DE1155050B

DE1155050B - Process for the production of lightweight mortar or lightweight concrete by means of a foaming agent by gassing a cement mixture

Info

Publication number: DE1155050B
Application number: DEA34915A
Authority: DE
Inventors: Wilfred Huon Achilles Mumby
Original assignee: ADICON Ltd
Current assignee: ADICON Ltd
Priority date: 1959-06-17
Filing date: 1960-06-18
Publication date: 1963-09-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Leichtmörtel oder Leichtbeton mittels eines Schaumbildners durch Begasung einer Zementmischung Es ist möglich, mit Hilfe eines Schaumbildners einen Schaum in wäßrigen hydraulischen Zementmischungen bei An- oder Abwesenheit von Sand oder Beischlagstoffen zu bilden. Jedoch ist das Ergebnis meistens nicht zufriedenstellend. Manchmal hat der Schaumbildner selbst eine zerstörende Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften des erhärteten Mörtels oder Betons, und in anderen Fällen ist der Schaum nicht genügend beständig, so daß die Blasen zusammenfallen, ehe die Mischung erhärtet.Process for the production of lightweight mortar or lightweight concrete by means of a foaming agent by fumigation of a cement mixture It is possible with the help a foaming agent in a foam in aqueous hydraulic cement mixtures The presence or absence of sand or additives. However, the result is mostly unsatisfactory. Sometimes the foamer itself has a destructive one Effect on the mechanical properties of the hardened mortar or concrete, and in other cases the foam is not sufficiently stable that the bubbles collapse, before the mixture hardens.

Es wurde nun gefunden, daß die Beständigkeit der Blasen durch Beifügung von Bentonit als schaumstabilisierendes Agens so erhöht werden kann, daß die wäßrige Schaummischung überhaupt nicht zusammenfällt oder doch wenigstens während der Abbindezeit nicht nennenswert zusammenfällt. Dies ermöglicht den Gebrauch von Schaumbildnern, die sonst keinen ausreichend beständigen Schaum bilden, und von Schaumbildnern, welche ohne das Stabilisierungsagens in einer solchen Konzentration verwendet werden müßten, daß die mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses nachteilig beeinfiußt werden würden.It has now been found that the persistence of the bubbles by adding of bentonite as a foam-stabilizing agent can be increased so that the aqueous Foam mixture does not collapse at all or at least during the setting time does not significantly coincide. This enables the use of foaming agents, which otherwise do not form a sufficiently stable foam, and of foaming agents, which are used without the stabilizing agent in such a concentration would have to adversely affect the mechanical properties of the product would be.

Es wurde insbesondere gefunden, daß Saponine besonders wertvolle Schaumbildner in Verbindung mit Bentonit sind, wenn es sich darum handelt, Leichtbeton, Leichtmörtel oder leichten Zementschaum herzustellen. Obgleich der vom Saponin erzeugte Schaum selbst nicht sonderlich stark ist, beeinflußt dieses Agens die Festigkeit des Zements nicht nachteilig, und der entsprechende Schaum kann gemäß der Erfindung durch Bentonit so ausreichend stabilisiert werden, daß die Herstellung von wirtschaftlich brauchbarem Leichtgewichtsschaum möglich ist.In particular, it has been found that saponins are particularly valuable foaming agents In connection with bentonite, when it comes to light concrete, light mortar or to make lightweight cement foam. Although the foam produced by the saponin itself is not particularly strong, this agent affects the strength of the cement not disadvantageous, and the corresponding foam can according to the invention by bentonite be sufficiently stabilized that the production of economically viable Lightweight foam is possible.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren, Leichtmörtel oder Leichtbeton aus hydraulischem Zement und einem Schaumbildner herzustellen, in welchem der Schaum vor dem Erhärten durch die Hinzufügung von Bentonit stabilisiert ist. Das Verhältnis der Bestandteile ist keineswegs kritisch und kann vorzugsweise variieren von einem halben Teil Bentonit auf einen Teil Saponin bis zu 15 Teilen Bentonit auf 1 Teil Saponin. Für reine Zemente ist ein kleinerer Teil von Bentonit wünschenswert, während bei schweren Zuschlägen ein höherer Anteil von Bentonit vorgezogen wird.The invention consists in a method, light mortar or light concrete from hydraulic cement and a foaming agent in which the foam is stabilized before hardening by the addition of bentonite. The relationship the constituents are by no means critical and can preferably vary from one to one half part bentonite to one part saponin up to 15 parts bentonite to 1 part Saponin. For pure cements, a smaller portion of bentonite is desirable while In the case of heavy aggregates, a higher proportion of bentonite is preferred.

