DE1646584A1 - Schnellabbindende zementartige Gemische - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße 31 Anlag· Aktenzeichen

zur Eingabe vom } J. Mal 1 967 3uh/ Name d. Ann». Walter 0 Heinze

350 Fifth Avenue, NEW YORK, USA

Sohnellabbindende zementartige Gemische.

Die Erfindung betrifft sohnellabbindende zementartige Gemische .

Die Erfindung betrifft besonders ein neues zeraentartiges Gemisch, das sowohl auf der Erdoberfläche wie unter Wasser angewendet werden kann und bei welchem die Mengen der Bestandteile innerhalb gegebener Bereiche geändert werden können, um Endprodukte zu erzielen, die vorherbestimmte Eigenschaften, wie eine hohe Endfestigkeit und hohe Abriebfestigkeit besitzen.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein zementartiges Gemisch zu bilden, das schnell abbindet, das eine stetig wachsende ,Steigerung der Festigkeit nach einer anfänglichen Abbindung aufweist, das schnell an anderen Flächen haftet, selbst wenn solche Flächen unter Wasser oder Wasser ausgesetzt sind, das eine zu vernachlässigende Dehnung oder Schwindung während des Abbindens aufweist und das während des Abbindens nicht abblättert oder Ritze bekommt und das auch gegenüber Frieren und Tauen eine gute Widerstandsfähigkeit aufweist.

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Diese und andere der Erfindung zugrundeliegende Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße schnellabbindende zementartige Gemisch gelöst, das folgende Bestandteile aufweist, etwa 6,8 - 56,7 kg kalziniertes Kalziumsulfat, etwa 4,54 - etwa 22,7 kg Kaolin, etwa 42,6 - etwa 85,3 kg Portland-Zement Type II, etwa ;51,1 - 511*0 g eines Luft mitreißenden Mittels, und etwa 62,2 - 93j5 g eines Abbindeverzögerer^ für je 42,6 kg Portland-Zement.

Die erfindungsgemäße Mischung weist im wesentlichen Portlandzement, Kaolin, kalziniertes Kalziumsulfat, einen Abbindeverzögerer und ein Luft mitreißendes Mittel auf. Die vorstehenden Bestandteile werden mit Sand in verschiedenen Mengen beim Herstellen des Ausgangsgernisches gemischt oder der Sand wird mit diesen Bestandteilen in verschiedenen Mengen gemischt, wenn die Mischung tatsächlich verwendet wird unter Zusatz

ausgewählter Mengen von Wasser, was noch weiter unten im einzelnen beschrieben wird.

Das kalzinierte Kalziumsulfat ist vorzugsweise bis zum Gips", d.h. zum Hemihydrat, kalziniert. Es können indes gleiche Mengen bis zum wasserfreien Zustand kalzinierten Gipss für die erfindungsgemäßen Gemische verwendet werden. Die Verwendung von bis zum Gips kalziniertem Gips ist vorzuziehen, da das wasserfreie Kaliumsulfat wesentlich hygroskopischer ist und dadurch Verpackungschwierigkeiten auftreten, wenn das wasserfreie Kalziumsulfat verwendet wird.

Day Lüfteinverleibende Mittel bzv, der Scha'.ni-j*-,L*. LLsai;or

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trägt dazu bei, Frostschäden an der zementartigen Mischung zu vermindern. Das Frieren von Wasser in Beton beginnt bei etwa -1,67°C und hält an bis -56,7°C Ks wurde gefunden, daß man den nachteiligen Wirkungen des Gefrierens von Wasser innerhalb Beton dadurch begegnen kann, daß man die Zahl der Lufträume erhöht, in welche sich die Wasserteilchen während des Frierens ausdehnen können. Es ist wesentlich, daß die Lufträume ungewöhnlich klein sind, um eine Schwächung der Stärke des Zementes durch die in ihm enthaltenden Lufträume auf ein Mindestmaß zu verringern. .Es ^ sollten vorzugsweise je 16,39 ecm abgebundener Zement viele Millionen eingeschlossener Luftbläschen vorliegen. Wenn es auch mehrere schaumstabilisierende Mittel gibt, die mit Erfolg in dem erfindungsgemaßen Gemisch angewendet werden können, werden sehr befriedigende Ergebnisse mit der Anwendung kleiner Mengen von Vinsol NVX, d.h. einer Natriumseife von Vinsolharz, erzielt, das aus Kiefernholz gewonnen wird. Das Vinsol NVX wird dem Gemisch als ein trockenes Pulver hinzugesetzt und so kleine Mengen wie 0,01 Gewichtsprozent sind als lufteinverleibendes Mittel wirksam. Je nach dem Ausmaß der in dem Produkt gewünschten Schaumstabilisierung können 31*1 - 311 g Vinsol NVX je 42,6 kg Portland-Zement angewendet werden.

