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Zementmischung Heutzutai;e w-rd eine Vielzahl von Zementen. verwendet.
Das verbreitete Material ist Portland-Zement. Zur Herstellung von Beton wird gewöhnlich
ein Teil Zement mit 2 Teilen eines feinem Zuschlags, z.B. Sand, und vier Teilen
eines groben Zuschlags z.B. Kies, einschließlich zerkleinertem Gestein und Steinen,
gemischt. 4'twa 50 1 Wasser werden für je 100 kg Zement benötigt.
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Andere gewöhnlich verwendete Zementmaterialien sind Zementmörtel,
ein Gemisch von Zement, Wasser und einem feinen Zuschlag; d.h. ein Zuschlag, der
durch ein Sieb mit 16 Maschen/ cm 2 geht, Kalkmörtel, eine Mischung aus Zement,
Kalk, einem feinen Zuschlag und dasser, wird ebenfalls wei-Logehend verwendet. Btwa8
weniger weit verbreitet ist die Verwendung von Estrich, einer Mischung aus Zement,
einem feinen und einem groben Zuschlag. Zu, den feinen Zuschlägen gehören. Sand
und I#,inera1.teilchen mit einem maximalen Durchmesser von etwa 4,8 mm, die durch
ein Sieb mit 6,4 mrr großen Maschen gehen. Zu
den graben Zuschlägen
gehören Mineralteilchen, die größer sind als 4,8 mm, wie z.B, alle Kiesarten und
größeren Meine und zerkleinertes Gestein.
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Alle diese Zementmaterialien haben einen gemeinsamen Nachteil: Nach
dem Abbinden oder Hartwerden unterliegt die ,lasse einem Prozess, der als "Schwinden"
bezeichnet wird. gas Schwinden bzw. Schrumpfen von beton wirft Probleme hinsichtlich
der Konstruktion, des Verhaltens auf lange Sicht, der Verfahren zur Verstärkung
und der allgemeinen Brauchbarkeit auf. va Beton ein anorganisches, plastisch verformbares
und aushärtendes Material ist, das beim Bauen zu einem annehmbaren Preis zur Verfügung
steht, wurden Verfahren entNickelt, um diese Nachteile des Betons zu umgehen. Seit
vielen Jahren sind hIaterialien auf dem Markt, die dem ;3chwiriden des Betons entgegenwirken.
Dazu gehören in eroter Linie Aluminiumpulver und tji.senfüllstoffe. Aluminiumpulver
führt zu ez::er Expansion durch Bildung von Wasserstoff, der wiederum winzige Hohlräume
in dem Beton bildet. Dadurch, dnß man den freiwerdenden Wasserstoff mit dem zu erwartenden
Schwinden der :;lasse ins Gleichgewicht bringt, kann ein nicht schwindender Beton
erhalten werc_.@ari.
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Bei der Verwendung von Aluminiumpulver ist eine sehr sorgfältige Kontrolle
in allen Stufen der BetonhersLellung notwendig, wenn das gewünschte ;rbebnis erzielt
werden soll. eine der größten Schwierigkeiten ergibt sich aus der i:otwendigkeit,
sehr kleine idengen des Aluminiumpulvers, und zwar etwa 28 g pro Tonne Beton, an
der Arbeitsstelle und von Nichtfachleuten abmessen und gründlich einmischen zu lassen.
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,;isenfüllstoffe werden verwendet, um dem Schwinden entgegenzuwirken,
da das Lisen sich beim uosten ausdehnt, wobei die Ausdehnung während des Abbindens
stattfindet. Lrhebliche Schwierigkeiten entstehen jedoch dadurch, daß das tosten
lange nach dem gewünschten Zeitpunkt noch andauern kann. Jies ist besonders dort
der Fall, wo der betreffende Beton unmittelbar der Witterung ausgesetzt ist. Bei
@äisenfül'im-itex-*1-alien findet ein temporäres Sanwinden statt. .Danach wird,
d.pi- Schwinden des Zements
durch die innere Ausdehnung während
des Härtens verhindert Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß die Zugabe einer
verhältnismäßig kleinen Menge eines d.h. von Koks, der durch Verkokung oder thermale
Krackung von schweren Kohlenwasserstoffölen in einer Wirbelschicht aus inerten Feststoffteilchen
erhalten wird, zu Zementgemischen dazu führt, daß sich diese während des Härtens
eher ausdehnen statt zu schrumpfen. Die Ausdehnung erfolgt zwischen Anfang und Ende
des Härtens.
