DE1646437C - Verfahren zur Herstellung von wasser- und ölundurchlässigen Betonbauteilen - Google Patents

Description

Die Herstellung wasserundurchlässigen Betons soll heute kein Problem mehr sein (Zement-Taschenbuch 1966/67, S. 191 und 192), wenn Menge und Kornaufbau der Zuschläge sowie die Zement- und die Anmachwassermenge richtig aufeinander abgestimmt werden. Die Praxis zeigt jedoch ein völlig anderes Bild. Wasserdichte Bauteile werden in der Regel nur erhalten, wenn die Konstruktion anschließend mit Bitumen, Teerpappe, Kunststoffolien oder Kunststoffbeschichtungen, Stearaten, Silikonen usw. behandelt bzw. abgedeckt werden. Die kaum zu übersehende Zahl von Dichtungsmitteln der Bautenschutz-Industrie sowie die vielen Wasserschäden an Bauten und Bauteilen widerlegt die Behauptung, daß die Herstellung wasserundurchlässigen Be*ons heute kein Problem mehr sei, wobei möglicherweise die rauhe Betriebspraxis auf den Baustellen und die Schnellbauweise die Hauptursachen für den Mißerfolg sind.

Es ist bekannt, Zementmörtel als Zuschlag sogenannten Si-Stoff zuzugeben. Dabei handelt es sich um ein bei der Alaungewinnung aus Ton anfallendes rosa- bis bräunlichgefärbtes Tonerdesilikat, das fein vermählen wird. Die dabei erzielbaren BET-Oberflächenwerte liegen sicher unter 1 m²/g. Da der Si-Stoff je nach der verwendeten Tonqualität und dom Aufschlußverfahren in unterschiedlicher Zusammensetzung anfällt, hat er sich in der Praxis auch zur Erzielung von Wasserundurchlässigkeit und erhöhter chemischer Widerstandsfähigkeit nicht bewährt. K1 e i η 1 ο g e 1 sah fälschlich verbindungsfähige Kieselsäure als hydraulisch wirksamen Bestandteil des Si-Stoffes an und referierte daher, daß Kieselsäure dem Zement bzw. Beton zur Erzielung dichteren Gefüges und hohen Kieselsäuregehaltes beigefügt werde.

Es wurde nun gefunden, daß wasser- und ölundurchlässige Betonbauteile erhalten werden, wenn man den bekannten Zementmischungen mit den üblichen mineralischen Zuschlagstoffen 2 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise .5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, eines wasserunlöslichen aktiven kieselsäurehaltigen Materials mit einer Oberfläche über 15 m²/g, vorzugsweise über 80 m²/g, gemessen nach der BET-Methode, zusetzt.

Der Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von wasser- und ölundurchlässigen Betonbauteilen aus Zementmischungen, mineralischen Zuschlagstoffen und feinstverteilter, chemisch leicht reagierender Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, eines wasserunlöslichen aktiven kieselsäurehaltigen Materials mit einer Oberfläche größer als 15 m²/g nach BET zugesetzt werden.

Unter Betonbauteilen im Sinne der Erfindung werden alle aus Zement und Sand, Kies oder zerkleinerten Steinen unter Zusatz von Wasser hergestellten Gegenständen oder überzüge verstanden, wie z. B. Betonmauersteine, Betonplatten, Betonbehälter, Mörtel, Putz u. dgl. An Stelle von Zement kann Traßzement oder Traß verwendet werden, wie es für entsprechende Zementmischungen bekannt ist. Das wasserunlösliche, aktive kieselsäurehaltige Material soll mindestens 60%, vorzugsweise über 70%, SiO₂ in gebundener Form enthalten. Beispiele dieser Materialien sind aktive Kieselsäuren, Silikate, der häufigen Elemente der II. und III. Gruppe des Periodischen Systems sowie von Titan, Eisen und Mangan. Als besonders brauchbar haben sich die als Füllstoff für die Kautschukindustrie bekannten Kieselsäuren, Aluminiumsilikate und NatriumaluminiummischsiHkate erwiesen.

Die Zementmischung ist durch den Kieselsäureoder Silikatzusatz völlig verarbeitungssicher. Der Kornaufbau der Zuschlagstoffe sowie der Zement-Wasser-Faktor besitzen keine übermäßig große Bedeutung mehr, und es kann mit den üblichen Sanden und Kiesen des Bauhandwerkes gearbeitet werden. Eine Verdichtung durch Rütteln ist zwar nützlich, aber nicht mehr unbedingte Voraussetzung. Mißerfolge durch nicht ganz fachgerechte Ausführung können kaum noch auftreten.

Ein besonderer Vorzug der aktiven unlöslichen Silikate und Kieselsäuren für die obengenannte Herstellung besteht darin, daß sie als anorganische alterungsbeständige Bestandteile mit dem Zement reagieren und· somit keine materialfremden Zusatzstoffe darstellen, die sich verändern oder ausgewaschen werden können.

