DE1471134C3 - Zementhaltige Mörtel- oder Beton mischung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zementhaltige Mörteloder Betonmischung mit den üblichen Fein- bzw. Grobzuschlägen sowie kohlenstoffhaltigen Zusätzen, die der Schwindung entgegenwirken, gekennzeichnet durch einen Zusatz von feinem Wirbelschichtkoks mit einer maximalen Korngröße von 4,8 mm, der durch Verkokung oder thermische Krackung von schweren Kohlenwasserstoffen in Gegenwart inerter Feststoffe hergestellt ist, in einer Menge, die dem gesamten üblichen Feinzuschlag oder einem Teil davon entspricht.

Gegenwärtig wird eine Vielzahl von zementhaltigen Mörtel- oder Betonmischungen verwendet. Das verbreitetste Material hierfür ist Portland-Zement. Zur Herstellung von Beton wird gewöhnlich ein Teil Zement mit 2 Teilen eines feinen Zuschlags, z. B. Sand, und vier Teilen eines groben Zuschlags, z. B. Kies, einschließlich zerkleinertem Gestein und Steinen, gemischt. Etwa 501 Wasser werden für je 100 kg Zement benötigt.

Andere zementhaltigen Mörtel- oder Betonmischungen sind Zementmörtel, ein Gemisch von Zement, Wasser und feinem Zuschlag, oder Kalkmörtel, eine Mischung aus Zement, Kalk, feinem Zuschlag und Wasser. Etwas weniger weit verbreitet ist die Verwendung einer Mischung aus Zement, einem feinen und einem groben Zuschlag als fugenloser Bodenbelag. Zu den feinen Zuschlagen gehören Sand und Mineralteilchen mit einem maximalen Durchmesser von etwa 4,8 mm, die durch ein Sieb mit 6,4 mm großen Maschen gehen. Zu den groben Zuschlägen gehören Mineralteilchen, die größer sind als 4,8 mm, wie z. B. alle Kiesarten und größeren Steine und zerkleinertes Gestein.

ίο Alle diese Zementmaterialien haben einen gemeinsamen Nachteil: Nach dem Abbinden oder Hartwerden unterliegt die Masse einem Prozeß, der als »Schwinden« bezeichnet wird. Das Schwinden bzw. Schrumpfen von Beton wirft Probleme hinsichtlich der Konstruktion, des Verhaltens auf lange Sicht, der Verfahren zur Verstärkung und der allgemeinen Brauchbarkeit auf. Es wurden Verfahren entwickelt, um diese Nachteile zu vermeiden. Seit vielen Jahren sind Materialien auf dem Markt, die dem Schwinden des Mörtels entgegenwirken. Dazu gehören in erster Linie Aluminiumpulver und Eisenfüllstoffe. Aluminiumpulver führt zu einer Expansion durch Bildung von Wasserstoff, der wiederum winzige Hohlräume in dem Beton bildet. Dadurch, daß man den frei werdenden Wasserstoff mit dem zu erwartenden Schwinden der Masse ins Gleichgewicht bringt, kann zwar ein nicht schwindender Beton erhalten werden. Bei der Verwendung von Aluminiumpulver ist jedoch eine sehr sorgfältige Kontrolle in allen Stufen der Betonherstellung notwendig, wenn das gewünschte Ergebnis erzielt werden soll. Eine der größten Schwierigkeiten ergibt sich aus der Notwendigkeit, sehr kleine Mengen des Aluminiumpulvers, und zwar etwa 28 g pro Tonne Beton, an der Arbeitstelle und von Nichtfachleuten abmessen und gründlich einmischen zu lassen.

Eisenfüllstoffe werden verwendet, um dem Schwinden entgegenzuwirken, da das Eisen sich beim Rosten ausdehnt, wobei die Ausdehnung während des Abbindens stattfindet. Erhebliche Schwierigkeiten entstehen jedoch dadurch, daß das Rosten lange nach dem gewünschten Zeitpunkt noch andauern kann. Dies ist besonders dort der Fall, wo der betreffende Beton unmittelbar der Witterung ausgesetzt ist. Bei Eisenfüllmaterialien findet ein temporäres Schwinden statt.