Für allgemeine Zwecke ist ein Verhältnis von drei Teilen Bentonit zu einem Teil Saponin recht befriedigend.For general purposes, a ratio of three parts is bentonite partly saponin quite satisfactory.

Vorteilhafterweise wird die Zementmischung während der Begasung leicht alkalisch gehalten, und weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das Saponin innig mit einem relativ schweren hydrophilen Pulver zu mischen, so daß es, wenn es im trockenen Zustande dem Wasser zugefügt wird, in das Wasser hineingetragen wird, anstatt obenauf zu schwimmen. Diese beiden Merkmale können kombiniert werden durch die Verwendung eines geeigneten pulverisierten Alkalis vermischt mit Bentonit. Natrium-Bikarbonat hat in dieser Beziehung befriedigt, aber pulverisiertes Borax wird bevorzugt, da das Bikarbonat die Abbindung des Zements zu verzögern geeignet ist.Advantageously, the cement mixture becomes light during the fumigation kept alkaline, and furthermore it has been found to be advantageous that the To mix saponin intimately with a relatively heavy hydrophilic powder so that it, when it is added to the water in the dry state, it is carried into the water instead of swimming on top. These two features can be combined by using a suitable powdered alkali mixed with bentonite. Sodium bicarbonate has been satisfactory in this regard, but powdered borax is preferred as the bicarbonate is suitable to delay the setting of the cement is.

Das Bentonit und das Saponin können mit oder ohne Alkali mit Wasser zu einer Paste verarbeitet werden, bevor sie dem Zementmischwasser zugesetzt werden.The bentonite and the saponin can be mixed with water with or without alkali be processed into a paste before they are added to the cement mix water.

Zur Erzeugung des Schaumes kann das Saponin zuerst mit Wasser geschäumt und dann der hydraulische Zement und dann Zuschlag beigemengt werden, wobei der Bentonit dem ursprünglichen Schaum vorzugsweise vor dem Zement zugesetzt wird, oder der Schaumbildner und das Bentonit werden mit dem Zement und dem Zuschlag gemischt. Die Mischung kann in einem normalen Betonmischer vorgenommen werden.To generate the foam, the saponin can first be foamed with water and then the hydraulic cement and then aggregate are added, the Bentonite is preferably added to the original foam before the cement, or the foaming agent and the bentonite are mixed with the cement and aggregate. Mixing can be done in a normal concrete mixer.

In manchen Fällen, besonders bei kaltem Wetter, kann es wünschenswert sein, das Abbinden des hydraulischen Zements durch das an sich bekannte Hinzufügen von Kalziumchlorid oder anderen Beschleunigern abzukürzen. Wenn Zuschlagstoffe verwendet werden sollen, bevorzugt man gesinterten Ton oder andere Zuschlagstoffe geringen Gewichts, wenn eine starke Verminderung der Dichte (spezifisches Gewicht) gewünscht wird. Selbstverständlich können auch andere Zuschläge, deren Verwendung bei Herstellung von Zement, Mörtel oder Beton bekannt ist, beigemischt werden, vorausgesetzt, daß diese die Begasung der Mischung nicht allzusehr stören. Auch können bekannte Agentien zur Verbesserung der wasserhaltenden Eigenschaften und der Plastizität der Zementmischung beigemischt werden.In some cases, especially in cold weather, it can be desirable be the setting of the hydraulic Cement through that in itself Abbreviate known additions of calcium chloride or other accelerators. if Aggregates are to be used, one prefers sintered clay or others Low weight aggregates if there is a strong reduction in density (specific Weight) is desired. Of course, other surcharges, their Use in the production of cement, mortar or concrete is known, admixed provided that these do not interfere too much with the fumigation of the mixture. Known agents for improving the water-holding properties can also be used and the plasticity of the cement mixture.