Vorzugsweise werden etwa 140 g Vinsol NVX einer Mischung zugesetzt, die aus 85,3 kg Portland-Zement, 36,3 kg Sand (40-60 Maschen), 11,3 kg des Luft fein flotiertem Kaolin und 21,7 kg kalziniertem Gipsmörtel besteht.

Um Abweichungen in der Abbindezeit, handelsüblichen Zementes

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SAD OBfOiNAL

und handelsüblichen kalzinierten Gipsmörtel auszugleichen, führt, wie gefunden wurde, das Zusetzen kleiner Mengen granulierten Natriumzitrates zu einer Sndr.iischung, dia eine verhältnismäßig gleichförmige Anfangs- und Sndabsetzungszeiten aufweist. Etwa 62,2 - etwa 777*5 S Natriumzitrat je 42,6 kg Portiand-Zement und 22,7 kg kalziniertem Gipsmörtel ergeben befriedigende Ergebnisse. Der bevorzugte Bereich liegt bei etwa 155*5 - 622 g Natriumzitrat. Diese Menge Natriumzitrat verzögert die anfängliche Abbindezeit durchschnittlich von etwa 3 Minuten auf etwa 7 oder 8 Minuten, wenn das Gemisch aus 28,j52 1 bzw. einem handelsüblichen 4^,6 kg 3ack Portland-Zement, einem 16,1 kg Sack Sand, 5*^ kg luftfiotiertern Kaolin und einem handelsüblichen 22,7 kg Sack technischen Formgips besteht.

Urn eine gleichmäßige Verteilung des Natriumzitrates mit den anderen Bestandteilen zu gewählleisten, ist ein Vormischen des Natriumzitrates mit Marmorstaub wünschenswert. Ein geeignetes Gemisch kann 10 Gewichtsprozent Natriumzitrat und ^Gewichtsprozent Marmorstaub aufweisen, das dem Portland-Zernent, Kaolin, Gipsmörtel und Sand zugegeben wird.

Bei der üblichen Anwendung zementartiger Gemische wird den Bestandteilen Wasser· zugesetzt, um eins verhältnismäßig steife Mischung zu erzielen. So wird z.B. eine Mischung, die aus 42,6 kg Portiand-Zement, 18,1 kg Sand, 5,44 kg Kaolin und 11*3 kg technischem Formgips und ferner aus dem Natriumzitrat und dem Schaumstabilisator besteht, mit 5,67 - 6,62 1 Wasser je; 22,7 kg der Mischung versetzt. 5*67 1 Wasser je 22,7 kg der

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Mischung geben eine sehr gut verarbeithart Mischung, während 5,2 1 Wasser eine Mischung ergibt, die bei der- Absetzprobe den Viert 0 aufweist und besonders für Unterwasserverwendung brauchbar ist. Wenn man mehr als 6,62 1 je 22,7 kg der Materialraisehung zusetzt, wird die Endfestigkeit des zercentartigen Gemisches wesentlich verringert.

Außer den vorgenannten Bestandteilen ist es rr.öglich, das S/treckmittel bis zu etwa Vi,5 kg der^ftinus Steine je 22,7 ^g μ der vorgenannten Mischung zuzusetzen. Es wurde gefunden, da£ bei der Anwendung eines solchen 3treckmittels keine A'nderung in der anfänglichen Abbindezeit oder der erforderlichen Wassermengen der Mischung eintritt.

Wenn die erfindungsgerr:ä3e zementartige Mischung zum Ausbessern von altem Beton oder dergleichen verwendet werden soll, ist das Zusetzen eines Bindemittels zum Wasser während' der Endmischung wünschenswert. Im Handel erhältliche Aerylharzderivate, wie sie von der Firma Rohm & Haas Company unter der Bezeichnung Rhoplex als Bindemittel vertrieoen !-,'erden, führen zu sehr befriedigenden Ergebnissen. Anstatt der ze.nentartigen Mischung eine Acrylharz-Wassermischang zuzusetzen, kann die auszubessernde Oberfläche auch rnit einem handelsüblichen Bindemittel vorgestrichen werden.