Danach wird das Schwinden des Zements durch die innere Ausdehnung während des Härtens verhindert.

Es wurde nun gefunden, daß ein Zusatz von feinem

Wirbelschichtkoks mit einer maximalen Korngröße von 4,8 mm, der durch Verkokung oder thermische Krackung von schweren Kohlenwasserstoffen in Gegenwart inerter Feststoffe hergestellt ist, in einer Menge, die dem gesamten üblichen Feinzuschlag oder einem Teil davon entspricht, zu zementhaltigen Mörteloder Betonmischungen führt, die sich während des

Härtens eher ausdehnen statt zu schrumpfen. Die Ausdehnung erfolgt zwischen Anfang und Ende des Härtens.

Durch Einstellung der verwendeten Koksmenge kann erreicht werden, daß man eine Mörtelmischung erhält, die weder schrumpft noch sich ausdehnt.

Man kann das Schwinden des Zementgemisches z. B. dadurch regulieren, daß man einen Teil des Sandes oder des feinen Zuschlags durch Wirbelschicht-, koks ersetzt. Etwa 15 bis 50 Volumprozent Koks an Stelle von Sand bewirken bei einem Gemisch von 0,1 bis 2 Gewichtsteilen Portland-Zement, 2 bis 4 Gewichtsteilen eines feinen Zuschlags und 2 bis 5 Gewichtsteilen eines groben Zuschlags, daß das Volumen

während des Härtens im wesentlichen konstant bleibt. Die Gesamtmenge oder ein Teil des feinen Zuschlags kann durch Wirbelschichtkoks ersetzt werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der geringeren Dichte des Zementgemisches. Koks hat eine Schüttdichte von etwa 961 kg/m³ und eine echte Dichte von etwa 1474 kg/m³. Im Gegensatz dazu hat Sand eine Schüttdichte von etwa 1602 kg/m³ und eine echte Dichte von 2643 kg/m³.

Das Vermögen, Portland-Zement in kontrollierbarer Weise auszudehnen, hat ausschließlich Wirbelschichtkoks. Keine andere Art von Koks oder Kohle zeigt diese Wirkung. Es ist zwar bekannt, daß Kohlenschlacke auch zu einer Ausdehnung führt, diese Ausdehnung erfolgt jedoch in unkontrollierbarer und daher schädlicher Weise. Im Fall von Schlacke hängt die Ausdehnung mit dem Schwefelgehalt zusammen.

Das Verhalten von Wirbelschichtkoks in Zementgemischen ist, wie man annimmt, auf die ihm innewohnende Fähigkeit, kleine Mengen an inerten Gasen zu absorbieren, die durch die beim Abbinden des Betons erzeugte Hitze freigesetzt werden können, zurückzuführen.

Schwere Kohlenwasserstofföle, die für die Wirbelschicht-Verkokung geeignet sind, sind z. B. schwere Rohöle, Pech, Asphalt, andere schwere Kohlenwasserstoffpetroleumrückstände oder Gemische derselben. Vorzugsweise werden inerte Feststoffe bei dem Wirbelschichtverkokungsverfahren verwendet, insbesondere Koksteilchen, mit einer Teilchengröße, deren Durchmesser zwischen 100 und 1000 Mikron liegt, wobei Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 150 und 400 Mikron bevorzugt werden. Vorzugsweise haben nicht mehr als 5% eine Teilchengröße unter etwa 75 Mikron, da kleine Teilchen leicht Agglomerate bilden oder mit den Gasen aus der Maschine ausgetragen werden. Der als Produkt erhaltene Koks hat Teilchen mit einer Korngröße, die überwiegend, d. h. zu etwa 80 bis 95 Gewichtsprozent, zwischen 0,074 und 0,840 mm liegt.

