des Volumenanteils des aufgeschäumten Schaumes oder des Volumenanteils der Poren im fertigen Produkt.The minimum deformability can be estimated from the volume of the foamed foam. Typically, the minimum deformability corresponds to 0.8 to 0.9 times the volume fraction of the foamed foam or the volume fraction of the pores in the finished product.

Typischerweise erfolgt ein Ermitteln prozentualer Anteile des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats nach der Gleichung D S c h a u m b e t o n = ( V Z e m e n t l e i m V g e s a m t ) . D Z e m e n t l e i m + ( V G r a n u l a t V g e s a m t ) . D G r a n u l a t + ( V S c h a u m V g e s a m t ) .0

Figure DE102020112292A1_0001
auftragen lässt, wobei:

  • - VZementleim das Volumen des Zementleims ist,
  • - Vgesamt das Volumen der Schaumbetonmischung mit aufgeschäumtem Schaum ist,
  • - UGranulat das Volumen des Granulates ist,
  • - USchaum das Volumen des aufgeschäumten Schaumes ist,
  • - DSchaumbeton die geforderte Mindestdruckfestigkeit des Schaumbetons ist,
  • - DZementleim die Druckfestigkeit des Zementleims ist, und
  • - DGranulat die Druckfestigkeit des Granulats ist.
Typically, the percentage of the binder, the foaming agent and the grain groups of the granulate is determined according to the equation D. S. c H a u m b e t O n = ( V Z e m e n t l e i m V G e s a m t ) . D. Z e m e n t l e i m + ( V G r a n u l a t V G e s a m t ) . D. G r a n u l a t + ( V S. c H a u m V G e s a m t ) .0
Figure DE102020112292A1_0001
can be applied, whereby:
  • - V cement paste is the volume of the cement paste,
  • - V total is the volume of the foam concrete mix with foamed foam,
  • - U granulate is the volume of the granulate,
  • - U foam is the volume of the foamed foam,
  • - D foam concrete is the required minimum compressive strength of the foam concrete,
  • - D cement paste is the compressive strength of the cement paste, and
  • - D granulate is the compressive strength of the granulate.

Umfasst das Granulat mehrere Korngruppen mit unterschiedlicher Druckfestigkeit, werden die Druckfestigkeiten typischerweise entsprechend der Volumen-Anteile der Korngruppen in der oben genannten Gleichung in den Term der Druckfestigkeit des Granulats gewichtet aufgenommen. Typischerweise ist eine berechnete oder ermittelte Druckfestigkeit des Granulats ein gewichteter Durchschnitt der typischen, beispielsweise vom Hersteller angegebenen, Druckfestigkeiten aller Korngruppen des Granulats in einer Schaumbetonmischung.If the granulate comprises several grain groups with different compressive strengths, the compressive strengths are typically weighted according to the volume proportions of the grain groups in the above equation in the term of the compressive strength of the granulate. Typically, a calculated or determined compressive strength of the granulate is a weighted average of the typical compressive strengths of all grain groups of the granulate in a foam concrete mixture, for example specified by the manufacturer.

Typischerweise umfasst ein Ermitteln prozentualer Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit ein Festlegen der Anzahl der Korngruppen des Granulats. Typischerweise besteht das Granulat zumindest im Wesentlichen aus prozentualen Anteilen von einer Mehrzahl von Korngruppen. Typischerweise besteht das Granulat aus prozentualen Anteilen von mindestens zwei oder mindestens drei unterschiedlichen Korngruppen.Typically, determining the percentage of the grain groups of the granulate according to a grading curve as a function of the required minimum compressive strength and the required minimum deformability includes stipulating the number of grain groups in the granulate. Typically, the granulate consists at least essentially of percentages of a plurality of grain groups. The granules typically consist of percentages of at least two or at least three different grain groups.

Beispielsweise um eine angestrebte Packungsdichte des Granulats in der Schaumbetonmischung zu erreichen werden die prozentualen Anteile der Korngruppen unter Verwendung einer Sieblinie berechnet. Typischerweise weicht die verwendete Sieblinie von einer Fuller-Sieblinie ab. Beispielsweise um eine hohe Deformierbarkeit zu erreichen, wird bei Ausführungsformen ein möglichst dichtes Korngerüst des Granulats angestrebt. Um aus mehreren ausgewählten Korngruppen eines Granulats ein möglichst dichtes Korngerüst zu erreichen, werden prozentuale Anteile von einer Mehrzahl von Korngruppen eines Granulats unter Verwendung einer Sieblinie zusammengestellt.For example, in order to achieve a desired packing density of the granulate in the foam concrete mixture, the percentage of the grain groups is calculated using a grading curve. The grading curve used typically deviates from a Fuller grading curve. For example, in order to achieve a high degree of deformability, in embodiments the aim is for the granulate to be as dense as possible. In order to achieve as dense a grain structure as possible from several selected grain groups of a granulate, percentages of a plurality of grain groups of a granulate are compiled using a grading curve.

Typischerweise ist eine Sieblinie eine Durchgangs- oder Summenkurve, mittels derer die Korngrößenverteilung oder Kornzusammensetzung eines Granulates grafisch dargestellt wird. Auf der horizontalen, Achse (Abszisse) eines Siebliniendiagramms können die Korngrößen aufgetragen werden, auf der senkrechten Achse (Ordinate) der Prozentanteil der jeweiligen Siebdurchgänge oder Korngrößen.Typically, a grading curve is a transition or cumulative curve, by means of which the grain size distribution or grain composition of a granulate is graphically represented. The grain sizes can be plotted on the horizontal axis (abscissa) of a grading curve diagram, and the percentage of the respective sieve passes or grain sizes on the vertical axis (ordinate).

Typische Verfahren verwenden eine Sieblinie, welche in der Fachsprache als Idealsieblinie bezeichnet wird oder welche ein dichtes Korngerüst, bei dem der Leimanspruch zum Ausfüllen der Zwischenräume zwischen der Körner gering ist, sicherstellen. Bei typischerweise genutzten Sieblinien ist die Oberfläche der Körner im Verhältnis zum Volumen der Körner minimiert, um den zur Umhüllung der Körner benötigten Zement zu minimieren.Typical processes use a grading curve, which is called the ideal grading curve in technical terms, or which ensures a dense grain structure in which the amount of glue required to fill the gaps between the grains is low. With grading curves typically used, the surface area of the grains is minimized in relation to the volume of the grains in order to minimize the cement required to coat the grains.

Eine von typischen Verfahren verwendete Sieblinie kann eine Fuller-Sieblinie sein. Typische Fuller-Sieblinien entsprechen der Gleichung A = 100 ( d d m a x ) n ,

Figure DE102020112292A1_0002
wobei:

  • - A der Siebdurchgang in M.-% (Massenanteil) ist, der durch das Sieb mit dem Durchmesser d hindurchgeht,
  • - d der Durchmesser oder durchschnittliche Durchmesser mit einem Wert zwischen 0 und dmax ist, für den der prozentuale Anteil in einem Korngemisch, Granulat berechnet werden soll,
  • - dmax der Durchmesser des Größtkorns der zu berechnenden Sieblinie, und
  • - n der Exponent zur Berücksichtigung der Kornform ist.
A grading curve used by typical processes can be a Fuller grading curve. Typical Fuller grading curves correspond to the equation A. = 100 ( d d m a x ) n ,
Figure DE102020112292A1_0002
in which:
  • - A is the sieve passage in M .-% (mass fraction) that passes through the sieve with the diameter d,
  • - d is the diameter or average diameter with a value between 0 and d max , for which the percentage in a grain mixture, granulate is to be calculated,
  • - d max is the diameter of the largest grain of the grading curve to be calculated, and
  • - n is the exponent for taking the grain shape into account.

