DE1121530B

DE1121530B - Manufacture of concrete

Info

Publication number: DE1121530B
Application number: DEN9586A
Authority: DE
Inventors: Lcopold Hergarden
Original assignee: MIJ TOT HET UITVOEREN VAN ASFA
Current assignee: MIJ TOT HET UITVOEREN VAN ASFA
Priority date: 1954-06-11
Filing date: 1954-10-11
Publication date: 1962-01-04

Description

Herstellung von Beton Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines miteinander verbundene Poren enthaltenden Betons, bei welchem eine beschränkte, lediglich für die Verkittung der Körner des Mineralgerüstes ausreichende Menge eines Bindemittelzusatzes zugegeben, miteinander verbundene Poren gebildet und durch eine zähplastische, klebende Masse mit Fließeigenschaften ausgefüllt werden.Manufacture of concrete The invention relates to a method for producing an interconnected pore-containing concrete, in which a limited one, sufficient only for cementing the grains of the mineral framework Amount of a binder additive added, interconnected pores formed and filled with a viscoplastic, adhesive mass with flow properties.

Es ist bereits bekannt, Formlinge aus Beton mit geringer Porosität anzufertigen und diese Formlinge anschließend zu durchtränken, um nach der Durchtränkung ein sehr hartes, sprödes Material zu erhalten. Des weiteren ist es bekannt, einen porösen Beton durch beschränkten Wasserzusatz zu erzeugen, bei dem die Füllmasse in den Poren gleichmäßig verteilt werden kann, wobei zur Erhöhung der Porosität Schaummittel Verwendung finden. Man hat auch schon bei einem Verbundkörper aus porösem Leichtbeton und Aluminium den Leichtbeton mit Bitumen imprägniert, um hierdurch den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Verbundkörpers zu ändern und dem des Aluminiums anzupassen. Derartige Imprägnierungen von Beton und die Verwendung einer Schutzschicht gegen Wasser- und Wettereinflüsse sind bekannt, ebenso wie man schon versucht hat, die Materialeigenschaften des Betons und seine Wasserundurchlässigkeit durch Imprägnierungsmittel mit bestimmten chemischen Eigenschaften zu beeinflussen.It is already known, concrete moldings with low porosity to make and then impregnate these bricks to after impregnation to obtain a very hard, brittle material. It is also known to have a to produce porous concrete by limited addition of water, in which the filling compound can be evenly distributed in the pores, increasing the porosity Find foam concentrate use. A composite body made of porous Lightweight concrete and aluminum impregnated the light concrete with bitumen to thereby to change the coefficient of thermal expansion of the composite and that of aluminum adapt. Such impregnation of concrete and the use of a protective layer against water and weather influences are known, just as one has already tried the material properties of concrete and its impermeability to water due to impregnation agents with certain chemical properties to influence.

Durch die Erfindung soll ein Beton geschaffen werden, der bei mechanisch wechselnden Beanspruchungen nicht zerfällt und seine mechanischen Eigenschaften bewahrt. Dieses wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem miteinander verbundene und durch eine zähplastische, klebende Masse mit Fließeigenschaften ausgefüllte Poren aufweisenden Beton ein Mineralgerüst aus Körnern etwa gleicher Größe verwendet wird. Mineralkörner gleicher Größe bilden zwischen sich einen ziemlich großen Hohlraum, der beispielsweise theoretisch für kugelförmige Körner 260/c des Volumens beträgt. Für den Fall, daß die Größe der Körner innerhalb enger Grenzen etwas unterschiedlich gewählt ist, wird auch das Volumen des Zwischenraumes größer werden, und zwar so lange, bis daß die kleinen Körner zwischen den großen Körnern Platz finden, d. h. also in den zwischen den großen Körnern befindlichen Zwischenraum passen. Von diesem Punkt an nimmt das Porenvolumen sehr schnell ab. Dieses geschieht bei kugelförmigen Körnern bei einem Verhältnis zwischen den größten und den kleinsten Körnern von etwa 1 : 0,4. Weil aber die im Beton benutzten Körner nicht die ideale Gestalt einer Kugel besitzen, liegt das Maximum des Porenvolumens bei einer Streckengröße der Körnergröße von ungefähr 1 : 0,4 bis 1 : 0,3.The invention is to create a concrete that is mechanically changing loads does not disintegrate and its mechanical properties preserved. This is achieved according to the invention in that with one another connected and filled with a viscoplastic, adhesive mass with flow properties Porous concrete uses a mineral structure made of grains of roughly the same size will. Mineral grains of the same size form a fairly large cavity between them, which is, for example, theoretically 260 / c of the volume for spherical grains. In the event that the size of the grains varies somewhat within narrow limits is selected, the volume of the space will also increase, namely so long until the small grains find a place between the large grains, d. H. so fit into the space between the large grains. Of this At that point, the pore volume decreases very quickly. This happens with spherical ones Grains at a ratio between the largest and smallest grains of about 1: 0.4. But because the grains used in the concrete are not the ideal shape of one Have a sphere, the maximum pore volume is at a distance of the Grain size from about 1: 0.4 to 1: 0.3.

