DE1471133A1 - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Konglomeraten,welche durch Zement gebunden sind,und Hilfsmittel zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Konglomeraten, welche durch Zement gebunden sind, und Hilfsmittel zur Durchführung dieses Verfahrens Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften von Konglomeraten, welche durch Zement gebunden sind, sowie auf ein Hilfsmittel zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass spätestens kurz vor dem Befeuchten der Zement mit einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd gemischt wird.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann man dem Zement, welcher zur Herstellung von Beton verwendet wird, vor der Betonherstellung eine Mischung beifügen, welche mindestens teilweise aus einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd besteht. Zur Durchführung dieser Ausführungsform des Verfahrens bezieht sich die Erfindung auch auf ein Hilfsmittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es mindestens teilweise aus einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd besteht. Dieses Hilfsmittel kann in der Betonmaschine den anderen Materialien zur Herstellung von Beton beigemischt werden.
• Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man das wasserfreie Alumiumsilikat und das pulverförmige Eisenoxyd auch getrennt dem Zement beimischen. Diese Beimischung kann nach dem Herstellen des Zementes erfolgen, jedoch bevor man ihn befeucitF,#t und mit den anderen Materialien zur Herstellung von Beton vermischt.
• Das benötigte wasserfreie Aluminiumsilikat kann durch: Entwässern von natürlichem Aluminiumsilikat hergestellt Werden, indem man dieses zuerst auf eine Temperatur von etwa 250°C und dann auf etwa 700 bis SOO0C erhitzt. Durch dieses Erhitzen wird das Kristallwasser des natürlichen Silikats ausgetrieben und das Material wird durch Berührung mit Luft oxydiert.
• Das wasserfreie Aluminiumsilikat kann die Formel Al 203.Si02 aufweisen. Seine Aufgabe besteht darin, sich mit dem Calciumhydroxyd Ca(OH) 2 zu verbinden, welches während dem Abbinden und Erhärten des Zements freigesetzt wird. Die Menge des zugesetzten wasserfreien Aluminiumsilikates hängt davon ab, wieviel Calciumhydroayd der verwendete Zement freisetzen kann. Beim Erhärten der erfindungsgemäss hergestellten Konglomerate erfolgt eine Veränderung der Molekül- und Kristallstruktur der angewendeten Materialien. Es bilden sich einfache, doppelte, dreifache und vierfache Silikate; sowie wegen der Gegenwart des Eisenoxyds vierbasische Alumino-Ferrite. Dadurch ergibt sich wegen der Bildung von Silikaten, die über die für Zement übliche Grenze hinaus hydratisiert sind, eine merkliche Erhöhung der mechanischen und chemischen Widerstandsfähigkeit.
• Das verwendete Eisenoxyd kann von zwei- oder dreiwertigem Eisen abgeleitet sein, jedoch muss es als Pulver vorliegen. Das erfindungsgemässe Hilfsmittel verwandelt die nicht hydratisierten Bestandteile in zeolitische Anteile, indem es mit ihnen vollständig verhärtet. Diese Erhärtung in der Konglomeratmasse ergibt ein Höchstmass von Festkörpern. Diese Umwandlung erfolgt hauptsächlich im begrenzten Zeitraum von 14 bis 28 Tagen, wobei die maximale Wirkung der physikalisch-chemischen Erhärtung, welche die übliche Widerstandsfähigkeit übersteigt und bis zur vollständigen Versteinerung gehen kann, nach 180 Tagen festgestellt werden kann. Natürlich gehen die Umwandlungen auch nach diesen 180 Tagen noch weiter.
• Ausser den beiden unerlässlichen Bestandteilen (wasserfreies Aluminiumsilikat und Eisenoxyd) kann das erfindungsgemässe Hilfsmittel noch andere Bestandteile und Füllstoffe enthalten. Vorteilhaft enthält es ein unlösliches Fluorsalz, beispielsweise Calciumfluorid, oder ein anderes öalz, wie etwa Bariumcarbonat oder Katalysatoren oder andere chemische Mittel. Salze mit Fluor im Anion verhindern das Wachstum von Scoren und Cryptogamen, und für Bauten, welche dem Angriff von maritimen Parasiten ausgesetzt sind, kann man Kupferoxyd verwenden.
• Die vorliegende Erfindung verbessert stark die Güte der Bauarbeiten und erlaubt es, diese ohne weiteres in bekannt ungünstigen Umgebungen vorzunehmen, ohne dass Spezialarbeiter benötigt werden und unter Einsparung von Zeit und Arbeitsaufwand.
• Das erfindungsgemässe Hilfsmittel enthält vorteilhaft 20 bis 80 Gewichts 4 wasserfreies Aluminiumsilikat, wobei der Rest aus Eisenoxyd und gegebenenfalls Calciumfluorid, Bariumcarbonalt oder dergleichen besteht. Ein solches Hilfsrlittel wird entweder allein oder zusammen mit anderen Stoffen, welche zur Herstellung von Beton oder Mörtel gebraucht werden, dem Zement zugesetzt, und zwar in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsteilen Hilfsmittel auf 100 Gewichtsteile Zement. Das Befeuchten wird wie üblich durchgeführt, wobei man unter Berücksichtigung der Korngrösse der Aggregate ein Minimum an Wasser verwendet.
• Bin Beton für ein flüssigkeits- und gasdichtes Bauwerk kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden: Die Aggregate sind vorzugsweise silikatisch und aus kantigen Stücken. Es ist zweckmässig, kalkige und gemahlene Bestandteile zu vermeiden. Für Bauwerke, welche hohen Temperaturen ausgesetzt werden sollen, nimmt man vorzugsweise Basalt.
