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Verfahren zum Herstellen eines schnell erhärtenden zementhaltigen
Gemisches zur Verwendung unter Wasser Die für die Herstellung und Instandhaltung
von Unterwasserbauten verwendeten zementhaltigen Gemische müssen eine Reihe besonderer
Eigenschaften aufweisen, um eine höchstmögliche Brauchbarkeit zu erzielen. Ein solches
Gemisch muß nämlich einen Bauteil ergeben, der nicht nur die erforderliche Festigkeit
besitzt, sondern auch gegenüber dem Anprall von Wellen und großen Wasserdrücken
aufs höchste widerstandsfähig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schnell erhärtendes
zementhaltiges Gemisch herzustellen, das nach dem anfänglichen Abbinden eine fortlaufende
Steigerung der Festigkeit aufweist, ferner gegenüber dem durch die Berührung mit
dem strömenden Wasser verursachten Abrieb höchste Widerstandsfähigkeit aufweist
und schnell an anderen Flächen haftet, die sich unter Wasser befinden oder Wasser
ausgesetzt sind, und das schließlich während des Erhärtens nicht rissig wird oder
platzt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgt die Herstellung eines schnell erhärtenden
zementhaltigen Gemisches zur Verwendung unter Wasser in der Weise, daß etwa 10 bis
36 Volumteile calciniertes Calciumsulfat und etwa 20 bis 45 Volumteile Kaolin bei
einer Temperatur von etwa 70 bis 80° C gemischt und dann diesem Gemisch etwa 30
bis 70 Volumteile Portlandzement zugemischt werden.
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Das calcinierte Calciumsulfat wird in Form seines Halbhydrates oder
seines Anhydrids verwendet. Als Kaolin wird ein solches verwendet, das durch einen
Luftstrom aus dem Mahlraum entfernt wird, wobei die größeren Teilchen als Abfall
zurückbleiben.
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Die Mengen der Bestandteile des zementhaltigen Gemisches werden dem
Verwendungszweck angepaßt. Wenn das Gemisch z. B. als Mittel zum Füllen oder Ausbessern
von Rissen oder Brüchen in vorgegossenen Seedämmen oder -pfeilern aus Beton Verwendung
finden soll, enthält es ungefähr 39 Volumprozent Portlandzement, 25 Volumprozent
Kaolin und 36 Volumprozent caleiniertes Calciumsulfat.
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Wenn solche Bedingungen vorliegen, daß eine maximale Festigkeit gegenüber
Abrieb erforderlich ist, kann das Gemisch aus 30 Volumteilen Portlandzement, 45
Volumteilen Kaolin und 25 Volumteilen calciniertem Calciumsulfat bestehen.
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Wenn eine höchste Endfestigkeit zugleich mit einer angemessenen Abriebfestigkeit
gefordert wird, kann das Gemisch aus 70 Volumteilen Portlandzement, 20 Volumteilen
Kaolin und 10 Volumteilen calciniertem Calciumsulfat bestehen.
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Es werden z. B. 2270 kg Caleiumsulfat der ungefähren Zusammensetzung
CaS04-1/2H20 und 2837 kg Kaolin mittels einer geeigneten Mischvorrichtung, z. B.
durch einen Schraubenförderer, in einen Schachtofen gebracht und das Gemisch in
diesem Ofen während etwa 30 Minuten auf einer Temperatur von etwa 70 bis 75°C gehalten.
Das dem Schachtofen entnommene Gemisch wird dann vorzugsweise z. B. in einer Kugelmühle
weitergemahlen. Diese Vormischung kann sofort oder erst am Ort der Verwendung mit
Portlandzement vermischt werden, z. B. in dem Verhältnis von etwa 22,7 bis 27,2
kg Vormischung zu 0,9 bis .42,6 kg Zement.
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Die vorstehend angegebenen Gemische können mit etwa 33 bis 43 Volumprozent
Sand vermischt werden, wenn das Gemisch selbst etwa 57 bis 67 Volumprozent ausmacht.
Die kleinere Menge Sand wird verwendet, wenn eine ungewöhnlich hohe Abriebfestigkeit
gefordert wird. .
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Wenn Abdichtungen oder Instandsetzungen an Bauwerken aus Mauerwerk
durchgeführt werden müssen, die schnell fließendem Wasser und der Einwirkung starker
Wellen ausgesetzt sind, kann die Menge Sand wesentlich verringert werden, und wenn
ungewöhnlich rauhe Bedingungen vorliegen, kann der Sand auch ganz fortgelassen werden.