Sehr gute Ergebnisse werden mithin bei einer Durchmesserabweichung bzw. -schwankung von 50% erzielt, was einer Verhältnisspanne von etwa 1 -. 1 bis 1 : 0,3 entsprechen würde.Very good results are therefore obtained with a diameter deviation or fluctuation of 50% achieved, which is a ratio range of about 1 -. 1 to 1: 0.3 would correspond.

Wenn in der Erfindung von Beton geredet wird, wird damit ein Mineralgerüst gemeint, welches durch ein Bindemittel verbunden ist. In der Praxis ist als Bindemittel Zement am wichtigsten; es ist jedoch zur Erreichung der gewollten Wirkung ebensogut die Verwendung eines anderen Bindemittels möglich. Als zähplastische Masse mit den gewollten Eigenschaften hat sich Asphalt oder Bitumen in der Praxis sehr bewährt. Die günstigen mechanischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Betons sind dadurch zu erklären, daß Beton, der Mineralkörner etwa gleicher Größe aufweist, eine relativ geringe Elastizitätszahl besitzt und daß örtliche Spannungskonzentrationen darum nicht leicht eintreten und keinen außerordentlich hohen Wert erreichen können.When concrete is used in the invention, it becomes a mineral framework meant, which is connected by a binder. In practice it is used as a binder Cement most importantly; however, it is just as good for achieving the desired effect the use of a different binding agent is possible. As a viscoplastic mass with the Asphalt or bitumen has proven to be very effective in terms of desired properties. The favorable mechanical properties of the concrete according to the invention are thereby to explain that concrete, the mineral grains has about the same size, a relative has a low coefficient of elasticity and that local stress concentrations around it cannot enter easily and cannot attain an extraordinarily high value.

Weiter hat der Beton eine sehr regelmäßige Struktur im Unterschied zu Betonarten mit weit auseinander liegenden Korngrößen, weil hierbei der Raum zwischen den größeren Körnern gefüllt ist, während anderenfalls ein solcher Raum nicht ausgefüllt ist. Weiter wird durch die regelmäßige Struktur des Mineralgerüstes der Vorteil erreicht, daß die nähplastische Masse sehr gleichmäßig verteilt ist.Furthermore, the concrete has a very regular structure in distinction to types of concrete with widely spaced grain sizes, because here the space between the larger grains are filled, while otherwise such a space is not filled is. It is further due to the regular structure of the mineral framework the advantage is that the suture-plastic mass is very evenly distributed.

Wird ein Beton belastet, dann werden örtlich immer eine Anzahl sehr kleiner Risse entstehen. Die nähplastische Masse mit Fließeigenschaften füllt aber diese Risse durch die Kapillarwirkung aus, und wenn die Belastung beendet ist, wird die nähplastische Masse diese Risse verkleben. Bei der nächsten Belastung müssen also erst die schon vorhandenen Risse entgegen der Wirkung der Klebkraft der nähplastischen Masse wieder gebildet werden, so daß auch bei weiterer Ausdehnung der Risse die Haftfläche der nähplastischen Masse in entsprechendem Maße größer wird. Auf diese Weise wird also ein Gleichgewicht erreicht, welches bei den vorbekannten Betonarten nicht zu erreichen ist, und dieses ist gerade darum von höchster Bedeutung, weil bekanntlich an den Enden derartiger Risse äußerst starke Konzentrationen der Spannung eintreten. Zudem bewirkt die nähplastische Masse eine Verstärkung bei Druckbeanspruchung, und in der Praxis hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Betonart für Straßendecken, die von Kettenfahrzeugen benutzt werden, den härteren Betonarten weitaus überlegen ist.If a concrete is loaded, a number will always be very locally small cracks appear. However, the suture-plastic mass with flow properties fills these cracks are made up by capillary action, and when the loading is ended, it will the suture-plastic mass glue these cracks together. At the next load you have to so only the already existing cracks against the effect of the adhesive force of the sutural plastic Mass are formed again, so that even with further expansion of the cracks The adhesive surface of the suture-plastic mass is correspondingly larger. To this In this way, an equilibrium is achieved, which is the case with the previously known types of concrete cannot be achieved, and this is of the utmost importance precisely because is known to have extremely high concentrations of stress at the ends of such cracks enter. In addition, the suture-plastic mass causes a reinforcement in the event of compressive stress, and in practice it has been shown that the type of concrete according to the invention for road surfaces, those used by tracked vehicles are far superior to the harder types of concrete is.