Typischerweise wird bei erfindungsgemäßen Verfahren von einer Kugel als Kornform ausgegangen. Typischerweise wird der Exponent n mit mindestens 0,3, mindestens 0,35 oder insbesondere mindestens 0,4 und maximal 0,47, maximal 4,5 oder insbesondere maximal 0,43 angesetzt.Typically, in the method according to the invention, a sphere is assumed as the grain shape. Typically, the exponent n is set at at least 0.3, at least 0.35 or in particular at least 0.4 and at most 0.47, at most 4.5 or in particular at most 0.43.

Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung werden die prozentualen Anteile mittels einer Nicht-Fuller-Sieblinie berechnet. Typische Ausführungsformen verwenden eine Sieblinie, welche einen gegenüber einer Fuller-Sieblinie verringerten Anteil kleiner Korngrößen aufweist. Eine typische Sieblinie, welche bei Ausführungsformen verwendet wird, ist eine Funk-Dinger-Sieblinie. Eine Sieblinie nach Funk-Dinger weist gegenüber einer vergleichbaren Fuller-Sieblinie einen verringerten Anteil kleiner Korngrößen auf. Es können jedoch auch andere Sieblinien mit einem gegenüber einer Fuller-Sieblinie verringerten Anteil kleiner Körner bei typischen Ausführungsformen verwendet werden.In typical embodiments of the invention, the percentages are calculated using a non-Fuller grading curve. Typical embodiments use a grading curve which, compared with a Fuller grading curve, has a reduced proportion of small grain sizes. A typical grading curve that is used in embodiments is a Funk-Dinger grading curve. A Funk-Dinger grading curve shows a reduced proportion of small grain sizes compared to a comparable Fuller grading curve. However, other grading curves with a proportion of small grains that is reduced compared to a Fuller grading curve can also be used in typical embodiments.

Der Begriff „verringerter Anteil kleiner Korngrößen“ bedeutet typischerweise, dass in den Korngruppen des Granulats weniger als 10%, typischerweise weniger als 5%, typischerweise weniger als 2%, typischerweise weniger als 1% oder typischerweise zumindest im Wesentlichen 0% Körner mit einem Durchmesser von weniger als 250 µm, weniger als 100 µm oder weniger als 50 µm vorhanden sind. Der Ausdruck „im Wesentlichen 0% Körner“ bedeutet typischerweise, dass lediglich unvermeidbare Reste von Körnern mit einem Durchmesser kleiner als 250 µm, weniger als 100 µm oder weniger als 50 µm vorhanden sind. Unvermeidbare Reste können beispielsweise bei der Produktion anfallen oder typischerweise in von einem Hersteller gelieferten Material vorhanden sein.The term “reduced proportion of small grain sizes” typically means that in the grain groups of the granules less than 10%, typically less than 5%, typically less than 2%, typically less than 1% or typically at least essentially 0% grains with a diameter less than 250 µm, less than 100 µm, or less than 50 µm. The term "essentially 0% grains" typically means that only unavoidable residues of grains with a Diameters smaller than 250 µm, less than 100 µm or less than 50 µm are present. Unavoidable residues can arise, for example, during production or typically be present in material supplied by a manufacturer.

Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung sind die prozentualen Anteile einer Mehrzahl von Korngruppen unter Verwendung einer Sieblinie zumindest im Wesentlichen nach der Funk-Dinger Sieblinie berechnet.In typical embodiments of the invention, the percentages of a plurality of grain groups are calculated using a grading curve, at least essentially according to the Funk-Dinger grading curve.

Typischerweise ist eine Funk-Dinger Sieblinie eine Kurve, die sich nach der Gleichung A = 100 ( d n d m i n    n ) ( d m a x    n d m i n    n )

Figure DE102020112292A1_0003
auftragen lässt, wobei:

  • - A der Siebdurchgang in M.-% (Massenanteil) ist, der durch das Sieb mit dem Durchmesser d hindurchgeht,
  • - d der Durchmesser oder durchschnittlicher Durchmesser mit einem Wert zwischen dmin und dmax ist, für die der prozentuale Anteil in einem Korngemisch, Granulat berechnet werden soll,
  • - dmax der Durchmesser des Größtkorns ist, die zu berechnenden Sieblinie,
  • - dmin der Durchmesser des Kleinstkorns ist, die zu berechnenden Sieblinie, und
  • - n der Exponent zur Berücksichtigung der Kornform ist.
Typically, a Funk-Dinger grading curve is a curve that follows the equation A. = 100 ( d n - d m i n n ) ( d m a x n - d m i n n )
Figure DE102020112292A1_0003
can be applied, whereby:
  • - A is the sieve passage in M .-% (mass fraction) that passes through the sieve with the diameter d,
  • - d is the diameter or average diameter with a value between d min and d max , for which the percentage in a grain mixture, granulate is to be calculated,
  • - d max is the diameter of the largest grain, the grading curve to be calculated,
  • - d min is the diameter of the smallest grain, the grading curve to be calculated, and
  • - n is the exponent for taking the grain shape into account.

Typischerweise berücksichtigt eine Funk-Dinger Sieblinie eine ideale Kugel als Kornform. Insbesondere ist der entsprechende Exponent n für diese Kornform bei der Funk-Dinger-Sieblinie 0,37.Typically, a Funk-Dinger grading curve takes an ideal sphere into account as the grain shape. In particular, the corresponding exponent n for this grain shape for the Funk-Dinger grading curve is 0.37.

Typischerweise umfasst das Ermitteln der prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie eine Berechnung des Schüttvolumens und des Kornvolumens der Korngruppen des Granulats ausgehend von den Größen Schüttdichte und Kornrohdichte. Typischerweise liegt die Schüttdichte von verwendeten Korngruppen zwischen 125 kg/m3 und 500 kg/m3, typischerweise zwischen 150 kg/m3 und 475 kg/m3, typischerweise zwischen 170 kg/m3 und 450 kg/m3 haben. Typische Kornrohdichten von Korngruppen liegen zwischen 250 kg/m3 und 1100 kg/m3, typischerweise zwischen 275 kg/m3 und 1050 kg/m3, typischerweise zwischen 300 kg/m3 und 1000 kg/m3 haben.Typically, the determination of the percentage of the grain groups of the granulate according to a grading curve includes a calculation of the bulk volume and the grain volume of the grain groups of the granulate on the basis of the quantities of bulk density and gross grain density. The bulk density of the grain groups used is typically between 125 kg / m 3 and 500 kg / m 3 , typically between 150 kg / m 3 and 475 kg / m 3 , typically between 170 kg / m 3 and 450 kg / m 3 . Typical grain densities of grain groups are between 250 kg / m 3 and 1100 kg / m 3 , typically between 275 kg / m 3 and 1050 kg / m 3 , typically between 300 kg / m 3 and 1000 kg / m 3 .