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Durch Einstellung der verwendeten Koksmenge kann erreicht werden,
daß man eine Zementmasse erhält, die weder schrumpft noch sich ausdehnt, und auf
diese Weise wird ein nicht schwindendes Portland-Zement-Gemisch erhalten.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Zementmischung, bestehend aus einer
Mischung von Portland-Zement, 0,1 bis 4 Gew.-Teilen eines feinen Zuschlags und O
bis 6 Gew.-Teilen eines groben Zuschlags, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die
Mischung Koks einer Größe von überwiegend etwa 0,84 mm bis 0,074 mm, der durch Wirbelschichtverkokung
von schweren Kohlenwasserstoffölen in Gegenwart von inerten Feststoffen erhalten
wird, in Anteilen zwischen 0,1 und 3 Gew.-Teilen je Gew.-Teil Zement enKält.
Das
Scii:-rinden des Zementgemisches ::Tird dadurch reguliert, daß r,:;@, cincyi Teil
des Sands oder des feinen Zuschlags durch ',irbel-;.,c:@ich t=cox@s ersetzt. Etwa
15 bis 50 Vol.;@ io ks anstelle v an Sand bei ei:aa:@i Gemisch von 0,1 bis 2 Gcwichts'Lleilen
Portla.@ü-Ze:@@ent, 2-4 Ge@aichtsteilen eines feinen Zuschlags und 2-5 Gwichtstc?lleil
eines groben Zuschlags, daß das Volumen während ".,es Hwr tDns im wesentlichen
konstant bleibt. Die Gesamtmenge oder ein Teil des feinen 4uschla.s kain durch N'firbelschichtkoks
ersetzt werden. Die Menge des zu den Zementgemischen aus beispielsweise Portland-Zement,
einem groben und einem feiner Zuschlag zugesetztem #,7irbelschichtko21-1sesq kann
je nach dem gewünschten Grad der Expansion zwischen 0 und 100 Gew. jo liegen.
";`Teitere Vorteile. ergeben sich aus der geringeren- Dichte des Zementgemischs-.!Koks
hat eine Schüt tdich te von etwa 961 kg/m3 und eine echte Dichte von . etwa 1 .47,4
kg// 1m.3. Im Gegensatz dazu hat Sand eine Schüttdichte von etwa 1.602 kg/m3
und eine echte Dichte von 2.643 kg/m3. -Das Vermögen, Por tland-Zement in kon trolsierbarer
@%; eise auszudehnen, hat ausschließlich Ifirbelschicht'--oks. Keine andere.
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Art von Koks oder Kohle zeigt diese 'i"sirhing. Es ist zwar bekannt
daß Kohlenschlacke auch zu einer Ausdehnung fuhrt, diese Ausdehnung erfolgt jedoch
in unkontrollierbarer und daher schädlicher Weise. Im Fall von Schlacke hängt die
Ausdehnung mit dem Schwefelgehalt zusammen.
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Das Verhalten von VTirbelschichtkoks in Zemen tgemischer. ist, -wie
man annimmt, auf die ihm innevrol@nende Fähigkeit, kleine Mengen an iner ten Gasen
zu absorbieren, die durch die beim abbinden des Betons erzeugte Hitze freigesetzt
werden können, zurückzuführen.
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Sehgere Kohlenwasserstofföle, die für die Wirbel schicht-Ver- . kokung
geeigne t sind, sind z.B. schwere Rohöle, atmösphürische und rohe Vakuumböden, Pech,
Asphalt, andere schwere Kohlen t=asserstoff-petr oleumrückstände oder Gemische der
sel ban. Vorzugsweise werden inerte Feststoffe bei dem T;li.r beischichtverkok7.zngsv=erfahren
ver`d:3ndetp insbesondere i@o@=ütil@hvn, L'iit -einer TEilzengröße,
deren
Durchmesser zwischen 100 und 1.000 #.iiicron fegt? wobei Teilchen mit einem Durchmesser
zwischen 'i30 ..nd D0 i;lkron bevorzugt werden. Vorzugsweise haben nicht mehr als
eine Teilchengröße unter etwa 75 Pdlikron, da k1 e-21-9 Tei ? -:Zen leicht Agglomerate
bilden oder mit den Gasen aus der i4a--hine ausgetragen myerden. Der als Produkt
erhaltene Koks at Teilchen mit einem Durchmesser, die überwiegend, d.h.