Bei dem verwendeten Koks kann es sich um frischen Wirbelschichtkoks oder calcinierten Wirbelschichtkoks handeln. Die erfindungsgemäßen Mörtel- oder Betonmischungen können für eine große Vielzahl von Zwecken, wie z. B. zur Herstellung von Ziegeln, Steinen, Fußböden und Wänden, sowie zur Herstellung von Stahlbetonteilen verwendet werden.

Von besonderem Interesse ist die Herstellung eines

Tabelle I

Durch Wirbelschichtkoks verursachte Ausdehnung

(Gewichtsteile)

Mörtels, der bei der Herstellung von Zementsteinen verwendet werden kann. Das Gemisch besteht aus etwa 1 Gewichtsteil Portlandzement, vermischt mit 0,1 bis 4 Gewichtsteilen des feinen Zuschlags. Der grobe Zuschlag ist in einer Menge von etwa 1 bis 6 Gewichtsteilen zugegen, Wasser ist in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gewichtsteilen und Wirbelschichtkoks in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsteilen zugegen. Der Wirbelschichtkoks hat vorzugsweise eine Korngröße unter 0,84 mm, jedoch sind alle Korngrößen des handelsüblichen Wirbelschichtkokses brauchbar.

Die Koksteilchen sollen jedoch keinesfalls einen Durchmesser von mehr als 4,8 mm haben.

Dieses Gemisch wird in eine Kunststofform gegeben und gehärtet, wobei die Form einen beliebigen Umriß haben kann, und nach 24 Stunden wird der Zementstein entnommen. Man kann das Verfahren dadurch beschleunigen, daß man Zusätze verwendet, die die Abbindegeschwindigkeit des Betons erhöhen.

Um ein im wesentlichen nicht schwindendes Gemisch zu erhalten, soll Wirbelschichtkoks in einer Menge von 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den feinen Zuschlag, zugegeben werden. Der Wirbelschichtkoks macht etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf die

as Menge des in dem Gemisch vorliegenden Portland-Zements, aus. Obgleich keine bestimmte Obergrenze im Hinblick auf die Größe der Wirbelschichtteilchen vorgeschrieben werden soll, arbeitet man vorzugsweise mit Wirbelschichtkoks, dessen Teilchen kleiner als 4,7 mm sind.

Da die kokshaltige Mörtelmischung sich gegen die Form ausdehnt, ist der erhaltene Stein sehr formgenau, was für Verwendung am Bau sehr wichtig ist. Die folgenden Versuche wurden mit verschiedenen Mörtelmischungen durchgeführt. Das Gemisch aus Portland-Zement, grobem Zuschlag, feinem Zuschlag mit Wirbelschichtkoks wurde mit Wasser gemischt. Die Reihenfolge des Mischens hatte keine Auswirkung auf das Produkt. Einige der verschiedenen Mischverfahren werden nachstehend eingehend beschrieben. Die Gemische wurden in einem Zementmischer gemischt und in einen Zylinder gegossen, der eine Höhe von 91,4 und einen Durchmesser von 2,54 cm hatte. Dann wurden das Schwinden, die Ausdehnung oder die konstante Größe des Gemischs beobachtet.

Der verwendete feine Zuschlag war scharfer, reiner Sand. Bei allen Versuchen wurde frischer Wirbelschichtkoks verwendet.

Versuch Nr.	Wirbelschicht-
	koks mit einer
	Korngröße
	unter 0,84 mm
ι·)	1,6
2**)	1,6
3***)	1,6
4

Sand

Portland- Wasser
zement

Veränderung der Zylinderhöhe ")
(cm) (%)

Tag 1 Woche 1 Tag

Wasserentwicklung *) (cm)
1 Woche 1 Tag 1 Woche

1,0	0,86	+3,81	+3,81	+4,2	+4,2	2,24	1,91
1,0	0,86	-1,91	-1,91	-2,1	-2,1	keine	keine
1,0	0,86	+3,81	+3,81	+4,2	+4,2	1,91	1,60
1,0	0,86	-0,97	-1,60	-1,1	-1,8	0,64	keine

Bemerkung:

*) Koks — Wasser — Zement. *♦) Evakuierter Koks bei 38° C während einer Stunde bis zu 0,07031 kg/cm^a abs. Dann Zugabe von Wasser. Der feuchte Koks wurde

verwendet.