Typischerweise umfasst das Ermitteln der prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie eine Berechnung des Porenraums, eine Berechnung eines Wasserbindemittelwerts, insbesondere eine Berechnung eines Wasserzementwerts, eine Berechnung einer Bindemittelmenge, insbesondere eine Berechnung einer Zementmenge, eine Berechnung einer Zugabewassermenge oder eine Berechnung einer Leimdichte der Schaumbetonmischung.Typically, determining the percentage of the grain groups of the granulate according to a grading curve includes calculating the pore space, calculating a water-binding agent value, in particular calculating a water-cement ratio, calculating an amount of binding agent, in particular calculating an amount of cement, calculating an amount of water added or calculating a glue density the foam concrete mix.

Beispielweise kann eine Berechnung des Porenraums einer Schaumbetonmischung mittels Verwendung des Schüttvolumens und Kornvolumens der prozentualen Anteile der mehreren, ausgewählten Korngruppen des Granulats erfolgen. Dabei bezeichnet der Begriff Porenraum den Raum, welcher ohne Zugabe von Schaumbildnern in der Schaumbetonmischung vorhanden ist.For example, the pore space of a foam concrete mixture can be calculated by using the bulk volume and grain volume of the percentage of the several selected grain groups of the granulate. The term pore space refers to the space that is present in the foam concrete mixture without the addition of foaming agents.

Bei typischen Ausführungsformen erfolgt das Mischen der Anteile, um die Schaumbetonmischung zu erhalten, mittels eines Zwangsmischers, eines Freifallmischers, eines Fahrmischers oder eines Planetenmischers mit oder ohne Wirbler. Beispielweise kann das Mischen der Anteile des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats ein Einmischverfahren oder ein Schaumverfahren umfassen oder ausschließlich mittels eines Einmischverfahrens oder eines Schaumverfahrens erfolgen. Beim Einmischverfahren wird die Schaumbetonmischung typischerweise unter Zugabe eines Schaumbildners im Zwangsmischer hergestellt. Beim Schaumverfahren wird dem Bindemittel und den Korngruppen, beispielweise auf der Baustelle oder in einem Betonwerk, ein vorgefertigter Schaum untergemischt.In typical embodiments, the mixing of the proportions in order to obtain the foam concrete mixture takes place by means of a compulsory mixer, a free-fall mixer, a truck mixer or a planetary mixer with or without a vortex. For example, the mixing of the proportions of the binding agent, the foaming agent and the grain groups of the granulate can comprise a mixing-in process or a foaming process or can be carried out exclusively by means of a mixing-in process or a foaming process. In the mixing process, the foam concrete mix is typically produced in a compulsory mixer with the addition of a foaming agent. In the foam process, a prefabricated foam is mixed into the binder and the grain groups, for example on the construction site or in a concrete plant.

Bei Ausführungsbeispielen wird der Schaum mit Hilfe eines Schäumgerätes wie beispielsweise eines Schaumgenerators und eines Schaumbildners erzeugt. Typischerweise werden alle Anteile außer dem Schaumbildner, beispielsweise Bindemittel, Korngruppen des Granulats und Zugabewasser, vorgemischt und als Letztes der vorgefertigte Schaum oder der Schaumbildner zugegeben. Bei weiteren Ausführungsformen wird der Schaum erzeugt und dem Bindemittel oder einem Gemisch aus Bindemittel und Zugabewasser zugegeben, wobei erst danach die Zugabe beispielsweise der Korngruppen erfolgt.In embodiments, the foam is generated with the aid of a foaming device such as a foam generator and a foaming agent. Typically, all components except for the foaming agent, for example binding agent, grain groups of the granulate and added water, are premixed and Last of all, the prefabricated foam or foaming agent was added. In further embodiments, the foam is generated and added to the binding agent or a mixture of binding agent and added water, with the addition of, for example, the grain groups only then.

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann die Schaumbetonmischung mit Fasern bereitgestellt und gemischt werden. Mit Fasern kann das Verformungsverhalten eines Schaumbetons beeinflusst werden. Fasern können bei Ausführungsformen den Effekt einer verbesserten Zugfestigkeit bewirken. Typischerweise umfasst der Begriff „Fasern“ mindestens eine der folgenden Fasern: Pflanzenfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Karbonfasern und Stahlfasern. Die Fasern, insbesondere Kunststofffasern, können beispielweise in einer minimalen Länge von 1 mm, von 5 mm, 10 mm, oder 30 mm. Die Fasern, insbesondere Kunststofffasern, weisen typischerweise eine maximale Länge von 80 mm, von 90 mm, und von 120 mm auf.In further embodiments of the invention, the foam concrete mix can be provided and mixed with fibers. The deformation behavior of foam concrete can be influenced with fibers. In embodiments, fibers can produce the effect of improved tensile strength. Typically, the term “fibers” includes at least one of the following fibers: vegetable fibers, plastic fibers, glass fibers, carbon fibers and steel fibers. The fibers, in particular plastic fibers, can, for example, have a minimum length of 1 mm, 5 mm, 10 mm, or 30 mm. The fibers, in particular plastic fibers, typically have a maximum length of 80 mm, 90 mm, and 120 mm.

Typischerweise kommen Glasfasern mit einer minimalen Länge von 0,5 mm, von 1 mm, oder 3 mm und/oder mit einer maximalen Länge von 60 mm, von 80 mm, von 100 mm oder maximal von 120 mm zum Einsatz. Typischerweise umfassen die Fasern Monokomponenten-Fasern oder Bikomponenten-Fasern oder einer Mischung davon oder bestehen aus einer dieser Fasern oder einer Mischung davon. Die Fasern werden bei Ausführungsformen als Faserbündel oder einzelne Fasern verwendet. Typischerweise enthält die Schaumbetonmischung weniger als 100 kg Fasern bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung, typischerweise weniger als 50 kg Fasern bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung, insbesondere weniger als 20 kg Fasern bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung oder typischerweise weniger als 5 kg Fasern bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung. Insbesondere wird Concrix®, Dramix 2D oder Dramix 3D, 4D oder 5D als Faser verwendet - ausschließlich oder in einer Mischung mit anderen Fasern.Glass fibers with a minimum length of 0.5 mm, 1 mm, or 3 mm and / or with a maximum length of 60 mm, 80 mm, 100 mm or a maximum of 120 mm are typically used. Typically, the fibers comprise monocomponent fibers or bicomponent fibers or a mixture thereof or consist of one of these fibers or a mixture thereof. In embodiments, the fibers are used as fiber bundles or individual fibers. The foam concrete mixture typically contains less than 100 kg of fibers based on 1 m 3 of the foam concrete mixture, typically less than 50 kg of fibers based on 1 m 3 of the foam concrete mixture, in particular less than 20 kg of fibers based on 1 m 3 of the foam concrete mixture or typically less than 5 kg Fibers based on 1 m 3 of the foam concrete mixture. In particular, Concrix ® , Dramix 2D or Dramix 3D, 4D or 5D are used as fibers - exclusively or in a mixture with other fibers.