Es wird erforderlich sein, das Mineralgut in feineren Fraktionen oder Stufen zu sieben, als es bisher üblich war. Da nicht die absolute Größe der Körner, sondern das Verhältnis ihrer Durchmesser in erster Linie den prozentualen Anteil des Zwischenraumes bestimmt, so können beide Fraktionen, nämlich sowohl diejenige, die durch das Sieb hindurchgeht, als auch die, die auf dem Sieb verbleibt, gebraucht werden, wenn sie nur je für sich eine ziemlich gleichmäßige Korngröße aufweisen.It will be necessary to divide the mineral material into finer fractions or Steps to seven than was previously the norm. Since not the absolute size of the grains, but the ratio of their diameter primarily the percentage of the space determined, both fractions, namely both the one that passes through the sieve as well as the one that remains on the sieve is used if they each have a fairly uniform grain size.

Es hat sich erwiesen, daß sehr gute Ergebnisse, die über denjenigen von normalem, nicht getränktem Beton liegen, dadurch erreicht werden können, daß der Zementanteil kleiner als 250 kg auf 1 cbm gewählt wird.It has been shown to have very good results over those of normal, not impregnated concrete, can be achieved in that the cement content is chosen to be less than 250 kg per 1 cbm.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Anwendung des Baustoffes nach der Erfindung die Möglichkeit besteht, die Elastizitätszahl verhältnismäßig willkürlich zu wählen, ohne Gefahr zu laufen, daß eine beträchtliche Schwächung des Baustoffes eintritt. Das macht die Anpassung an andere Werkstoffe sehr viel leichter als es bisher der Fall war. So wird gemäß der Erfindung, ein zäher Beton bereitet, der eine Elastizitätszahl aufweist, die derjenigen von gewissen Holzsorten entspricht.An important advantage of the invention is that when applied of the building material according to the invention there is the possibility of the coefficient of elasticity to choose relatively arbitrarily without running the risk of a substantial one Weakening of the building material occurs. That makes the adaptation to other materials much easier than it was before. Thus, according to the invention, a tough concrete with a coefficient of elasticity similar to that of certain Types of wood.

Die Tränkung des Betons kann auf verschiedenen, an sich bekannten Wegen erreicht werden. Eine Emulsion von Asphalt in Wasser hat den großen Vorteil, daß Wasser durch das Mineral und den Zement hindurchgehen kann und daß es deshalb verhältnismäßig leicht ist, den Stoff vollständig zu trocknen. Tränkung bei erhöhter Temperatur ist ebenfalls möglich. Zur Beschleunigung der Tränkung kann man, bevor der Tränkstoff aufgebracht wird, den zu tränkenden Gegenstand in eine Vakuumkammer bringen. Danach wird der Tränkungsstoff über den Gegenstand gegossen und, falls notwendig, Druck angewendet. Dieses Verfahren ist sehr schnell und wirksam und in den meisten Fällen wirtschaftlich das Vorteilhafteste.The impregnation of the concrete can be carried out in various ways, known per se Because of being reached. An emulsion of asphalt in water has the great advantage that water can pass through the mineral and cement and that it is therefore it is relatively easy to completely dry the fabric. Soaking at increased Temperature is also possible. To speed up the impregnation one can before the impregnating substance is applied, the object to be impregnated in a vacuum chamber bring. Then the impregnation material is poured over the object and, if so necessary pressure applied. This procedure is very quick and effective and in economically the most advantageous in most cases.

Die Vorteile des neuen Baustoffes sind nicht nur seine größere mechanische Festigkeit, sein Widerstand gegen wechselnde Beanspruchungen und Stoßbeanspruchungen und die Anpassungsfähigkeit der Elastizitätszahl, sondern es bestehen noch weitere Vorteile. Eine Besonderheit ist auch, daß bei wechselnden Beanspruchungen der Asphalt etwas an die Oberfläche gedrückt wird, wodurch die Wasserdichtigkeit gewährleistet ist.The advantages of the new building material are not just its greater mechanical Strength, its resistance to changing loads and impact loads and the adaptability of the coefficient of elasticity, but there are others Advantages. Another special feature is that the asphalt is subject to changing loads something is pressed against the surface, which ensures water tightness is.