Mit Zement-Aluminiumsilikat- und Zement-Kieselsäure-Mischungen sind Bauteile, wie Estriche, Hohlkehlen und Wandisolierungen, in nassen oder feuchten Kellern erstellt worden. Vom Tage der Fertigstellung an begannen die Keller langsam auszutrocknen. Nach 4 bis 6 Tagen waren die Estriche staubtrocken und von einer auffallenden Glätte, doch ohne Rutschgefahr und von einer großen Ebenmäßigkeit sowie Härte. Trotz der Härte weisen diese Estriche eine gewisse Elastizität auf, so daß ein Reißen kaum zu befürchten ist. Oberflächliche Kapillarrisse, die für die Wasserdichtigkeit ohne Bedeutung sind, können entstehen, wenn der Estrich zu schnell austrocknet oder die Mischung zu fett war. Für einige Abwasser-Kanalschächte ist eine Mörtelmischung aus

1 Gewichtsteil Zement Z 275,

3 Gewichtsteilen Sand,

0,08 Gewichtsteilen Al-Silikat

und mit einem Wasser-Zement-Faktor von 0,65 verwendet worden. Das Klinkermauerwerk ist auch unterhalb des Grundwasserspiegels restlos wasserdicht.

Zur weiteren Prüfung der erfindungsgemäßen Zementmischungen wurden Hohlkegel aus Betonmischungen mit Wandstärken zwischen 8 bis 12 mm hergestellt. Hierzu wurde die Mischung in einen mit

Papier ausgelegten Glastrichter gegeben and mit der Zementmischung teilweise gefüllt Mit einem Metallkegel von gleichem Winkel wie der Trichter wurde der Mörtel durch Drehen und Drücken an die Wand des Trichters in etwa gleicher Schichtdicke gepreßt. Nach 24 Stunden wurden die Zementkegel aus den Trichtern genommen, bei normaler Luftfeuchte und Raumtemperatur einige Tage liegen gelassen und dann mit Wasser gefüllt, um die Wasserdichtigkeit zu prüfen.

Die Hohlkegel waren aus Zementmischungen angefertigt, wie sie in nachfolgender Tabelle angegeben sind. Die Prüfergebnisse auf Wasserdichtigkeit sind in der letzten Spalte vermerkt.

Zement	Sand	Wasser	Kieselsäure	Al-Silikat	Ergebnis nach 24 Stunden
50 50 50	iss	23 32 31	5 (150)	5 (100)	Wasser tropft sehr langsam trocken trocken
	150 150 150	28 33 32	2,5 (130)	2,5 (80)	Wasser tropft langsam trocken trocken, einige schwachfeuchte Flecken
50 50 50 50	150 150 150 150	U) U) u) U) O SJ O O	1,5 (100) 1,5 (140)	1,5 (60) 2,0(60)	schwache Durchfeuchtung mittlere Durchfeuchtung schwache Durchfeuchtung schwache bis mittlere Durchfeuchtung
50 50	150 150	40 38	10 ' (140)	10 (60)	trocken trocken

Die in Klammern gesetzten Ziffern bedeuten die nach der BET-Methode gemessenen Oberflächen der zugesetzten kieselsäurebaltigen Materialien.

Die Ergebnisse zeigen, daß der Dichtungseffekt eine Funktion der Füllstoffmenge und der Oberfläche darstellt.

Die Prüfung auf öldichtigkeit wurde nur an Hohlkegeln vorgenommen, die außen bei der Prüfung auf Wasserdichtigkeit absolut staubtrocken waren. Die meisten Prüfkörper bestanden auch diesen Test. Nur diejenigen Hohlkegel, die schon äußerlich sichtbare schwache Stellen durch die mangelhafte Verdichtung und Fertigung sowie Haarrisse durch zu schnelle Trocknung aufwiesen, zeigten außen einige Färb-Vertiefungen, wodurch der Durchtritt von etwas öl angezeigt wurde. Ein Durchtropfen von öl wie bei den Kegeln ohne Kieselsäure oder Silikat konnte aber in keinem Fall beobachtet werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß Mischungen verwendet werden, deren Zement- und Kieselsäure- bzw. Silikatanteil im gewünschten Verhältnis durch gemeinsame Vermahlung von Zementklinker und Kieselsäure bzw. Silikaten erhalten wurden.

Claims (3)

ί 646 Patentanspi üche:

1. Verfahren zur Herstellung von wasser- und ölundurchlässigen Betonbauteilen aus Zementmischungen, mineralischen Zuschlagstoffen und feinstverteilter, chemisch leicht reagierender Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Zement, eines wasserunlöslichen aktiven kiesel- ι ο säurehaltigen Materials mit einer Oberfläche größer als 15m²/g nach BET zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz des aktiven kieselsäurehaltigen Materials 5 bis 10 Gewichtsprozent beträgt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive kieselsäurehaltige Material eine Oberfläche über 80m²/g enthält.