• Die Korngrösse der Aggregate kann kontinuierlich variieren oder bestimmte verschiedene Einzelgrössen umfassen. Man nimmt zweckmässig das Maximum an groben Stücken, welches für ein bestimmtes Bauwerk zulässig ist, damit die Leerstellen für feine Bestandteile und Sand minimal gehalten werden können. Man kann bis zu 3 und 4 Teilen grobes Material auf einen Teil feines Material verwenden.
• Vorzugsweise verwendet man einen Zement mit schwach exothermer Reaktion beim Anfeuchten. Seine Menge beträgt 250 bis 350 kg pro m3 Konglomerat Man mischt das erfindungsgemässe Hilfsmittel trocken mit dem Zement, worauf man die Mischung vor dem Wasser in die Betonmaschine gibt. Die Menge des Hilfsmittels beträgt 20 Gew.-% des Zements.
• Die verwendete Wassermenge soll zweckmässig minimal sein und so nahe wie möglich an die Menge herankommen, welche für die Kristallisation nötig ist. Das Wasser wird langsam dem Gemisch aus Aggregat, Zement und Hilfsmittel zugegeben.
• Die Hydratation in der Betonmaschine vollzieht sich in 6 Minuten.
• Sobald der Beton an Ort und Stelle gebracht ist, soll er sorgfältig vibriert werden., Wenn die Arbeit während mehreren Stunden unterbrochen werden soll, ist es angezeigt, vor dem Unterbruch.einen Abbindeverzögerer zuzugeben.
• Das erfindungsgemässe Verfahren kann staubfrei durchgeführt werden. Es verleiht den Konglomeraten eine endgültige Widerstandsfähigkeit gegen innere Auflösung, gegen den Angriff von Magnesiumsalzen des Meerwassers und von Schwefelwasserstoff aus Abwässern. Es ermöglicht, in Schwerbeton ein Maximum von Kompaktheit und Dichte zu erhalten und zu bewahren, wobei die höchsten Absorptionskoeffizienten gegen Strahlungen erreichbar sind. Es erhöht insbesondere bei Leichtbeton und Schaumbeton (mit oder ohne Aiztoklav) die mechanische Festigkeit ,um 10 bis 50 ;@. Es erlaubt, die höchstmögliche Widerstandsfähigkeit gegen Säuren zu erreichen und schützt die eingelagerten Bewehrungen oder andere Metallgegenstände gegen Korrosion. Es ermöglicht, Wannen, Behälter und Bassins ohne Asphaltierung oder spezielle Schutzschichten auszuführen, wenn man geeignete Massnahmen bei den Fugen trifft.
• Es verhindert schädliche Wirkungen des Alterns und Zerstörungen durch Gefrieren bei Strassen und anderen Bauwerken, wobei die Unterhaltskosten auf ein striktes Minimum gesenkt werden können. Es erleichtert das Anbringen des Mört@:-ls und sein Absetzen. Es verhindert die Bildung von Kapillarröhren durch innere Auflösung. Es macht Dichtungsmassnahmen dauerhaft und endgültig. Es kompensiert allfällige Ueberschüsse bei der Zementdosierung und erlaubt daneben allfällige Einsparungen im Zementverbrauch. Wenn man die üblichen Normen für das Bauen beobachtet, erlaubt das erfindungsgemässe Verfahren, Risse und Porenbildung sowie Faiencage zu verhindern. Es behebt die schädliche Wirkung von zweifelhaften Anmachwässern.
• Das erfindungsgemässe Hilfsmittel erhöht die Dichte und mechanische Widerstandsfähigkeit von Beton beträchtlich und vergrössert die Elastizität der Konglomerate durch Bildung von Hydrosilikaten. Sein doppeltes Vermögen der Wasserbindung und Wasserabstossung erniedrigt das .Verhältnis Wasser : Zement auf ein Minimum. Es behebt die bekannten Mängel des ultraleichten Betons mit Bezug auf seine Beständigkeit, seine Dichtheit und seine mechanische Festigkeit. Es ist biologisch neutral und kann deshalb für Trinkwasserbehälter gebraucht werden, ohne den Wassergeschmack zu ändern.

Claims (7)

1. PATENTANSPRUECHE 1) Verfahren zum Verbessern der mechanischen Eigenschaften von Konglomeraten, welche durch Zement gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass man spätestens kurz vor dem Befeuchten den Zement mit einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd vermischt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ,steine Mischung, welche mindestens teilweise aus einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd besteht, zu mindestens einem der Bestandteile fügt, welche für die Herstellung von Zementbeton gebraucht werden.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Mischung, welche mindestens teilweise aus einem Wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd besteht, dem für die Herstellung eines Betons benötigten Zement während dieser Herstellung zugibt.
4. 4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserfreies Aluminiumsilikat und ein pulverförmiges Eisenoxyd zu Zement beimischt.
5. 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man wasserfreies Aluminiumsilikat der Formel Al 203.Si02 verwendet.
6. 6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasa die Menge des wasserfreien Aluminiumsilikates und des Eisenoxyde im Gemisch mit Zement 5 bis 20 Gew.-% des Zementes beträgt.
7. 7) Hilfsmittel zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens teilweise aus einem wasserfreien Aluminiumsilikat und einem pulverförmigen Eisenoxyd besteht. 8) Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumsilikat die Formel Al 203.Si02 aufweist. 9) Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des wasserfreien Aluminiumsilikats 20 bis 80 Gew.-% beträgt. 10) Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem ein unlösliches Fluorsalz enthält. 11) Hilfsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem Bariumcarbonat enthält. 12) Hilfsmittel nach den Ansprüchen 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass es Calciumfluorid enthält.