Ein typischer hochdeformierbarer Schaumbeton oder ein typisches hochdeformierbares Schaumbetonprodukt wird mit einer der hierin beschriebenen Schaumbetonmischungen hergestellt. Insbesondere werden die hierin beschriebenen typischen hochdeformierbaren Schaumbetonprodukte unter Tage verwendet. Insbesondere werden die hierin beschriebenen typischen hochdeformierbaren Schaumbetonprodukte im Tunnelbau oder im Bergbau oder in einem Schutzbauwerk verwendet werden. Dazu können hochdeformierbare Schaumbetonprodukte balkenförmige oder plattenförmige Stauchelemente oder Tübbing-Elemente sein. Beispielsweise können die balkenförmige oder plattenförmige Stauchelemente oder Tübbing-Elemente in druckhaften oder quellfähigen Gebirge verwendet werden.A typical highly deformable foam concrete or a typical highly deformable foam concrete product is made with one of the foam concrete mixes described herein. In particular, the typical highly deformable foam concrete products described herein are used underground. In particular, the typical highly deformable foam concrete products described herein will be used in tunnel construction or mining or in a protective structure. For this purpose, highly deformable foam concrete products can be bar-shaped or plate-shaped compression elements or tubbing elements. For example, the bar-shaped or plate-shaped compression elements or tubbing elements can be used in compressive or swellable mountains.

Typische Vorteile von erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind eine hohe Deformierbarkeit bei vergleichsweise geringen Kräften, so dass Gebirgsbewegungen unter Tage ohne vollständiges Versagen der mit den Ausführungsformen aufgebauten Hülle aufgenommen werden können. Dies bietet insbesondere im Tunnelbau oder bei Bauwerken unter Tage ein breites Einsatzspektrum.Typical advantages of embodiments according to the invention are high deformability with comparatively low forces, so that rock movements underground can be absorbed without complete failure of the shell constructed with the embodiments. This offers a wide range of uses, particularly in tunnel construction or underground structures.

FigurenlisteFigure list

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei die Figuren zeigen:

  • 1 zeigt schematisch einen Ablauf einer typischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 2 zeigt schematisch einen weiteren Ablauf einer typischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 3 zeigt schematisch die Ergebnisse von einachsigen Spannungsversuchen an Würfeln aus unterschiedlichen Schaumbetonmischungen;
  • 4 zeigt schematisch die Ergebnisse von dreidimensionalen Spannungsversuchen an Würfeln aus unterschiedlichen Schaumbetonmischungen.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, the figures showing:
  • 1 shows schematically a sequence of a typical embodiment of a method according to the invention;
  • 2 shows schematically a further sequence of a typical embodiment of a method according to the invention;
  • 3 shows schematically the results of uniaxial tension tests on cubes made of different foam concrete mixes;
  • 4th shows schematically the results of three-dimensional tension tests on cubes made of different foam concrete mixes.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Nachfolgend werden typische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt. Bei der Beschreibung der Ausführungsform werden unter Umständen in verschiedenen Figuren und für verschiedene Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet, um die Beschreibung übersichtlicher zu gestalten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass entsprechende Teile der Erfindung auf die in den Ausführungsformen dargestellten Varianten beschränkt sind.Typical embodiments of the invention are described below with reference to the figures, the invention not being restricted to the exemplary embodiments, rather the scope of the invention is determined by the claims. In the description of the embodiment, the same reference symbols may be used for the same or similar parts in different figures and for different embodiments in order to make the description clearer. However, this does not mean that corresponding parts of the invention are limited to the variants shown in the embodiments.

In der 1 ist in einer schematischen Übersicht ein Ablauf 100 eines typischen Verfahrens zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten gezeigt.In the 1 is a schematic overview of a sequence 100 of a typical method of making a foam concrete mix for the manufacture of highly deformable foam concrete products.

Das Verfahren umfasst ein Festlegen einer geforderten Mindestdruckfestigkeit 110, ein Festlegen einer geforderten Mindestdeformierbarkeit 120, ein Ermitteln in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit prozentualer Anteile zumindest der folgende Stoffe: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie 130, und ein Bereitstellen und ein Mischen der ermittelten prozentualen Anteile zumindest des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats als Schaumbetonmischung 140.The method includes establishing a required minimum compressive strength 110 , a stipulation of a required minimum deformability 120 , a determination as a function of the required minimum compressive strength and the required minimum deformability percentage of at least the following substances: binders, foaming agents and grain groups of the granulate according to a grading curve 130 , and providing and mixing the determined percentages of at least the binder, the foaming agent and the grain groups of the granulate as a foam concrete mixture 140 .

Im in der 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ermitteln in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit prozentualer Anteile zumindest der folgenden Stoffe: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie 130 die im übergreifenden Block 130 umfassten Blöcke 132 - 139. Ein Ermitteln der prozentualen Anteile des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie wird typischerweise iterativ in den Blöcken 132 bis 138 durchgeführt.Im in the 1 The exemplary embodiment shown comprises determining, depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability, percentage proportions of at least the following substances: binders, foaming agents and grain groups of the granulate according to a grading curve 130 those in the overarching block 130 comprised blocks 132 - 139 . Determining the percentage of the binder, the foaming agent and the grain groups of the granulate according to a grading curve is typically done iteratively in the blocks 132 to 138 carried out.

Im Block 132 werden in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit prozentuale Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie ermittelt oder geschätzt. Typicherweise werden mehrere Korngruppen des Granulats ausgewählt, beispielsweise um ein dichtes Korngerüst zu erreichen.In the block 132 Depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability, percentage proportions of the grain groups of the granulate are determined or estimated according to a grading curve. Typically, several grain groups of the granulate are selected, for example in order to achieve a dense grain structure.

Beispielsweise werden in einem ersten Rechengang prozentuale Anteile der Korngruppen des Granulats mittels eines gewichteten, insbesondere Volumengewichteten Durchschnitts der Druckfestigkeiten der prozentualen Anteile von ausgewählten Korngruppen des Granulats errechnet oder abgeschätzt. Ferner können die entsprechende prozentualen Anteile des Bindemittels und eventuell auch des Schaumbildners (Druckfestigkeit der mit dem Schaumbildner geschaffenen Hohlräume gleich Null) ermittelt werden, um die Gesamtdruckfestigkeit des späteren Schaumbetonproduktes abzuschätzen oder zu ermitteln (Blöcke 134 und 136).For example, in a first calculation, percentages of the grain groups of the granulate are calculated or estimated by means of a weighted, in particular volume-weighted average of the compressive strengths of the percentages of selected grain groups of the granulate. Furthermore, the corresponding percentage of the binder and possibly also of the foaming agent (compressive strength of the cavities created with the foaming agent equal to zero) can be determined in order to estimate or determine the total compressive strength of the later foamed concrete product (blocks 134 and 136 ).