***) Evakuierter Koks, der über Nacht vor der Verwendung atm. Druck ausgesetzt wurde ^c). ") Höhe des Zylinders 91 cm, Durchmesser 2,54 cm (Polypropylenrohr). *) Ansammlung von Wasser auf der Zementmasse. ^c) Der Koks wurde ausgebreitet, so daß eine maximale Berührung mit der Atmosphäre stattfinden konnte.

Tabelle I erläutert den Ausdehnungseffekt, der durch Wirbelschichtkoks, welcher mit Zement gemischt ist, erzielt wird. Die Reihenfolge der Zugabe beeinflußt nicht das Verhalten des Wirbelschichtkoks. Bei dem Versuch Nr. 1 wurden Koks und Zement miteinander gemischt, und Wasser wurde dem Gemisch zur Fertigstellung zugegeben. Bei dem Versuch Nr. 2 wurden Koks und Wasser gemischt, und dann wurde dem Gemisch zur Fertigstellung 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 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. 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 (Versuch Nr. 4) wurde kein Koks verwendet. Der feine Zuschlag bestand ausschließlich aus Sand. Nach einem Tag betrug der Schwund 0,97 cm und nach einer Woche betrug er 1,6 cm.
Das Verhalten des evakuierten Kokses zeigt, daß

ίο die Fähigkeit des Wirbelschichtkoks, dem Schwinden von Zementgemischen während des Abbindens entgegenzuwirken, auf die überraschende Eigenschaft 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 Mechanismus ist nicht bekannt, es scheint sich jedoch um eine regelmäßige Desorption zu handeln.

Tabelle II

Auswirkung von kohlenstoffhaltigem Zuschlag auf das Schwinden von Mörtelmischungen Zusammensetzung der Gemische, Gewichtsteile

Versuch Nr.

Wirbelschichtkoks,
Korngröße unter
0,84 mm

pulverisierter
Wirbelschichtkoks »)

Trommelkoks ^c) Sand

Portland-Zement

Wasser

Veränderung
der Höhe des
Gußstücks nach 7 Tagen (cm)

1	1,6
2	1,6
3	1,6
4
5	—
6	0,8
7

1,6

1,6
0,8

1,6

<■) Starker Schwund infolge des geringeren verwendeten Sandvolumens.

*) Korngröße unter 0,044 mm.

^c) Trommelkoks ist beschrieben in der US-PS 28 35 605.

1,0	0,575	+ 1,12
1,0	0,76	+1,42
1,0	0,87	+ 1,25
1,0	1,15	+0,79
1,0	0,575	-0,15
1,0	0,575	+0,64
1,0	0,575	-0,97")

Tabelle II gibt einen Vergleich der Wirkung von Wirbelschichtkoks gegenüber der von Trommelkoks und Sand.

Wie durch Tabelle II erläutert wird, führte der bei den Versuchen 1, 2, 3, 4 und 6 verwendete Koks zu einer Ausdehnung. Bei dem Versuch Nr. 6 war die Ausdehnung geringer, was darauf zurückzuführen war, daß der Wirbelschichtkoks und der Trommelkoks zusammen 1,6 Gewichtsteile ausmachten. Der beim Versuch Nr. 5 verwendete Trommelkoks ließ die Masse schwinden, ebenso der bei dem Versuch Nr. 7 verwendete Sand.

Der Trommelkoks hat eine chemische Zusammensetzung, die sehr eng bei der des Wirbelschichtkoks liegt, jedoch führte er zu keiner Ausdehnung und verhielt sich genauso inert wie Sand.