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z e ü;4sa 8ß-95 Ge;r..p, durch ein Sieb mit 56-61100 2 'Diebwe-i te
0,8r0 -- 0,0074 nun) gehen.
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si dem ver;rende ten Koks kann es sich um frischer -;-."r belschich
t-)ks oder caicinierte n Wirbel Schichtkoks handeln. Die erfi ndungs# smäßen Zementmischungen
können für eine große; Vielzahl von necken, wie z.B. zur Herstellung von Ziegeln,
Steinen, Fußiden und Vländen so:ie zur Herstellung von Stählbeton teilen :rwenda.
t werden.
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)n besonderem Interesse ist die Herstellung einer plastischen zsammensetzong,
die bei der Herstellung von .Zements-tL4..rcn :rwendet werden kann-. Das wei ciie
Gemisch besteht Mus etwa Gewichtsteil rortlandzernent, vermischt mit 0,1 bis :;.
Gewichts-Dilen des feinen Zuschlags. Der grobe Zuschlag is4t in einer :nge von etwa
1 bis 6 Gewichtsteilen zugegen, Wasser wird in L ner ivien ge von 0,3 bis
1,0 Gewichtsteilen und Wirbelschicht-)k3 in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsteilen
zugegeben. :r V'lirbelschichtkoks hat vorzugsweise . eine solche Dimension, i.B
100% durch ein Sieb mit 56 Maschen/cm 2 gehen, jedoc-i sind !1e Maschengrößan des
handelsüblichen y`lirbelschicht'o@@s;:s ^auchbar.@ Die Koksteil chen sollen jedoch
keinesfalls i non irchrresser von mehr.-als ¢,8 mm haben.
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Leses Gemisch wird in eine Kunststofform gegeben un d gei--,ö.rtet,
)bei die form einen beliebige. Umriss haben rann, nach runden wird der Zements Gei
n entnommen. raan k4 nn dis @r e#-@'@i,2ren a.durch beschleunigen, daß man Zusätze
verwend,-t. d--' a #CIia des Betons erhöhen, indem ü:@:@ c-11-1 I:nj<-"'<:-LOnsVßT'@,@=`_''@.x'!'_Cl.
aiz:":e_''!C@et.
tii;i ein J.ir :1f@svrz;,lichen nicht schwindendes
Gemisch zu ernrzl ten, sol.-',@'Ärb;i.sczichtitoks in einer @aenge von 1G-20 Ge@@r.-,
bezog2en auf den fcinvn Zuschlag, zugegeben werden. J---r Wirbelschicht-. ?-o!@:a
:e@@.t e-i,:,ra 25-35 Gew.-%,* bezogen auf die CDe des in dsm Gcr:äch vorliegenden
Portland-Zements aus. Obgleich keine bes24imlit2 Obergrenze im Hinblick auf die
Größe der,`fir'ae@schichtteilchen vorgeschrieben werden soll, arbeitet man vorzugsweise
mit 'dirbelschichtkoks, dessen Teilchen kleiner als 4,7 mm sind. Da die kokshaltige
Zementmasse sich gegen die Form ausdehnt, ist der erhaltene Stein sehr formgenau,
was für Verwendung am Bau sehr wichtig ist.
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Die folgenden Versuche wurden mit verschiedenen Zementbi schungen
durchgefüshr.. .Jas Gemisch aus Portland-Zement, groben Zuschlag, feinem Zuschlag
mit Wirbelschichtkoks wurde reit Wasser gemischt. .Oie Reiher-folge des Mischens
hatte keine Auswirkung wzf das Produkt. Einige der verschiedenen i,Iischverf ahr
en werden nachstehend eingehend beschrieben.
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Die Gemische :,-urden in einem Zementmischer gemischt und in einen
Zylinder gegossen, der eine Höhe von 91,4 und einen Durchmesser fron 2,54 cm hatte.
Dann wurden das Schwinden, die Ausdehnung oder die konstante Größe des Gemischs
beobachtet.