Im Block 138 wird Überprüft, ob die prozentuale Anteile zumindest der folgenden Stoffe: Bindemittel, Volumen des mittels des Schaumbildners aufgeschäumten Schaumes und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie, die geforderte Mindestdruckfestigkeit und die geforderte Mindestdeformierbarkeit ergeben. Falls diese Überprüfung positiv erfolgt, wird im Block 140 fortgefahren. Falls die Überprüfung negativ endet, fährt das Verfahren mit dem Block 139 zum Ausführen einer iterativen Schleife fort.In the block 138 It is checked whether the percentage of at least the following substances: binder, volume of the foam foamed by means of the foaming agent and grain groups of the granulate according to a grading curve, result in the required minimum compressive strength and the required minimum deformability. If this check is positive, the block 140 proceeded. If the check ends negative, the method continues with the block 139 to execute an iterative loop.

Im Block 139 erfolgt ein Abschätzen und Anpassen zumindest eines Anteils der prozentualen Anteile: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie. Dabei kann beispielsweise beim Unterschreiten einer gewünschten Mindestdruckfestigkeit, ein anderes Bindemittel verwendet werden, weniger Schaumbildner verwendet werden oder andere Korngruppen gewählt werden. Bei Nicht-Erreichen der Mindestdeformierbarkeit kann beispielsweise der Anteil des Schaumbildners und damit der durch den Schaumbildner geschaffenen Hohlräume erhöht werden. Anschließend springt das Verfahren zum Block 132 zurück.In the block 139 an estimation and adjustment of at least a portion of the percentage proportions takes place: binders, foaming agents and grain groups of the granulate according to a grading curve. For example, if the desired minimum compressive strength is not reached, a different binder can be used, fewer foaming agents can be used or other grain groups can be selected. If the minimum deformability is not achieved, for example the proportion of foaming agent and thus the voids created by the foaming agent can be increased. The process then jumps to the block 132 back.

Im Block 140 erfolgen nach positivem Ausgang der Überprüfung im Block 138 ein Bereitstellen und ein Mischen der ermittelten prozentualen Anteile zumindest des Bindemittels, des Schaumbildners und der Korngruppen des Granulats als Schaumbetonmischung.In the block 140 take place after a positive outcome of the check in the block 138 providing and mixing the determined percentages of at least the binder, the foaming agent and the grain groups of the granules as a foam concrete mixture.

In der 2 ist in einer schematischen Übersicht ein Ablauf eines typischen Verfahrens zum Bereitstellen und Mischen der prozentualen Anteile der folgende Stoffe: Bindemittel, Schaumbildner und Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie und zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten 200 gezeigt.In the 2 is a schematic overview of a typical process for providing and mixing the percentages of the following substances: binders, foaming agents and grain groups of the granulate according to a grading curve and for producing a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products 200 shown.

In einem ersten Mischer 210 wird Zement als Bindemittel 212 mit Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie 214 gemischt. Dazu wird Zugabewasser 220 im ersten Mischer 210 zu Zementleim gemischt. Das Bindemittel 212 wird typischerweise bis zu einem W/Z Wert von maximal 0,6, typischerweise maximal 0,55, typischerweise maximal 0,50, insbesondere maximal oder in etwa 0,47 mit Zugabewasser 220 vorgemischt. Optional werden dem Zementleim ein oder mehrere Zusatzmittel 216 wie beispielweise Betonverflüssiger oder Erstarrungsbeschleuniger zugegeben. Weiterhin werden der Mischung optional ein oder mehrere Zusatzstoffe 218 beigemischt, welche die Verarbeitbarkeit des Frisch- oder die Festigkeit des Festbetons beeinflussen können. Im Gegensatz zu den Zusatzmitteln 216 werden sie bei typischen Ausführungsbeispielen bei der Stoffraumrechnung berücksichtigt.In a first mixer 210 uses cement as a binder 212 with grain groups of the granulate according to a grading curve 214 mixed. This is done with added water 220 in the first mixer 210 mixed to cement paste. The binder 212 is typically up to a W / C value of a maximum of 0.6, typically a maximum of 0.55, typically a maximum of 0.50, in particular a maximum or approximately 0.47 with added water 220 premixed. One or more additives are optionally added to the cement paste 216 such as concrete liquefier or setting accelerator added. Furthermore, one or more additives are optionally added to the mixture 218 added, which affects the workability of the fresh or the strength of the hardened concrete can influence. In contrast to the additives 216 they are taken into account in the material space calculation in typical exemplary embodiments.

Außerdem wird Wasser 222 typischerweise in einem Schaumgenerator 230 mit einem Schaumbildner 232 und Luft 234 oder zumindest einem anderen Gas, beispielsweise Stickstoff, gemischt, um einen Schaum zu bilden. Beispielsweise wird der Schaumbildner mit dem Wasser zur Schaumbildung in einem Vorratstank eines Schaumgenerators gemischt. Typicherweise wird der hergestellte Schaum gewogen. Typicherweise wird die Schaumdichte kontrolliert. Der Schaumgenerator 230 arbeitet vorzugsweise bei einem Betriebsdruck von maximal 4 bar. Zusatzmittel können bei typischen Ausführungsformen wahlweise dem Zementleim oder dem Schaumbildner beigemischt werden.It also becomes water 222 typically in a foam generator 230 with a foaming agent 232 and air 234 or at least one other gas, e.g. nitrogen, mixed to form a foam. For example, the foaming agent is mixed with the water for foaming in a storage tank of a foam generator. The foam produced is typically weighed. The foam density is typically checked. The foam generator 230 preferably works at an operating pressure of 4 bar maximum. In typical embodiments, additives can optionally be added to the cement paste or the foaming agent.

Das mit dem Schaumbildner gemischte Wasser kann bei typischen Ausführungsformen dem Zugabewasser entnommen werden oder es wird das gesamte Zugabewasser mit dem Bindemittel gemischt und für den Schaumbildner eine zusätzliche Menge Wasser zur Mischung mit dem Schaumbildner vorgesehen. Typischerweise sind die Mengen an Wasser, welche zur Schaumbildung benötigt werden, gering, so dass sie nicht zwingend bei der Berechnung der Mischung berücksichtigt werden müssen.In typical embodiments, the water mixed with the foaming agent can be taken from the added water or all of the added water is mixed with the binder and an additional amount of water is provided for the foaming agent to be mixed with the foaming agent. Typically, the amounts of water required for foam formation are small, so that they do not necessarily have to be taken into account when calculating the mixture.

In einem zweiten Mischer 240 wird der Zementleim aus dem ersten Mischer 210 mit dem in dem Schaumgenerator 230 gebildeten Schaum vermischt und eine fließfähige und pumpbare Schaumbetonmischung gebildet. Eine Schaumbetonmischung kann auch durch Mischen vom im Schaumgenerator 230 gebildeten Schaum im ersten Mischer 210 mit einem Zementleim gebildet werden.In a second mixer 240 is the cement paste from the first mixer 210 with the one in the foam generator 230 formed foam mixed and formed a flowable and pumpable foam concrete mixture. A foam concrete mix can also be made by mixing in the foam generator 230 foam formed in the first mixer 210 be formed with a cement paste.