Ferner hat der Baustoff eine weit größere Fähigkeit, Schwingungen zu dämpfen als normaler oder gar poröser Beton. Das beruht auf der sehr bedeutsamen inneren Dämpfung des Asphalts.Furthermore, the building material has a far greater ability to vibrate to dampen than normal or even porous concrete. That is based on the very significant internal damping of the asphalt.

Eine wichtige Anwendung der Erfindung sind der Bau und die Ausführung von Straßen und Straßenpflaster sowie die Platten für Straßen.An important application of the invention is in construction and execution of streets and pavement as well as the slabs for streets.

Ein mit Beton oder Belagplatten gemäß der Erfindung gefertigtes Straßenpflaster hat einen weit größeren Widerstand gegen Verschleiß als andere bis heute angewendete Straßendecken. Als Straßenbelag hat das mit dem Verfahren der Erfindung angefertigte Material den Vorteil, nicht nur selbst einem geringen Verschleiß ausgesetzt zu sein, sondern daß auch Reifen und Panzerketten u. dgl. weniger dem Verschleiß ausgesetzt sind. Außerdem hat dieser Straßenbelag auch dann, wenn er feucht ist, sehr gute Bremseigenschaften, die auf die geringe Elastizitätszahl zurückzuführen sind. Weiter ist das Geräusch oder der Lärm von auf dem Belag fahrenden Fahrzeugen sehr gering.A pavement made with concrete or paving slabs according to the invention has a far greater resistance to wear and tear than others used to date Road surfaces. The road surface produced with the method of the invention Material has the advantage of not only being exposed to low wear and tear, but that tires and armored chains and the like are also less exposed to wear and tear are. In addition, this road surface is very good even when it is damp Braking properties that can be attributed to the low coefficient of elasticity. Further the noise or the noise from vehicles driving on the pavement is very low.

Die Wasserdichtigkeit des erfindungsgemäßen Baustoffes ist von sehr großer Bedeutung für eine Straße, weil Frostschäden nicht auftreten können, da kein Wasser in die Straßendecke eindringt. In dieser Hinsicht kann bemerkt werden, daß der Baustoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Wasserdichtigkeit besitzt als eine Asphalt- oder Makadamstraße, weil eine Asphaltstraße im allgemeinen sehr viele Risse aufweist, in welche Wasser eindringen kann, wohingegen der Baustoff gemäß der Erfindung wegen seines mineralischen Skelettes geschlossen bleibt.The water tightness of the building material according to the invention is very good of great importance for a road, because frost damage cannot occur as there is no Water seeps into the road surface. In this regard it can be noted that the building material according to the present invention has better water tightness than an asphalt or macadam road, because an asphalt road in general is very has many cracks into which water can penetrate, whereas the building material remains closed according to the invention because of its mineral skeleton.

Als Bauelemente für Straßenpflaster zu gebrauchende Belagplatten gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Abb. 1 einen senkrechten Schnitt eines Belagsteines nach der Erfindung auf einer beliebigen Unterlage, Abb.2 eine etwas abgeänderte Belagplatte nach der Erfindung auf einer anderen Unterlage, Abb. 3 endlich ein weiteres Beispiel einer Belagplatte nach der Erfindung mit einer alten Straße als Unterlage.As components for road pavement to be used paving slabs according to of the invention are shown in the drawing. Fig. 1 shows a vertical one Section of a paving stone according to the invention on any base, Fig.2 a slightly modified covering plate according to the invention on a different base, Fig. 3, finally, another example of a facing plate according to the invention with a old road as a base.