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Bei allen nachfolgenden Tabellen bezieht sich der Ausdruck "Sack:"
auf 700 k.g des i,iaterials. Der verwendete feine Zuschlag war scharfer, reiner
Ottowa-Sand. Bei allen Versuchen wurde, we:ni vorgesehen., frischer Nirbelschichtkoka
verwendet.
| Tabelle I |
| @;irbelschi chtko'#:s verursacht A'asdeh:-iang |
| Wirbel- ' |
| - Schicht- |
| korts , der Veränderung der Zyli nderhöhe (a) |
| durch. ein |
| Sieb mit o' 'v |
| 56 PI, a- 2 Port- |
| s cher./em, land- 1 Tag 1 ;Woche @. Tag 1 Woche |
| _ geht Sand zement 7lasser |
| 1.6 1.0 086 -r3,81 ;-3,81 +Itg2 +,A!2 2 |
| 1.0 0t;86 -119-1 -1"91 . -201 - |
| .6 - 1.0 0.86 +3o$1 # 'E.#3981 +442 +4,2 |
| - 0.86 - o ~: o 60 -i D :, -1,8 |
| 'Nasserem-- . |
| wi eklung (c) cm . |
| _ 1 Tag 1 Woche Bemer kun |
| 2.24 1.91 Koks - Y"l asser - Zement ' . |
| ----keine---- Evakuierter Koks bei 238a0@ während 1 Stunde |
| bis zu 0,07031 kg/cm abs. Diainn Zugabe von |
| Wasser. Der feuchte Keks wurde |
| 1.91 1.60 Evakuierter Koks der' über Ilaeht vor der Ver- |
| wendung atm.Druck ausgesetzt wurde (d) |
| 0.64 keine Bei anderen Versuchen ist das Sandvilurn-*en |
| = Koksvolumen. |
| (a) Höhe des Zylinders 9D cm, Durchmesser 2,511, cm
(Polt' prspylen- |
| rohr) |
| (b) Durch ein Sieb mit 56 I:iaschen/em2 |
| .(c) Ansammlung von Wasser auf der Zementmasse |
| (d) :ßer. Kolzs wurde ausgebreite t, so daß eine ma .imale
Der'L:hrun3 |
| mit der Atmosphäre s zattfinden konnte. |
| Tabelle i erläutert den Ausder.nungseffekt. der C.urch ';s-xr@.@^l- |
| schiuhthoks, aelcher Zement gemischt ist, er_^,e-lt ;r.rd. |
| D@_e I@Lihenfol-9 der Zug-,be bceinflußt nicht daO TTer@at.,l-i;on |
| #-# a_ |
| ca ...#, #. #.# 1scY@ich :s. 0ei dem Verouch hr.
1 |
| _ _ f@ :a;c.t wurde- |
| und r_l:r: |
| 1 _ - |
| Bei dem Y V1#@.I ' #@ --,Ion |
| UM- |
| 'C1 |
lung Zement zugegeben. Ein dritter Versuch (Versuch Nr. 3) führte
zu einer Ausdehnung, nachdem Zement und Wasser zuerst gemischt und dann der Koks
zugegeben wurde. Die Reihenfolge, in der das Mischen vorgenommen wird, hat daher
keinen feststellbaren Einfluß auf die Eigenschaften des Gemisches. Bei dem zweiten
Versuch (Versuch Nr. 2) wurde der Koks zuerst evakuiert und dann wurde Wasser zugegeben,
um das Vakuum zu brechen. Das Ergebnis war ein Schwund von 1,8 cm. Bei dem Versuch
Nr. 3 wurde der Koks wiederum evakuiert, dieses Mal jedoch über Nacht atmosphärischem
Druck ausgesetzt, wodurch wieder Luft in den Koks gelangte. Der Koks verursachte
eine Ausdehnung des Portland-Zement-Gemischs. Bei dem letzten Versuch (Ver3uch Nr.
4) wurde kein Koks verwendet. Der leine Zuschlag bestand ausscriließlich aus Sand.
Nach einem Tag betrug der Schwund
0,97 cm und nach einer Woche betrug er
1,6 cm.
-
Das Wirbelsenichtkoks, Sand, Zuschläge und Portland-Zement enthaltende
abgebundene Zementgemisch hatte eine gräuliche Farbe. Das Verhalten des evakuierten
Kokses zeigt, daß die Fahigkeit des Wirbelschichtkoks, dem Schwinden von Zementgemischen
während des Abbindens entgegehezu-wirken, auf die überraschende Eigenschaf zurückzuführen
ist, normalerweise eingeschlossene Gase unter den Abbindebedingungen freizusetzen.