Tabelle III

Zusammensetzung des Gemisches, Gewichtsteile

0%Koks·) 15% Koks

50% Koks

100% Koks

(% Koks im Sandvolumen)

Festigkeit nach 7 Tagen (Druck), kg/cm²

Festigkeit nach 28 Tagen (Druck), kg/cm²

Dichte (g/cm³)

Veränderung der Höhe nach einem Tag, cm

Verhältnis von Koks zu Zement (kg/100 kg)

Verhältnis von Wasser zu Zement (1/100 kg)

Verhältnis von Koks zu Wasser (kg/1)

Verhältnis von Sand zu Zement (kg/100 kg)

198,8	240,9	153,9	42,26
291,9	342,8	192,6	52,2
2,338	2,322	2,194	1,922
-0,476	keine	keine	+2,54
—	17,11	70,49	141,17
55,45	55,45	55,45	53,22
	0,309	1,270	2,649
236,20	206,93	118,09	—

*) % Koks gibt den Prozentsatz des Sandvolumens an, der durch Koks ersetzt wurde.

Tabelle III erläutert die Wirkung, die durch die Veränderung der zu den Sand-Zement-Gemischen zugesetzten Wirbelschicht-Koks-Mengen erzielt wird. Bei einem Gehalt von 0% Wirbelschichtkoks ist das Schwinden beachtlich. Die Zugabe von 15 bis 50 Volumprozent 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 100% Koks (kein Sand) ergibt eine deutliche Ausdehnung. Bezüglich der Festigkeit führt 15% Wirbelschichtkoks 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 42,26 kg/cm² herabgesetzt.

Diese Herabsetzung der Festigkeit bei einem Gehalt von 100% Wirbelschichtkoks kann dadurch ausgeglichen werden, daß man ein Gemisch von Wirbelschichtkoks und Trommelkoks verwendet, was in Tabelle IV erläutert wird.

Bei dem Versuch Nr. 2 bestand der gesamte Koks aus Wirbelschichtkoks. Dieses Gemisch war wesentlich schwächer. Die Festigkeit nach 7 Tagen betrug 50 kg/cm², und nach 28 Tagen war die Festigkeit auf 25 kg/cm² abgesunken.

Gemische von 15 bis 70% Wirbelschichtkoks und 30 bis 85 % Trommelkoks können gleichfalls verwendet werden.
Wie auf Grund der vorstehenden Beschreibung zu

ίο erwarten ist, können auch andere Zementmaterialien, z. B. fugenloser Bodenbelag, Zementmörtel und Mörtel im wesentlichen nicht schwindend hergestellt werden. Dies kann dadurch erzielt werden, daß man etwa 15 bis 50 Gewichtsprozent des Gehalts an feinem Zuschlag in den Gemischen durch Wirbelschichtkoks ersetzt. Die genaue zu verwendende Menge an Wirbelschichtkoks hängt von den anderen Bestandteilen des Zementmaterials ab.

Tabelle V

Fugenloser Bodenbelag

Gruppenbezeichnung 1-2-4

Tabelle IV

Zusammensetzung des Gemisches, Gewichtsteile

Versuch Nr. 1 Versuch Nr. 2 100% Koks 100%
(50% Trommel- Wirbelund50% schichtkoks

Wirbelschichtkoks) 5% Luftporen

0 Teile Koks 1 Volumteil
Koks

Festigkeit nach 7 Tagen	236	50
(Druck), kg/cm2
Festigkeit nach 28 Tagen	286	25
(Druck), kg/cm2	2,0984	1,9702
Dichte (g/cm3)
Veränderung der Höhe	+1,43	+2,5
nach einem Tag, cm
Koks- Zement-Verhältnis	96,79	122,57
(kg/100 kg)
Wasser-Zement-Verhältnis	44,53	57,88
(1/100 kg)
Koks-Wasser-Verhältnis	2,221	2,088
(kg/1)

5 % Luftporen, erhalten durch Zusatz von 7 g eines handelsüb" liehen Luftporenbildners pro Liter Wasser. % Koks gibt den Prozentsatz des Sandvolumens an.

Tabelle IV erläutert den Einfluß auf die Ausdehnung und Festigkeit bei der Zugabe von 100 % Wirbelschichtkoks zu einem Zementmaterial im Gegensatz zur Zugabe von 100 % eines Koksgemischs, bestehend aus 50% Wirbelschichtkoks und 50% Trommelkoks.