Die Erfindung 1st in den folgenden Beispielen nähe*:¹ beschrieben.

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Beispiel I

Es werden 454 kg Portland-Zar.ent, der nicht ;;.ehr als ^₇, Trikalziumaluminat enthält, 161 kg Sand, I-ia-jchengröSe 40-00, 45,4 kg mittels Luft notiertes Kaolin und 11> sl£ technischer Formgips (CaSO₄.1/2H₂O) gemischt. Der trockenen Mischung werden 6c4,2 g Vinsol IiVX und >.7JJ2g einer Mischung zugegeben, die 10 Gewichtsprozent Natriumnitrat und 90 Ge-

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wichtsprozent feinen Marmorstaub enthält. Je 22,7 der vorgenannten Mischung werden 5*68 1 Wasser zugegeben und eine sehr gut verarbeitbore Mischung erhalten. Das iJinmi sehen des Wassers sollte während etwa einer Minute erfolgen, urn eine Jlndkonsjstenz von Kitt zu erzielen. Diese Mischung erfährt ihre Anf angs abbindung in etwa 5-10 Minuten und ihre ilnd abbindung in etwa 1/2 Stunde. Die Mischung weist eine Kindestbruchfestigkeit von etwa 14^,0 kg/crr.^ in 24 Stunden und von mindestens etwa 35"2,Λ kg/cm in 23 Tagen auf.

Beispiel II

Sine technische Formgips-Kaolin-Beimischung wurde durch trockenes Mischen von 454 kg calzinierter:; Gipsmörtel und -+54 kg Kaolin erhalten, iline Endrnischung v-rurde durch trockenes Mischen von 00 Gewichtsprozent Portland-Zement, 25 Gewichtsprozent Sand und 15 Gewichtsprozent der Kaolin-Gips-Zusatzraischung erhalten. Dieser Mischung wurde je 159 kg Portland-Zement, Sand, Kaolin und Gips 684,2 g einer Mischung zugesetzt, die aus 10 Gewichtsprozent Natriumzitrat und 90 Gewichtsprozent· feinem Marmors-taub bestand.

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..is jr.^ibt sior. o.us der vorstehenden Beschreibung, daß durch U-3 Ir'i'iiidjn^ lie gestellte Aufgabe gelöst und •Lie ersetzt ι λ Z'-Ol-j erreicht werden. Es ergibt sich für l-.jr. /'·■ «h:..iuiri, 1'^.i versahiodene Abhandlungen hinsichtlich ler 1:.. uiao-.,-^.vj/: ^n.yjgebenen Zusarmr.ensetzung raögiich sind, -.j'ixciZ \il Ja.'urcli -'or xtah;neri der folgenden Ansprüche über-

Patentansprüche

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Schnellabbindendes zementartiges Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß es aus etwa 6,8 - 56,7 kg kalziniertem Kalziumsulfat, etwa 4,54 - etwa 22,7 kg Kaolin, etwa 42,6 - 85,28 kg Portiand-Zement.Type II und je 42,6 kg Portland-Zement etwa 31,1 - 311 g eines lufteinschließenden Mittels (Schaunistabilisator) und etwa 62,2 - etwa 933 S eines Abbindeverzögerer besteht.

2. Zementartiges Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das luftzurückhaltende Mittel aus einer Natriumseife eines Vinsolharzes besteht und daß das Abbindeverzögerungsmittel Natriumzitrat aufweist.

3. Schnellabbindendes zementartiges Gemisch, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus 454kg Portlandzement, 181 kg Sand (4O-6O Mascherl), 45,4 kg luftflotiertem Kaolin, II3 kg technischen Formgips und einer kleinen Menge eines Iuftzurückhaltenden Mittels (Schaumstabilisator) und einem Abbindeverzögerer besteht, wobei der Abbindeverzögerer 373*2 g Natriumzitiä; aufweist.

H 05/2

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4. Gemisch nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß diesem je 22,7 kg 5*6? 1 Wasser zugesetzt eind.

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