Dies ist besonders überraschend, da keine Blasenbildung stattfindet, und auch keine
nachteiligen Hohlräume in der Zementmasse gebildet werden. Der genaue Idechanismus
ist nicht bekannt, es scheint sich jedoch um eine regelmäßige Desorption zu handeln.
| Tnbnlle 1I |
| Auswirkung von kohlenstoffhaltiges Zuschlag auf |
| aas Schwinden von Zc,MentSeminchen |
| Zusctc:mensetzung der Gemischo, Gewichtsteile |
| Wirbel- pulveri- durch Verlinde- |
| aohioht- alerter Langenm- , rang dt- |
| koka,der Wirbel- verko- Höhe de |
| durch ein achicht- kung er- Guust(!C# o |
| Sieb mit koks (d) haltenur nach 7 |
| 562Maaoh./ (Trommel- Tagen, |
| cm geht Koka) Portlann- cm |
| Koks INS Sand Zement Wneaer |
| 1.6 - - - - 1.0 0.575 + |
| 1.6 - - - - 1.0 0.76 + 1,.12 |
| 1.6 - - 1.0 0.87 ''4 1@@5 |
| _ - - 1.0 1.15 |
| - - 1.6 - , - 1.0 0.575 - |
| U.8 0.8 - - 1.0 0.575 + 0,64 |
| - -- - 1.6 - 1.0 3,45 - 0,t.: |
| - - - - i.6 1.0 0.575 - 0, 9'1;i |
| (a) Starker Schwund infolge des geringen verwendeten Sand- |
| volumene |
| (b) 10e gehen durch ein Sieb mit 12.100 bis 15.600 kasehen/(,cz` |
| (44 ltikron) . |
| Tabelle II gibt einen Vergleich der Wirkung von Wirbelleehicht- |
| koks gegenüber der von Trommelkoks, Runs und Sand. |
| Wie durch Tabelle II erläutert wird, führte der bei den
Ver- |
| aucnen 1,2,34 und 6 verwendete Koks zu einer Ausdehnung.
Hei |
| den Versuch Nr. 6 war die Ausdehnung geringer, was darauf
zu- |
| rück$u,''ühren war, daß der .;irbelechiohtkoka und der Trommel- |
| . Koks zusammen 1,6 ßewiohteteile ausmachten. Der beim
Versuch |
| Nr. 5 verwendete Trommel-Koks ließ die Hasse schwinden,
ebenso |
| der bei dem Verauoh Nr. '/ verwendete Ruea und der bei Versuch |
| Nr. ts verwendete Sand. |
| Dafl Huns nicht zu einer Auoctehnung führt, ist ziem?
ich Ub-ui |
| raechend. Bekanntlich ist Ruaa ein außerordentlich oberflli( |
| aktiven Material. Ituno wird leicht durch dasoer benetzt
un( |
| unter Berücksichtigung der mit Wirbelechichtkoks erzielten |
| gebnieee war zu erwarten, dnß eine übermäßige Ausdehnung |
| stattfinden würde. r:9 tand jedoch nicht nur keine A-iadehne:- |
| statt, sondern das System schrumpfte iiuoh noch um 0,64
cm. |
| Der Trommel-Koks hat eine chemische Zuoummenaetzung,
die e |
| eng bei der den Wirbolsehiohtkoke liegt, ,Jedoch führte
er |
| keiner Ausdehnung und verhielt sich genau so inert wie San |
| Tabelle III |
| Zusammensetzun den Gewisehes Gewichtsteile |
| 7. oxe m Sandvolumen) . |
| Gruppennezeich- |
| nun W /C 6-r Koka 151t
Korn 50@ Koks 10 Koka `1c0 |
| Pestigk.n.7. Tage |
| (Jruox) 198,8 kg/eta.2 240,e) kg/cm 2 153,`3 kgjcm`
422,6 |
| 474, |
| @.,estigk.n.28 Tagen |
| (Druck) 291,9 " 342,8 " 192,6
" 52,2 D7, |
| Dichte (kg/m3) 1.338 2.322 2.194 1.922 'y 1.81 |
| Verändg.d.Höhe n. |
| 1 Tag, cm --0.476 keine keine 2,54 |
| Verhältnis v.Koks |
| zu Zement |
| (k&/100 kg) - 17,11 70,49 1411p17 141. |
| Verhältnis v.Aseser |
| zu Zement (1/100 kg) 55945 55945 55945 53922 . 53. |
| Verhältnis v.Koka |
| zu Wasser (kg/1) - 0,309 1,270 2,649 2,6 |
| Verhältnis von Sand |
| zu Zement (k&/100 kg)-23b,20 206,93 118,09 - - |
| Die.Gruppenbezeichnung 6-7. gilt aas Verhältnis von Wfanser |
| . Zement an. % Koks gibt den Prozentsatz des Sandvolumens |
| der durch Koka ersetzt wurde, |
Tabelle III erläutert die Wirkung, die durch die Veränderung der
zu den Sand-Zement-Gemischen zugesetzten Wirbelschicht-Koks-Men gen erzielt wird.