Wo .der Bentonit und das Saponin als eine fe ge Suspension oder Paste geliefert werden, können Wasser und/oder Glyzerin beigemischt werden. Glyzerin erhöht die Viskosität etwas und hilft zur Stabilisierung der Mischung, Alkohol leistet bei der Einführung des Bentonits in die Mischung Hilfe. Es wurde festgestellt, daß diese Materialien bei entsprechender Bemessung die Begasung nicht stören.Where .the bentonite and the saponin as a wet suspension or paste water and / or glycerine can be added. Glycerine increased the viscosity somewhat and helps to stabilize the mixture that alcohol does Help with the introduction of the bentonite into the mix. It was found that these materials do not interfere with the fumigation if dimensioned accordingly.

Die zu verwendende Menge von Saponin hängt natürlich von der gewünschten Dichte des Endproduktes und von der Art dorr Mischung ab, beispielsweise, ob es eine Rein-Zement-Mischung ist oder ob Sand und Zuschlagstoffe vorhanden sind.The amount of saponin to be used depends of course on the desired one Density of the end product and the type dorr mixture, for example, whether it is is a pure cement mix or whether sand and aggregates are present.

Im allgemeinen werden wenigstens 30 g, vorzugsweise wenigstens 60 g Saponin verwendet auf 50 kg Zement. Selbst wenn beträchtliche Sandmengen verwendet werden, ist es im allgemeinen nicht nötig, mehr als 180 g Saponin auf 50 kg Zement zu verwenden.Generally at least 30 grams, preferably at least 60 grams g of saponin used on 50 kg of cement. Even when using significant amounts of sand it is generally not necessary to add more than 180 g of saponin to 50 kg of cement to use.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurden 50 kg Zement gemischt mit 1201 feinem Sand, 90 g Saponin, 180 g Bentonit und 27 kg kaltem Wasser, und zwar in der Weise, daß das Wasser in eine gewöhnliche Zementmischpfanne getan wurde, darauf die trokkenen Bestandteile beigemischt und in der zur Zementmörtelherstellung üblichen Weise vermischt wurden. Wenn dieses Gemisch in etwa 15 mm tiefe Mulden gegossen wurde, behielt es seine Höhe bis zum Abbinden bei. Wenn der Bentonit aber fortgelassen wird, schrumpft die Mischung vor dem Abbinden erheblich zusammen. Die Dichte, die in dem abgebundenen Mörtel erzielt wird, hängt von dem verwendeten Mischgerät ab. Es wurde beispielsweise gefunden, daß eine horizontale Pfanne mit rotierenden Mischflügeln ein besseres Ergebnis zeigt als die in üblicher Weise nach unten geneigten. Außerdem ; hängt die erreichbare Dichte von der Masse des Sandes bzw. .anderer Zuschläge sowie des Anteiles an Saponin und Bentonit ab. Eine Erhöhung des Anteiles der beiden letztgenannten Stoffe gibt innerhalb gewisser Grenzen ein leichteres Produkt. Der allerleichteste Mörtel und Beton kann im allgemeinen erreicht werden, wenn ein mehr oder weniger großer Teil des Mischwassers vorgeschäumt und dann Zement und Füllstoff zugesetzt wird. Statt die trockenen Bestandteile der Mischpfanne in oben beschriebener Weise zuzuführen, kann man den Bentonit und das Saponin zunächst mit zwei bis drei Teilen Wasser mischen und die sich dabei ergebende Mischung dann in den Zementmischer mit Zement (ggf. Zuschlag) und Wasser schütten. Wenn das Saponin und der Bentonit beispielsweise in 4,51 Wasser geschüttet werden, welches 180 g Kalziumchlorid enthält, müssen alle Stoffe innerhalb von etwa 4 Sek. in Suspension gebracht werden. Eine Suspension, die zur Mischung reit einem Sack Zement und 1501 Sand geeignet ist, wird hergestellt durch Mischung von 150 g Borax, 60 g Saponin, 210 g Bentonit, etwa 15 g Glyzerin, etwa 15 g Alkohol und 420 g Wasser. In dieser Mischung dient der Borax zum Teil zum Weichmachen des Wassers, zum Teil zur Herstellung der Alkalität der zu begasenden Mischung und dazu, das Saponin in das Mischwasser absinken zu lassen. Das Saponin stellt das Begasungsagens dar, der Bentonit hilft, den Schaum zu stabilisieren und dieFeuchtigkeitsabsorption des Produktes zu vermindern, während das Glyzerin dazu beiträgt, das Gemisch zu stabilisieren, ehe es