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Es wird eine solche Wassermenge angewendet, daß eine in folgender
Weise durchgeführte Setzprobe eine Nullsenkung ergibt: Die zementhaltige Mischung
wird in einen senkrecht auf eine flache Unterlage, z. B. eine Metallplatte, gestellten
Zylinder eingestampft
und dann der Zylinder entfernt, so daß eine
aus dem zusammengestampften Gemisch bestehende zylinderförmige Säule zurückbleibt.
Da diese Säule nicht mehr durch die Zylinderwand abgestützt wird, wird sie, wenn
sie zu feucht ist, einsinken oder sich durchbiegen. Durch das Einsinken wird die
Höhe der in den Zylinder eingestampften zementhaltigen Mischung kleiner. Wenn dagegen
die Mischung ziemlich steif ist, d. h. nur eine kleine Menge Wasser enthält, und
sie schnell abbindet und thixotropische Eigenschaften hat, dann wird sich die Höhe
der Säule nach dem Entfernen des Zylinders nicht ändern, d. h. eine Nullsenkung
aufweisen. Wenn auch eine Nullsenkung bevorzugt wird, wurde gefunden, daß auch eine
weichere Mischung mit größeren Mengen Wasser hergestellt werden kann, doch soll
sich das Gemisch nicht ablösen, wenn es in Berührung mit fließendem Wasser kommt.
Der Wassergehalt kann sich z. B. auf 20 bis 50 Volumprozent belaufen.
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Die erfindungsgemäße Masse bindet sehr schnell ab; bei dem vorstehend
angegebenen Beispiel - 2270 kg CaS04 1/2 H,0 und 2837 kg Kaolin und Zement und Sand
- ist die Anfangsabbindung in etwa 15 Minuten vollständig. Infolgedessen muß bei
der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung das Mischen der Bestandteile, die
Anlieferung des Gemisches an den Ort der Verwendung und der Einsatz des Gemisches
insgesamt innerhalb 5 Minuten erfolgt sein. Die gemischten Bestandteile werden zweckmäßigerweise
zu Kugeln von 12,7 cm im Durchmesser verformt und von etwa 3 m Höhe oberhalb des
Wassers in dieses geworfen, die Kugeln von einem Taucher unterhalb des Wasserspiegels
aufgefangen und schnell in Risse und Brüche des wieder herzustellenden Bauwerkes
gebracht.
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Das angewendete Material bindet schnell und fest an Mauerwerk oder
metallischen Flächen und bildet eine wirksame Abdichtung selbst dann, wenn die Abdichtung
hohen Wasserdrücken unterliegt. Da mit den Gemischen vorliegender Erfindung durchgeführte
Abdichtungen und Instandsetzungen selbst während des Erhärtens äußerst widerstandsfähig
gegenüber dem Abrieb durch die Einwirkung von Wellen und Wasserdruck sind, werden
Instandsetzungen und Abdichtungen von Unterwasserbauten, Seedämmen, Unterwasserrohren,
Abwasserleitungen u. dgl. erleichtert. Da das Gemisch während des anfänglichen Erhärtens
nicht bricht oder reißt, können Lecke und andere Nachteile vermieden werden.
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Das erfindungsgemäße Gemisch kann auch dazu verwendet werden, um bei
Seeschiffen Notinstandsetzungen durchzuführen und um gesunkene Schiffe abzudichten,
so daß sie geborgen werden können. So können z. B. unterhalb der Wasserlinie liegende
Löcher in einem stählernen Schiff durch eine Kugel der erfindungsgemäßen Masse verstopft
werden, die etwas größer als das Loch ist, so daß deren Ränder abgedichtet werden.
Das Gemisch wird an Ort und Stelle festgehalten, bis es erhärtet, was im allgemeinen
innerhalb von 5 Minuten eintritt. Das Gemisch kann von jeder Seite des Schiffes,
gegen den Wasserdruck oder von der Wasserseite des Schiffes aus, angewendet werden.
Bei einem gesunkenen Schiff erfolgt das Abdichten aller Öffnungen auf leichte Weise
mit dem vorstehend beschriebenen Gemisch. Dann kann das Schiff auf bekannte Weise
durch Wasserverdrängung gehoben werden.