Bei einem Gehalt von 0% Wirbelscnichtkoks ist das Schwinden beachtlich. Die Zugabe
von 15 bis 50 Vol.% Wirbelschichtkoks, bezogen auf das Volumen des feinen Zuschlags,
führt zu einem Gemisch, das im wesentlichen nicht schrumpft und sich auch nicht
ausdehnt. Eine Konzentration von 100g& Koks (keih Sand) ergibt eine deutliche
Ausdehnung. Bezüglich der Festigkeit führt 15;o Wirbelschicntkoks zu einem festeren
Material als 0% (100% Sand oder feine Zuschläge). Bei einem Gehalt von 50% Wirbelschichtkoks
an nimmt die Festigkeit ab. Der Zementmörtel ist jedoch für die meisten Zwecke noch
zufriedenstellend verwendbar. Bei einem Gehalt von 100% Wirbelschichtkoks wird die
Festigkeit auf 47,46 kg/cm 2lherabgesetzt.
-
Diese Herabsetzung der Festigkeit bei einem Gehalt von 100% Wirbelschichtkoks
kann dadurch ausgeglichen werden,. daß man ein Gemisch von Wirbelschichtkoks und
Trommel-Koks verwendet, was in Tabelle IV erläutert wird.
| Tabelle IV |
| ' Zusammensetzun& des Gemisches, Gewichtsteile |
| Versuch Nr. 1 Versuch Nr. 2 |
| 100%Koks (50% |
| Trommel- u.5070 |
| Wirbelschicht- 100% Wirbel- |
| koks) 5,% Luft schichtkoks |
| Festigkeit nach 7 Tagen :@:I)ruck) 226 kg/cm2 50 kg/cm2 |
| Festigkeit nach 8 Tagen (Druck) 2b6 kg/cm 2 25 kg/cm
2 |
| Dichte (kg/m3) 9,2 kg/cm 2 8,6 kg/cm2 |
| Veranderung-d.Höhe nach 1 Tag, cm -1,43 -2,5 |
| Koks-Zement-Verhältnis(kg/100 kg) 96,79 . 122,57 |
| Wasser-Zement-Verhältnis(1/100kg) 44,53 57,88 |
| Koks Wasser.-Verhältnis (kg/1) 2,221 2,088 |
5% bezieht sich auf 7 g des Luftanziehungsmittels Darex pro Liter Wasser.
-
ö Koks gibt den Prozentsatz des Sandvolumen an.
Tabelle
IV erläutert den x@influß auf" die Ausdehnung und Festigkeit bei der Zugabe von
100> Wirbelschichtkoks zu einem Z mentmaterial im Gegensatz zur Zugabe von 1009o
eines Koksgemischs, bestehend aus 50% Wirbelschichtkoks und 50% Trommel-Koks.
-
Bei Versuch Nr. 1 wurde ein Gemisch von Trommel-Koks und Wirbelschichtkoks
verwendet. Die Festigkeit nach 7 Tagen betrug 236 kg/cm 2 und nach 28 Tagen 286
kg/cm 2, Bei dem Versuch Nr. 2 wurde der feine Zuschlag völlig durch Wirbelschichtkoks
ersetzt. :Dieses Gemisch war wesentlich schwächer. Die Festigkeit nach 7 Tagen betrug
50 kg/cm 2 und nach 28 Tagen war die Festigkeit auf 25 kg/cm 2 abgesunken.