dem Zement zugesetzt wird und der Alkohol die Verteilung des Bentonits in der Mischung verbessert.In one embodiment, 50 kg of cement was mixed with 1201 fine sand, 90 g saponin, 180 g bentonite and 27 kg cold water, namely in the Way that the water was put in an ordinary cement-mixing pan, on that the dry ingredients are mixed in and in the usual way for cement mortar production Way were mixed. When this mixture is poured into about 15 mm deep hollows it kept its height until it was set. But if the bentonite is left out the mixture will shrink considerably before setting. The density that is achieved in the set mortar depends on the mixer used. For example, it has been found that a horizontal pan with rotating mixing blades shows a better result than those inclined downwards in the usual way. aside from that ; the achievable density depends on the mass of the sand or other aggregates as well as the proportion of saponin and bentonite. An increase in the proportion of the two The latter substances give a lighter product within certain limits. Of the Very light mortar and concrete can generally be achieved if one more or less large part of the mixed water pre-foamed and then cement and filler is added. Instead of using the dry ingredients of the mixing pan as described above Way to add, you can add the bentonite and the saponin initially with two to three Mix parts of water and then pour the resulting mixture into the cement mixer pour with cement (if necessary, surcharge) and water. If the saponin and the bentonite for example, poured into 4.5 l of water containing 180 g of calcium chloride, all substances must be brought into suspension within approx. 4 seconds. One Suspension suitable for mixing with a bag of cement and 1501 sand, is made by mixing 150 g borax, 60 g saponin, 210 g bentonite, approx 15 g glycerine, about 15 g alcohol and 420 g water. In this mix the Borax partly to soften the water, partly to restore the alkalinity the mixture to be fumigated and the saponin sink into the mixed water permit. The saponin is the fumigant, the bentonite helps the foam to stabilize and reduce the moisture absorption of the product while the glycerine helps stabilize the mixture before adding it to the cement and the alcohol improves the distribution of the bentonite in the mixture.

Die angegebenen Mengenverhältnisse ergeben gut brauchbare Mischungen, doch können die Mengenverhältnisse innerhalb weiter Grenzen variiert werden.The specified proportions result in well usable mixtures, however, the proportions can be varied within wide limits.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of a light mortar or a lightweight concrete by fumigation of a cement mixture with the help of a foaming agent, characterized in that bentonite is added to the cement mixture.

2. The method according to claim 1, characterized in that saponin is used as a foaming agent in a ratio of bentonite to saponin within the limits 1/2: 1 to 15: 1.

3. The method according to claim 2, characterized in that the cement mixture is a Contains addition of water-soluble alkali.

4. The method according to claim 3, characterized characterized in that the alkali is added in powder form mixed with saponin.

5. The method according to claim 2, characterized in that an addition of borax or Sodium bicarbonate is added.

6. The method according to claim 3 or 4, characterized in that that the saponin, bentonite and alkali brought into an aqueous suspension or solution before it is mixed with the cement and the mixed water intended for it.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that fumigation takes place after the cement has been added to the mixed water. B.

procedure according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cement mixing water is pre-expanded with the foaming agent and the bentonite before the cement is added will.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that small amounts of alcohol and / or glycerine are added to the mixture. Into consideration Extracted publications: German Auslegeschrift No. 1082 544.