Aus dem zweiten Mischer 240 wird mit einer Förderpumpe 250 oder einem Transportmittel zum Ausschütten die Schaumbetonmischung am Einsatzort ausgebracht oder in einer Gießform ausgebracht, in welcher er abbinden kann und ein hochdeformierbares Schaumbetonprodukt 260 erzeugen kann.From the second mixer 240 comes with a feed pump 250 or a means of transport for pouring out the foam concrete mixture at the place of use or applied in a casting mold in which it can set and a highly deformable foam concrete product 260 can generate.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiterhin anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert: The method according to the invention is further explained in more detail using the following exemplary embodiments:

Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1

Ein Kubikmeter einer typischen Schaumbetonmischung für die Herstellung von typischen hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten kann beispielweise bestehen aus oder umfassen: Poraver 0.5-1 mm 44.97 kg Poraver 1-2 mm 45.95 kg Poraver 2-4 mm 55.90 kg Poraver 4-6 mm 69.97 kg Schaumbildner (Gesamtmasse mit Wasser zur Schaumbildung) 10.67 kg davon: Schaumbildner (Sika Lightcrete 400) 0.27 kg Bindemittel (Zement) 245.96 kg Zugabewasser 103.30 kg Kunststofffasern (Concrix) 3.00 kg For example, a cubic meter of a typical foam concrete mix for the manufacture of typical highly deformable foam concrete products may consist of or include: Poraver 0.5-1 mm 44.97 kg Poraver 1-2 mm 45.95 kg Poraver 2-4 mm 55.90 kg Poraver 4-6 mm 69.97 kg Foaming agent (total mass with water for foaming) 10.67 kg of which: foaming agent (Sika Lightcrete 400) 0.27 kg Binder (cement) 245.96 kg Added water 103.30 kg Plastic fibers (Concrix) 3.00 kg

Bei dem Ausführungsbeispiel wird das Wasser zur Mischung mit dem Schaumbildner nicht dem Zugabewasser entnommen. Konkret werden bei dem Ausführungsbeispiel 10.67 kg Schaum benutzt pro Kubikmeter Schaumbetonmischung. Der Schaumbildner Sika Lightcrete 400 wird mit Wasser vorgemischt. Die 10.67 kg Schaum enthalten 0.27 kg Schaumbildner Sika Lightcrete 400 (entsprechend etwa einer 2.5-3% Lösung Sika Lightcrete 400 in Wasser). Der Schaumbildner wird mit dem Wasser zur Schaumbildung (hier: 10.67 kg - 0.27 kg = 10.40 kg Wasser zur Schaumbildung) in einem Vorratstank eines Schaumgenerators gemischt und dann wird der hergestellte Schaum gewogen und die erstellte Schaumdichte kontrolliert. Durch Kontrolle der Schaumdichte kann erreicht werden, dass die geforderten Hohlräume in der Schaumbetonmischung entsprechend der Berechnung auch vorhanden sind. Sika Lightcrete 400 ist erhältlich bei Sika Schweiz AG, Tueffenwies 16, CH 8048 Zürich.In the exemplary embodiment, the water for mixing with the foaming agent is not taken from the added water. Specifically, 10.67 kg of foam are used per cubic meter of foam concrete mixture in the exemplary embodiment. The foaming agent Sika Lightcrete 400 is premixed with water. The 10.67 kg of foam contain 0.27 kg of Sika Lightcrete foaming agent 400 (corresponds to about a 2.5-3% solution of Sika Lightcrete 400 in water). The foaming agent is mixed with the water for foaming (here: 10.67 kg - 0.27 kg = 10.40 kg of water for foaming) in a storage tank of a foam generator and then the foam produced is weighed and the foam density produced is checked. By checking the foam density, it can be achieved that the required voids are also present in the foam concrete mixture according to the calculation. Sika Lightcrete 400 is available from Sika Schweiz AG, Tueffenwies 16 , CH 8048 Zurich.

Die prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie nach Funk-Dinger.The percentage of the grain groups in the granulate according to a Funk-Dinger grading curve.

Ein Kubikmeter eines vergleichbaren Beispiels mit der gleichen Leimdichte wie die Leimdichte der Schaumbetonmischung des Ausführungsbeispiels 1 umfasst oder besteht aus: Schaumbildner (Gesamtmasse mit Wasser zur Schaumbildung) 10.67 kg davon: Schaumbildner (Sika Lightcrete 400) 0.27 kg Bindemittel (Zement) 683.40 kg Zugabewasser 287.00 kg Kunststofffasern (Concrix) 3.00 kg A cubic meter of a comparable example with the same glue density as the glue density of the foam concrete mixture of embodiment 1 comprises or consists of: Foaming agent (total mass with water for foaming) 10.67 kg of which: foaming agent (Sika Lightcrete 400) 0.27 kg Binder (cement) 683.40 kg Added water 287.00 kg Plastic fibers (Concrix) 3.00 kg

In den 3 und 4 sind in einer schematischen Übersicht die Ergebnisse der entsprechenden einachsigen und dreidimensionalen Druckversuche an Würfeln gezeigt. Die Würfel sind aus Schaumbetonmischungen mit Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie und aus Schaumbetonmischung ohne Korngruppen hergestellt. Die Schaumbetonmischungen sind mit identischen Werten der Leimdichte hergestellt.In the 3 and 4th the results of the corresponding uniaxial and three-dimensional printing tests on cubes are shown in a schematic overview. The cubes are made from foam concrete mixes with grain groups of the granulate according to a grading curve and from foam concrete mix without grain groups. The foam concrete mixes are made with identical glue density values.

In 3 und 4 ist deutlich zu erkennen, dass ein typisches hochdeformierbares Schaumbetonprodukt 310 nach Überwinden des elastischen Verformungsbereichs, ein kleineres Verhältnis zwischen der Mindestdruckfestigkeit und der Spannung im plastischen Bereich des hochdeformierbares Schaumbetonprodukts 310 aufweist als ein entsprechendes typisches Schaumbetonprodukt 320 zeigt, welches jedoch ohne Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie hergestellt wurde.In 3 and 4th it can be clearly seen that a typical highly deformable foam concrete product 310 after overcoming the elastic deformation area, a smaller ratio between the minimum compressive strength and the stress in the plastic area of the highly deformable foam concrete product 310 as a corresponding typical foam concrete product 320 shows which, however, was produced without grain groups of the granulate according to a grading curve.