In Abb. 1 und 2 besteht die erfindungsgemäße Belagplatte aus zwei Schichten 1 und 2, von denen die obere aus porösem Beton besteht, der mit Asphalt oder einem anderen plastischen Stoff durchtränkt worden ist, während die untere Schicht aus einem porösen Beton besteht, in den fast kein Asphalt oder plastischer Stoff eingedrungen ist. Diese Belagplatte wird bereitet, indem man Asphalt unter für die Tränkung günstigen Umständen (erhöhte Temperatur, falls notwendig, Vakuum) an der oberen Seite in die Belagplatte eindringen läßt. Die Grenze zwischen getränktem Beton und nicht getränktem Beton ist nicht sehr scharf, aber ein sehr deutlicher Unterschied ist an der Oberseite und der Unterseite der Belagplatte vorhanden. Belagplatten dieser Art können auf eine beliebige, geeignete Straßenunterlage gelegt werden.In Fig. 1 and 2, the facing plate according to the invention consists of two Layers 1 and 2, the upper one of which is made of porous concrete, the one with asphalt or another plastic material, while the lower one Layer consists of a porous concrete in which almost no asphalt or plastic Substance has penetrated. This paving slab is prepared by placing asphalt under it conditions favorable for impregnation (increased temperature, if necessary, vacuum) can penetrate on the upper side in the facing plate. The boundary between soaked Concrete and not soaked concrete is not very sharp, but a very clear one The difference is at the top and the bottom of the facing plate. Facing plates of this type can be laid on any suitable road surface.

Abb. 2 zeigt ein Beispiel für eine Straßenunterlage mit Betonplatten 3 und 4, die nicht getränkt zu werden brauchen. Auf diese Unterlage werden Belagplatten 1, 2 gelegt, die, ähnlich, wie mit Bezug auf Abb. 1 beschrieben, auf einem oberen Teil l ihrer Höhe mit Asphalt od. dgl. getränkt sind. Eine Aussparung 5 und ihre Füllung verhindern ein Verschieben der Belagplatte in horizontalen Richtungen.Fig. 2 shows an example of a road surface with concrete slabs 3 and 4 that do not need to be soaked. On this base, paving slabs 1, 2 are placed, which, in a manner similar to that described with reference to FIG. 1, are impregnated with asphalt or the like on an upper part 1 of their height. A recess 5 and its filling prevent the facing plate from shifting in horizontal directions.

In Abb. 3 endlich ist eine Belagplatte gemäß der Erfindung gezeigt, die vollständig mit Asphalt oder einem anderen plastischen Stoff getränkt worden ist. Die Belagplatte ist jedoch als ein neues Pflaster auf einer vorhandenen Straße 6 gebraucht. Eine Zwischenschicht 7 aus Asphalt dient als Befestigungsmittel.In Fig. 3, finally, a covering plate according to the invention is shown, which have been completely soaked with asphalt or some other plastic material is. The paving slab is, however, as a new pavement on an existing road 6 used. An intermediate layer 7 made of asphalt serves as a fastening means.

Andere Anwendungen der Erfindung sind Eisenbahnschwellen, Trockendocks, Deichplatten, Bauelemente z. B. für Gebäude und Schleusentore. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genannten Anwendungen beschränkt, sondern sie kann überall angewendet werden, wo eine oder mehrere der erwähnten Eigenschaften einen Vorteil bieten.Other uses of the invention are railroad ties, dry docks, Dike plates, components z. B. for buildings and lock gates. The invention is however, it is not restricted to the applications mentioned, but can be used anywhere can be applied where one or more of the properties mentioned have an advantage Offer.

Es ist auch möglich, daß nur gewisse Teile eines Gegenstandes gemäß der Erfindung getränkt werden, während andere Teile nicht getränkt sind und gegebenenfalls aus porösem Stoff bestehen. Ein Beispiel hierfür ist die Belagplatte nach Abb. 1. Andere Anwendungen von Teiltränkung liegen im Bereiche des Fachmannes, wenn er weiß, daß gewisse, durch die Erfindung erzielte günstige Eigenschaften nur in gewissen Teilen eines gemäß der Erfindung hergestellten Gegenstandes notwendig sind.It is also possible that only certain parts of an object according to of the invention are impregnated, while other parts are not impregnated and optionally consist of porous material. An example of this is the covering plate according to Fig. 1. Other applications of partial impregnation are within the range of the skilled person if he knows that certain favorable properties achieved by the invention only in certain Parts of an article produced according to the invention are necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for producing a concrete containing interconnected pores, in which a limited amount of a binder additive is added which is sufficient only for cementing the grains of the mineral structure and interconnected pores are formed which are filled by a viscoplastic, adhesive mass with flow properties are characterized in that a mineral framework of grains of approximately the same size is used.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that grains are used whose size deviations be about 50%.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that mineral grains are used which are themselves porous in a known manner. Considered publications: German Patent Nos. 814 862, 727 245, 719 732, 610 652, 596 639, 368 882; French Patent Specification No. 1003 603rd; "Handbuch der Betonsteinindustrie" by E. Probst, 1951, p. 505; "Concrete ABC" by Hummel, 1951, p.46, item 19.