Bei Versuch Nr. 1 wurde ein Gemisch von Trommelkoks und Wirbelschichtkoks verwendet. Die Festigkeit nach 7 Tagen betrug 236 kg/cm² und nach 28 Tagen 286 kg/cm².

Festigkeit nach 7 Tagen

(Druck, kg/cm²

Festigkeit nach 28 Tagen

(Druck), kg/cm²
Dichte (g/cm³)

Veränderung der Höhe nach

einem Tag, cm

Verhältnis von Koks zu

Zement (kg/100 kg)
Verhältnis von Wasser zu

Zement (1/100 kg)

Verhältnis von Wasser zu

Koks (kg/1)

Verhältnis von Sand zu

172,7

168,9

Zement (kg/100 kg)

273,2	240,9
2,306	2,242
-0,159	keine
—	70,47
57,67	57,67
—	1,270
236,20	118,09

Die Gruppenbezeichnung 1-2-4 gibt das Verhältnis des Volumens von Zement, Sand und blauem Kies mit einer Korngröße , von 1 cm an.

Die Bezeichnung »Teile Koks« bezieht sich auf den Teil der Sandmenge, der durch Koks ersetzt wird.

Die Tabelle V zeigt, daß der Einfluß von Wirbelschichtkoks bei fugenlosem Bodenbelag der gleiche wie bei Beton ist. Die Zugabe von 50% Wirbelschichtkoks führte zu keiner Ausdehnung und nur zu 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 Verhalten des Kokses steht in engem Zusammenhang mit den jeweiligen anderen Komponenten in den Gemischen. In der vorstehenden Tabelle V werden etwa 16 Volumprozent Koks, bezogen auf die anderen Komponenten, verwendet; das Gemisch zeigt keinen Schwund.

Tabelle VI
Zementmörtel

Gruppenbezeichnung

O Teile Koks

³Ae Volumteile
Koks

³U Volumteile
Koks

1V₂ Volumteile Koks

Festigkeit nach 7 Tagen (Druck), kg/cm²
Festigkeit nach 28 Tagen (Druck), kg/cm²
Dichte (g/cm³)

Veränderung der Höhe nach einem Tag, cm
Verhältnis von Koks zu Zement (kg/100 kg)
Verhältnis von Wasser zu Zement (1/100 kg)
Verhältnis von Koks zu Wasser (kg/1)
Verhältnis von Sand zu Zement (kg/100 kg)

Die Gruppenbezeichnung IV2 gibt das Verhältnis des Volumens von Zement und Sand an.

Die Bezeichnung Teile Koks gibt die verschiedenen Sandmengen an, die durch Koks, bezogen auf das Volumen, ersetzt wurden.

*) Das Gemisch wurde durch Verschließen der Zylinderenden begrenzt.

280,7	317,9	236,0	63,3
387,5	407,4	332,8	869,7
2,082	2,066	1,842	1,425
-0,635	keine	begrenzt*)	begrenzt*)
—	12,42	54,49	109,20
44,36	39,91	44,36	46,57
—	0,304	1,242	2,302
168,10	147,10	84,06	-—

Tabelle VI zeigt die Auswirkung einer Zugabe von Wirbelschichtkoks zu Zementmörtel. Die Zugabe von ³/i6 Teile Wirbelschichtkoks führten zu einem Zementmörtel, der überhaupt nicht schrumpfte. Zementmörtel, dem kein Koks zugesetzt worden war, hatte eine Höhenveränderung nach einem Tag von —6,4 mm. Die Festigkeit des Zementmörtels nahm mit der Zugabe von ³/₁₆ Teilen Wirbelschichtkoks zu.

Die,' Zunahme der Festigkeit bei verhältnismäßig kleinen Mengen Wirbelschichtkoks ist wahrscheinlich auf die Tatsache zurückzuführen, daß der feine Wirbelschichtkoks in die Hohlräume zwischen den großen Sandteilen eingebettet wird. Trotz des möglicherweise besser gepackten feinen Zuschlags konnte sich das Gemisch dennoch ausdehnen. Wird die Konzentration des Wirbelschichtkokses vergrößert, so stellt der Wirbelschichtkoks einen größeren Teil des unmittelbaren Füllstoffes dar. Der Festigkeitsverlust bei 1V₂ Teilen Wirbelschichtkoks ist wahrscheinlich auf die übermäßige Menge an Feinteilchen zurückzuführen. Sand mit einem zu großen Anteil an feinem Koks führt zu Gemischen mit geringerer Festigkeit.