Zum Beispiel zeigen die Ergebnisse des einachsigen Druckversuches in 3 für ein hochdeformierbares Schaumbetonprodukt 310 gemäß der Erfindung eine Mindestdruckfestigkeit mit einem Wert von 0,9 MPa und eine einachsige Spannung mit einem Wert von 2,7 MPa bei einer Deformierbarkeit von 60%. Im Vergleich zeigen die Ergebnisse für ein typisches Schaumbetonprodukt 320 ohne Granulat in der 3 eine Mindestdruckfestigkeit mit einem Wert von 3 MPa und eine einachsige Spannung mit einem Wert von 12 MPa bei einer Deformierbarkeit von 60%. Somit liegt das Verhältnis zwischen der Mindestdruckfestigkeit und der einachsigen Spannung bei einer Deformierbarkeit von 60% bei einem Wert von 3 im Fall eines hochdeformierbaren Schaumbetonprodukts 310 mit typischen Korngruppen. Der entsprechende Wert liegt bei 4 für ein typisches Schaumbetonprodukt 320 ohne typische Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie.For example, the results of the uniaxial compression test in 3 for a highly deformable foam concrete product 310 according to the invention, a minimum compressive strength with a value of 0.9 MPa and a uniaxial stress with a value of 2.7 MPa with a deformability of 60%. In comparison, the results show for a typical foam concrete product 320 without granules in the 3 a minimum compressive strength with a value of 3 MPa and a uniaxial stress with a value of 12 MPa with a deformability of 60%. Thus, for a deformability of 60%, the ratio between the minimum compressive strength and the uniaxial stress is 3 in the case of a highly deformable foam concrete product 310 with typical grain groups. The corresponding value is 4 for a typical foam concrete product 320 without typical grain groups of the granulate according to a grading curve.

Ferner zeigen die Ergebnisse des dreidimensionalen Druckversuches in 4 für ein typisches hochdeformierbares Schaumbetonprodukt 410 eine Mindestdruckfestigkeit mit einem Wert von 1,5 MPa und eine Spannung zwischen 1,5 MPa und 4,0 MPa im Bereich der Deformation zwischen 0% und 40%. Hiermit ist das Verhältnis zwischen der Mindestdruckfestigkeit und der Spannung im plastischen Bereich des hochdeformierbaren Schaumbetonprodukts 410 zwischen 1,0 und 2,7 mit 2,7 bei 40% Verformung.Furthermore, the results of the three-dimensional printing test in 4th for a typical highly deformable foam concrete product 410 a minimum compressive strength with a value of 1.5 MPa and a stress between 1.5 MPa and 4.0 MPa in the area of deformation between 0% and 40%. This is the ratio between the minimum compressive strength and the stress in the plastic range of the highly deformable foam concrete product 410 between 1.0 and 2.7 with 2.7 at 40% deformation.

Im Vergleich dazu zeigt ein typisches Schaumbetonprodukt 420 ohne typische Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie im dreidimensionalen Druckversuch eine Mindestdruckfestigkeit von 4 MPa und eine Spannung zwischen 4 MPa und 13,5 MPa im Bereich der Deformation zwischen 0% und 40% (4). Damit ist das Verhältnis zwischen der Mindestdruckfestigkeit und der Spannung im plastischen Bereich des Schaumbetonprodukts 420 zwischen 1,0 und 3,4 mit 3,4 bei 40% Verformung.In comparison, shows a typical foam concrete product 420 Without typical grain groups of the granulate according to a grading curve in the three-dimensional compression test, a minimum compressive strength of 4 MPa and a stress between 4 MPa and 13.5 MPa in the area of deformation between 0% and 40% ( 4th ). This is the ratio between the minimum compressive strength and the stress in the plastic range of the foam concrete product 420 between 1.0 and 3.4 with 3.4 with 40% deformation.

Damit ist das Verhältnis der maximalen Spannung zur minimalen Spannung im Bereich bis 40% Verformung bei typischen hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten 410 im dreidimensionalen Druckversuch niedriger.The ratio of the maximum stress to the minimum stress is in the range of up to 40% deformation in typical highly deformable foam concrete products 410 lower in the three-dimensional printing test.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

210210
erster Mischerfirst mixer
212212
Bindemittelbinder
214214
Korngruppen des Granulats entsprechend einer SieblinieGrain groups of the granulate according to a grading curve
216,236216.236
ZusatzmittelAdditives
220220
ZugabewasserAdded water
230230
SchaumgeneratorFoam generator
232232
SchaumbildnerFoaming agent
234234
Luftair
240240
zweiter Mischersecond mixer
250250
FörderpumpeFeed pump
260, 310, 410260, 310, 410
hochdeformierbares Schaumbetonprodukthighly deformable foam concrete product
320, 420320, 420
typisches Schaumbetonprodukttypical foam concrete product

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

  • DIN EN 12390-3 [0009, 0010, 0015, 0016]DIN EN 12390-3 [0009, 0010, 0015, 0016]
  • DIN EN 206-1 [0014]DIN EN 206-1 [0014]
  • DIN 1045-2 [0014]DIN 1045-2 [0014]
  • DIN EN 197-1 [0022]DIN EN 197-1 [0022]
  • DIN EN 14216 [0022]DIN EN 14216 [0022]
  • DIN EN 13055-1 [0037]DIN EN 13055-1 [0037]

Claims (17)