-
Gemische von 15 bis 70% Wirbelschichtkoks und 30 bis 85% Trommel-Koks
können gleichfalls verwendet werden.
-
Wie auf Grund der vorstehenden Beschreibung zu erwarten ist, können
auch andere Zementmaterialien, z.B. Estrich, Zementmöttel und Mörtel im wesentlichen
nicht schwindend hergestellt
werden, Dies kann dadurch erzielt werden, daß
man etwa 15 bis 50 Gew.% des Gehalts an feinem Zuschlag in den Gemischen durch Wirbelsehichtkoks
ersetzt. Die genaue zu verwendende Menge an Wirbelechichtkoks hängt von den anderen
Bestandteilen des Zementmaterials ab.
| Tabelle V |
| Estrich |
| Gruppenbezeichnung 1-2-4 0 Teile Koks 1 Teil Koks |
| Festigkeit nach 7 Tagen (Druck) 172,7 kg/cm 2 168,9 kg/cm |
| Festigkeit nach 28 Tagen (Druck) 27392 kg/cm 2 240,9
kg/cm |
| Dichte (kg/m3) 2.306 2,242 |
| Veränderung der Höhe nach 1 Tag, am -0,15y keine |
| Verhältnis von Koks zu Zement (kg/100 kg) - 70,47 |
| Verhältnis von Wasser zu Zement (1/lookg) 57,67 57,67 |
| Verhältnis von Wasser zu Koks (kg/1) - 1,270 |
| Verhältnis von Sand zu Zement (kg/100 kg) 236,20
118909 |
Die Gruppenbezeichnung -2-4 gibt das Verhdltnis des Volumens von Zement, Sand und
1 cm großen Blausteinen an.
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Die Bezeichnung "Teile Koks" bezieht sich auf den Teil der Sandmenge,
der durch KOKS ersetzt wird.
-
Die Tabelle V zeigt, daß der L#influß von Wirbelschichtkoks bei Estrich
der gleiche wie bei Beton ist. Die Zugabe von 50@ Wirbelschichtkoks führte zu keiner
Ausdehnung und nur einem geringen Nachlassen der Festigkeit. Im Gegensatz dazu ergab
sich eine Herabsetzung der Höhe nach einem Tag von 1,59 mm, als kein Wirbelschichtkoks
zugesetzt wurde.
-
Das Vernalten des Kokses steht in engem Zusammenhang mit den jeweiligen
anderen Komponenten in den Gemischen. In der vorstehenden Tabelle Y werden etwa
16 Vol.% Koks, bezogen auf d3 anderen Komponenten, verwendet; das Gemisch zeigt
keinen Sehwund.
| Tabelle VI |
| Zementmörtel |
| uppenbezeiehriung 0 Teile 3/16 Teile 3/4 Teile 1-1/2 Tei- |
| 1-1/2 Koks Koks Koks le KoKs |
| atigkeit nach 7 Ta- 280,7 kg/cmZ 317,9 kg/cm 2 236,0
kg/cm 2 63,3 k9112 |
| u (Druck) cm |
| stigkeit nach 28 Ta- 387,5 kg/cm 2 407,4 kg/cm
2 332,8 kg/cm 2 869,7 kg/j |
| a (Druck) ein`' |
| ahte (kg/m3) 2.082 2.066 1.842 1.425 |
| cänderung d.Höhe nach |
| Pag, cm -0,635 keine begrenzt begrenzt' |
| rhältnis von Koks zu |
| aent (k9/100 kg) - 12,42 54,49 109,20 |
| chä.itnis von Wasser zu |
| nent (1/100 kg) 44936 39,91 44936 461,57 |
| chä.ltnis von KOKS ;"u |
| 3ser (k9/1) - 0,304 1,242 2,302 |
| -hältnis von Sand zu |
| lent (k9/100 kg) 168,10 14-1910 ö4,06 - |
Die Gruppenbezeichnung 1-1/2 gibt das Verhältnis des Volumens von Zement und Sand
an.
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Die Bezeichnung Teile Koks gibt die verschiedenen Sandmengen &_x
aie durch Koks, bezogen auf das Volumen, ersetzt wurden.
-
a Das Gemisch wurde durch Verschließen der Zylinderenden begrenzt.