Tabelle VII
Kalkmörtel

Gruppenbezeichnung 1-1-6

0 Teile Koks

V₂ Volumteil
Koks

1 Volumteil
Koks

Festigkeit nach 7 Tagen (Druck), kg/cm²
Festigkeit nach 28 Tagen (Druck), kg/cm²
Festigkeit nach 45 Tagen (Druck), kg/cm²
Dichte (g/cm³)

Veränderung der Höhe nach einem Tag, cm
Verhältnis von Koks zu Zement (kg/100 kg)
Verhältnis von Wasser zu Zement (1/100 kg)
Verhältnis von Koks zu Wasser (kg/1)
Verhältnis von Sand zu Zement (kg/100 kg)

Die Gruppenbezeichnung 1-1-6 gibt die Volumteile Zement, Kalk und Sand an. Die Bezeichnung Teile Koks gibt die verschiedenen Sandmengen an, die durch Koks, bezogen auf das Volumen, ersetzt weiden.

Die Gemische wurden in einem Laboratorium zusammengestellt, und eine ausreichende Menge Wasser wurde zugegeben, so daß sie bearbeitet werden konnten.

27,3	27,4	22,4
44,7	gebrochen	34,8
—	544	—
1,970	1,938	1,906
-0,318	keine	+0,318
—	35,32	67,91
115,32	141,95	133,06
—	24,798	50,196
691,60	659,70	598,99

In Tabelle VII wurde Kalkmörtel verwendet. Wie zu erwarten war, war die Höhenveränderung bei NichtVerwendung von Wirbelschichtkoks negativ. Bei Verwendung von Vi Teil Wirbelschichtkoks wurde keine Höhenveränderung festgestellt. Die Verwendung von 1 Teil Wirbelschichtkoks führte zu einer kleinen Ausdehnung. Diese Daten bekräftigen die Tatsache,

daß Wirbelschichtkoks sich bei allen 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.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Zementhaltige Mörtel- oder Betonmischung mit den üblichen Fein- bzw. Grobzuschlägen sowie kohlenstoffhaltigen Zusätzen, die der Schwindung entgegenwirken, gekennzeichnet durch einen Zusatz von feinem Wirbelschichtkoks mit einer maximalen Korngröße von 4,8 mm, der durch Verkokung oder thermische Krackung von schweren Kohlenwasserstoffen in Gegenwart inerter Feststoffe hergestellt ist, in einer Menge, die dem gesamten üblichen Feinzuschlag oder einem Teil davon entspricht.

2. Mörtel- oder Betonmischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Trommelkoks als Feinzuschlag.

3. Mörtel- oder Betonmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die üblichen Zuschläge aus Feinzuschlägen bestehen.

4. Mörtel- oder Betonmischung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an

1 Gewichtsteil Portlandzement, 1,1 bis 10 Gewichtsteilen eines mineralischen Zuschlags und 0,1 bis

3 Gewichtsteilen Wirbelschichtkoks.

5. Mörtel- oder Betonmischung nach Anspruch 1,

2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Portlandzement, Kalk und Sand in dem Volumenverhältnis 1:1:6 und 6 oder 12 Volumenprozent der Mörtelmischung Wirbelschichtkoks.

6. Mörtel- oder Betonmischung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 4, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1 Gewichtsteil Portlandzement, 0,1 bis

4 Gewichtsteilen Feinzuschlag, 1 bis 6 Gewichtsteilen Grobzuschlag und 0,1 bis 3 Gewichtsteilen Wirbelschichtkoks.

7. Mörtel- oder Betonmischung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch den Zusatz eines Wirbelschichtkokses einer Korngröße unter 0,84 mm.