Verfahren zur Herstellung einer Schaumbetonmischung für die Herstellung von hochdeformierbaren Schaumbetonprodukten (260, 310, 410) mit Bereitstellen einer Schaumbetonmischung umfassend Bindemittel (212), Schaumbildner (232) und Granulat, mit: - Festlegen einer geforderten Mindestdruckfestigkeit (110); - Festlegen einer geforderten Mindestdeformierbarkeit (120); - Ermitteln (130) in Abhängigkeit der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit prozentualer Anteile zumindest der folgenden Stoffe: ◯ Bindemittel (212), ◯ Schaumbildner (232) und ◯ Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214), und - Bereitstellen und Mischen der ermittelten prozentualen Anteile zumindest des Bindemittels (212), des Schaumbildners (232) und der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214) als Schaumbetonmischung (140).Method for producing a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products (260, 310, 410) with providing a foam concrete mixture comprising binding agent (212), foaming agent (232) and granulate, with: - Establishing a required minimum compressive strength (110); - Establishing a required minimum deformability (120); - Determine (130) depending on the required minimum compressive strength and the required minimum deformability percentage of at least the following substances: ◯ binders (212), ◯ Foaming agent (232) and ◯ Grain groups of the granulate according to a grading curve (214), and - Provision and mixing of the determined percentages of at least the binder (212), the foaming agent (232) and the grain groups of the granulate according to a grading curve (214) as a foam concrete mixture (140). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214) unter Verwendung einer Sieblinie ermittelt werden, welche abweichend von einer Fuller -Sieblinie ist.Procedure according to Claim 1 , the percentages of the grain groups of the granulate being determined according to a grading curve (214) using a grading curve which deviates from a Fuller grading curve. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sieblinie einen gegenüber einer Fuller-Sieblinie verringerten Anteil kleiner Korngrößen aufweist.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the grading curve has a reduced proportion of small grain sizes compared to a Fuller grading curve. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaumbetonmischung mindestens 10 g und/oder maximal 3 kg des Schaumbildners (232) bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung, enthält.Method according to one of the preceding claims, wherein the foam concrete mixture contains at least 10 g and / or a maximum of 3 kg of the foaming agent (232) based on 1 m 3 of the foam concrete mixture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Granulat Schaumglas-Granulat umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the granulate comprises foam glass granulate. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Granulat zumindest 50% aus kugelförmigen Körnern besteht, welche eine Kornform mit einem Durchmesserverhältnis von größtem zu kleinstem durchschnittlichen Durchmesser von kleiner als 3:1 aufweisen.Method according to one of the preceding claims, wherein the granulate consists of at least 50% spherical grains which have a grain shape with a diameter ratio of the largest to the smallest average diameter of less than 3: 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaumbetonmischung mit Fasern bereitgestellt und gemischt wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the foam concrete mixture is provided and mixed with fibers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern mindestens eine der folgenden Fasern umfassen: Pflanzenfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Karbonfasern und Stahlfasern.Method according to one of the preceding claims, wherein the fibers comprise at least one of the following fibers: vegetable fibers, plastic fibers, glass fibers, carbon fibers and steel fibers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaumbetonmischung weniger als 100 kg Fasern bezogen auf 1 m3 der Schaumbetonmischung enthält.Method according to one of the preceding claims, wherein the foam concrete mixture contains less than 100 kg of fibers based on 1 m 3 of the foam concrete mixture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie mindestens eine der Korngruppen mit den Begrenzungssiebes (dmin/dmax) 0,25/0,5 mm, 0,5/1 mm, 1/2 mm, 2/4 mm, 4/6 mm, und 4/8 mm aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the grain groups of the granulate according to a grading curve at least one of the grain groups with the limiting sieve (d min / d max ) 0.25 / 0.5 mm, 0.5 / 1 mm, 1/2 mm, 2/4 mm, 4/6 mm, and 4/8 mm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Ermitteln der prozentualen Anteile der Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie in Abhängigkeit von der geforderten Mindestdruckfestigkeit und der geforderten Mindestdeformierbarkeit (132) durch Auswahl von Korngruppen mit einer bestimmten Korngruppen-Druckfestigkeit und/oder einem bestimmten Größenbereich, um die geforderte Mindestdruckfestigkeit und die geforderte Mindestdeformierbarkeit in einem mit der Mischung hergestellten Schaumbeton zu erreichen.Method according to one of the preceding claims, with determining the percentages of the grain groups of the granulate according to a grading curve as a function of the required minimum compressive strength and the required minimum deformability (132) by selecting grain groups with a certain grain group compressive strength and / or a certain size range to achieve the required minimum compressive strength and the required minimum deformability in a foam concrete made with the mixture. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln iterativ durchgeführt ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination is carried out iteratively. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schaumbetonmischung so viel Zugabewasser (220), Schaumbildner (232) und Bindemittel (212) umfasst, so dass die Korngruppen des Granulats entsprechend einer Sieblinie (214) ein dichtes Korngerüst ausbilden.Method according to one of the preceding claims, wherein the foam concrete mixture comprises so much added water (220), foaming agent (232) and binding agent (212) that the grain groups of the granulate form a dense grain structure according to a grading curve (214). Hochdeformierbares Schaumbetonprodukt (260, 310, 410), insbesondere vorgesehen zur Verwendung unter Tage, hergestellt mit einer Schaumbetonmischung, welche mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.Highly deformable foam concrete product (260, 310, 410), in particular intended for use underground, produced with a foam concrete mixture which is produced using a method according to one of the Claims 1 to 13 is made. Hochdeformierbares Schaumbetonprodukt (260, 310, 410) nach Anspruch 14, wobei das hochdeformierbare Schaumbetonprodukt (260, 310, 410) bei 60% Verformung eine entsprechende Druckspannung von weniger als 350% der Mindestdruckfestigkeit zeigt.Highly deformable foam concrete product (260, 310, 410) according to Claim 14 , the highly deformable foam concrete product (260, 310, 410) showing a corresponding compressive stress of less than 350% of the minimum compressive strength at 60% deformation. Verwendung eines hochdeformierbaren Schaumbetonproduktes (260, 310, 410) nach Anspruch 14 oder 15 im Tunnelbau oder im Bergbau oder in einem Schutzbauwerk.Use of a highly deformable foam concrete product (260, 310, 410) according to Claim 14 or 15th in tunnel construction or mining or in a protective structure. Verwendung nach Anspruch 16, wobei das hochdeformierbare Schaumbetonprodukt (260, 310, 410) ein balkenförmiges oder plattenförmiges Stauchelement oder ein Tübbing-Element ist.Use after Claim 16 , wherein the highly deformable foam concrete product (260, 310, 410) is a bar-shaped or plate-shaped compression element or a tubbing element.
DE102020112292.6A 2019-05-08 2020-05-06 Process for the production of a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use Pending DE102020112292A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019111999.5 2019-05-08
DE102019111999 2019-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020112292A1 true DE102020112292A1 (en) 2020-11-12

Family

ID=72943632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020112292.6A Pending DE102020112292A1 (en) 2019-05-08 2020-05-06 Process for the production of a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH716186B1 (en)
DE (1) DE102020112292A1 (en)
FR (1) FR3095815A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CH716186B1 (en) 2023-08-31
FR3095815A1 (en) 2020-11-13
CH716186A2 (en) 2020-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006045091B4 (en) Process for producing an aerated concrete and aerated concrete produced according to the method
DE60128930T2 (en) HIGH-FIXED, HIGH-DUCTILE FIBER BEETON
DE4135144C2 (en) Process for producing a hardened, fiber-reinforced slag / gib / cement lightweight construction product
EP2163534B1 (en) Porous concrete material and method for production of same
EP2746237A1 (en) Activator for cement
WO2021008765A1 (en) Dry plaster mixture for a sprayable insulation
EP4251584A1 (en) Polyurethane-based polymer concretes and grouting mortars of controlled density
DE60302600T2 (en) Additives for concrete or mortar, as well as mixed cement
EP0364668A1 (en) Inorganic building material and use thereof
EP2028170B1 (en) Method for making light-weight concrete
DE102020112292A1 (en) Process for the production of a foam concrete mixture for the production of highly deformable foam concrete products, highly deformable foam concrete products and their use
DE102007062492B4 (en) Process for the production of a cementitious shaped block and manufactured molded block
DE10331758B4 (en) Process for their preparation of a non-hardened concrete mixture and use of a mixture as concrete thickener
EP0950033B1 (en) Process for producing coated aggregates for construction concrete and thus improving the fresh and/or set concrete properties
DE102019103763A1 (en) Concrete mix to form an ultra-high-strength lightweight concrete
EP1141497A1 (en) Thin-walled component made from hydraulically hardened cement paste material and method for the production thereof
WO2009065521A1 (en) Building stone and method for production of a building stone
WO1992001643A1 (en) Process for producing lime hydrate-rich binders for concretes and mortars, and use of the binders thus produced
Hlawatsch et al. Autoclaved aerated concrete (AAC) rubble for new recycling building products: In dry premixed mortars for masonry, in masonry blocks and in lightweight blocks
DE102022102938A9 (en) Concrete mix and process for its production, use of the concrete mix and process for producing a concrete component
DE2242545C3 (en) Process for casting post-tensioned tendons in prestressed concrete or other prestressed materials
DE4204727A1 (en) High strength concrete - using mixed blast furnace slag of specific size distribution and portland cement as binder
DE2710149C3 (en) Process for the production of an aggregate for lightweight concrete
WO1996019418A1 (en) Low-shrinkage building material
DE2242545B2 (en) PROCESS FOR PASTING RE-TENSIONED TENSIONS IN PRE-TENSIONED CONCRETE OR OTHER PRE-TENSIONED MATERIALS