-
Tabelle VI zeigt die Auswirkung einer Zugabe von Wirbelschichtkoks
zu Zementmörtel. Die Zugabe von 3/16 Teile Wirbelschichtkoks führten zu einem Zementmörtel,
der überhaupt nicht schrumpfte. Zementmörtel, dein kein Koks zugesetz-L worden war,
hatte eine Hbhenverunderung nach einem Tag von 6,4 mm. Die Festigxeit des Zementmörtels
nahm mit der Zugabe von .9/16 Teil Wirbelschichtkoks zu.
-
Die Zunahme der Festigkeit bei verhältnismäßig kleinen hIengen Wirbelschichtkoks
ist wahrscheinlich auf die Tatsache zurück-
., zufÜhren, daß der feine Wirbelschichtkcks
in die Hohlräume zwi
sehen den großen Sandteilchen eingebettet
wird. Trotz des mi licherweise besser gepackten feinen Zuschlags konnte sich dr
Gemisch dennoch ausdehnen. Wird die Konzentration des Wirbe schichtkokses vergrößert,
so stellt der Wirbelschichtkoks e: nen größeren Teil des unmittelbaren Füllstoffes
dar. Der Fei keitsverlust bei 1-112 Teilen Wirbelschichtkoks ist wahrschi lieh auf
die übermäßige Menge an Feinteilchen zurückzuführei Sand mit einem zu großen Anteil
an feinem Koks führt zu Gem: sehen mit geringerer Festigkeit.
| Tabelle VII |
| Kalkmörtel |
| Gruppenbezeichnung |
| 1-1-6 0 Teile Koks 1/2 Teile Koks 1---Teil', |
| Festigkeit nach 7 Tagen |
| (Druck) 2'/,3 kg/cm 2 27,4 kg/cm 2 22,4 Kg/ |
| Festigkeit nach 28 Ta- |
| gen (Druck) 44,7 kg/om2 gebrochen 34,8 kg/ |
| Festigkeit nach 45 Ta- |
| gen (Druck) - 744 kg/cm 2 - |
| Dichte (xg/m3) 1,970 1,938 1,906 |
| Veränderung der Höhe nach |
| 1 Tag, cm -0,31t3 keine -0,31i3 |
| Verhältnis von Koks |
| zu Zement (kg/100 kg) - 35,j2 67,91 |
| Verhältnis von Wasser |
| zu Zement (1/100 kg) 115,32 141,95 133,06 |
| Verhältnis von Koks |
| zu Wasser (kg/1) - 24,798 50,196 |
| Verhältnis von Sand |
| zu Zement (icg/100 kg) 691,60 659,70 598,99 |
Die Gruppembezeichnung 1-1-6 gibt die Volumenteile Zement, und Sand an.
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Die Bezeichnung Teile Koks gibt die verschiedenen Sandmenge die durch
Koks, bezogen auf das Volumen, ersetzt werden. Die Gemische wurden in einem Laboratorium
zusammengestellt eine ausreichende Menge Wasser wurde zugegeben, so daß sie arbeitet
werden konnten.
In Tabelle VII wurde Kalkmörtel verwendet. Wie
zu erwarten war, war die Höhenveränderung bei Nichtverwendung von Wirbelschichtkoks
negativ. Bei Verwendung von 1/2 Teil Wirbelschichtkoks wur. de keine Höhenveränderung
festgestellt. Die Verwendung von 1 Teil Wirbelschichtkoks führte zu einer kleinen
Ausdehnung. Der bei diesem Versuch verwendete Wirbelschichtkoks macht eine kleine
Menge des Gesamtgemischs aus, etwa 6 Volumenprozent in Kolonne 2 und 12 Volumenprozent
in Kolonne 3, so daß überraschenderweise die -.in Kolonne 2 erhaltenen 1@'.rgebnisse
kein Sehwinden und die in Kolonne 3 ein schwaches Schwinden zeigen. Diese Daten
bekräftigen die Tatsache, daB -irbelschichtkoks sich bei allem Zementmischungen
in ähnlicher Weise verhält, daß jedes Gemisch jedoch in Abhängigkeit von
der Art und der Menge der jeweiligen Komponenten angesetzt werden muß. Andere Bereiche,
wo 'Wirbelschichtkoks verwendet werden kann, sind Stahlbeton und Gußplatten.