-
Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton.
-
Die bekannten Leichtbetone werden in zwei Hauptgruppen eingeteilt,
nämlich in Porenbetone und Leichtbetone mit Zuschlagstoffen. Zur Herstellung von
Porenbetonen kennt man die Porenerzeugung mit chemischen Porenbildnern zur Herstellung
von sog. Gasbeton und die Porenerzeugung mit mechanischen Porenbildnern zur Herstellung
von Schaumbeton. Bei der Gasbetonherstellung werden dem noch plastischen Zement
oder Kalkmörtel Porenbildner beigement, die mit den Komponenten des Mörtels in chemische
Reaktion treten und hierbei Gas entwickeln. Als Folge der Gasbildung nimmt das Volumen
des Mörtels zu, der Mörtel schwillt an und gewinnt eine poröse Struktur. Der am
weitesten verbreitete Porenbildner fUr die Gasbetonherstellung ist Aluminiumpulver,
das mit dem Kalkhydrat des MBrtela Wasserstoff entwickelt. Auch Kalziumkarbidpulver
oder Wasserstoffsuperoxyd und Chlorkalk finden Verwendung.
-
Bei der Herstellung von Schaumbeton wird dem Zement oder Kalkmörtel
mechanisch aufgetriebener Schaum beigement.
-
Es kann auch Wasser und Schaummittel vermengt und kurz aufgeschäumt
und dann das Bindemittel-Sandgemisch zugegeben und der restliche Schaum erzeugt
werden. Als Schaumbildner können Naturharze, Seifen un Sulfonate verwendet werden.
-
Die S(häume kannen mit anderen Zusätzen stabilisiert werden.
-
Die Porenbetone beider Arten können in Autoklaven bei 8 bis 10 atil
Druck und einer Temperatur von ca.
-
Celsius gehärtet werden oder können an der Luft erhärten.
-
Bei Porenbetonen aus Kalkniörtel ist das Härten in Autoklaven unbedingt
erforderlich. Die Porenbetone aus Zement, die nicht im Autoklaven gehärtet werden,
weisen eine mindere Qualität auf.
-
Da die Wirkung der Gasbildner und Schaunbildner bei grobkörnigen
schweren Zuschlagkörnern unzureichend ist, können diese Stoffe nur für feinkörnige
Zementmörtel bzw.
-
für Zementbrei verwendet werden, wobei die Korngröße bei maximal etwa
1 mm liegt. Die baustellenmäßige Herstellung von gasgetriebenem oder geschäumtem
Mörtel (mit Erhärtung an der Luft) hat keine Bedeutung gewinnen können, da die Mörtel
das überschüssige Wasser nur langsam verlieren. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt eines
solchen Mörtels ist nachteilig, wenn der Bauteil mit dampfdichten Belägen, zum Beispiel
Dichtungsbahnen, abgedeckt werden soll. Das Schwindmaß der Mörtel ist relativ groß.
Es kann also im Zuge der Austrocknung großformatiger Bauteile zu Rißbildungen kommen.
Deshalb werden Porenbetone nur in Fabriken hergestellt. Da das Schwindmaß des Porenbetons
so groß ist, würden beispielsweise in Schalungen auf der Baustelle hergestellte
Bauteile beim Austrocknen so stark schwinden, daß Risse unvermeidlich wären.
-
Wegen der ungenügenden Festigkeit des Porenbetons und der Unmöglichkeit
seiner Verwendung als Ortbeton haben die Leichtbetone mit Zuschlagstoffen große
Bedeutung gewonnen.
-
Man kennt einerseits den sog. Einkornbeton mit Haufwerkporen, bei
dem das Bindemittel die Körner des Zuschlagstoffes umgibt und sie an den Berührungspunkten
mitteln= ander verbindet, während die Hohlräume zwischen den K8rnern unausgefüllt
bleiben. Dieser Einkornbeton ist zur Aufnahme größerer Belastungen nicht in der
Lage.
-
Demgegenber umgibt beim Leichtbeton mit stetiger Kornzusammensetzung
und Korneigenporigkeit der Mörtel die Körner des Zuschlagstoffes vollkommen und
füllt auch die zwischen diesen befindlichen Zwischenräume vollständig aus.
-
Die Zuschlagstoffe können in zwei Gruppen eingeteilt werden, nämlich
natürliche porige Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Tuff, Lava, Bimsstein, und
dergleichen oder künstliche Zuschlagstoffe, die meist im Blähverfahren hergestellt
werden, beispielsweise BlEhton, Blähschiefer, Perlite, Hdttenbims, und dergleichen.
-
Die Leichtbetone mit Zuschlagstoffen weisen ein höheres Raumgewicht
und damit eine schlechtere Wärmedämmung als der Porenbeton auf. Dafür ist die Festigkeit
der Leichtbetone mit Zuschlagstoffen erheblich größer. Diese Eigenschaft tritt besonders
bei Verwendung der im Blähverfahren hergestellten Blähton und Iähschiefer in Erscheinung.
-
Sie beruht darauf, daß die gebrannten geblähten Produkte infolge des
Brennens eine glasige, sehr harte Struktur aufweisen, wegen der Form der Poren und
der Sinterhaut besonders wirstandsfähig gegen Druckbeanspruchungen sind, eine geschlossene
Oberfläche aufweisen und keine Volumenänderung durch Wasseraufhahme und -abscheidung
erleiden, Infolge dieser hohen Festigkeit kann der Leichtbeton mit Zuschlagstoffen
zur Herstellung von Konstruktionsbeton und Stahlbeton verwendet werden.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
von Leichtbeton mit Zuschlagstoffen zu schaffen, welches ohne Festigkeitsverringerung
des Leichtbetons dessen Wärmedämmung verbessert und sein Raumgewicht verringert.
Diese Aufgabe wird erflndungsgemaß dadurch gelöst, daß bei der Herstellung eines
Betons aus Leichtzuschlagstoffen und Zementmörtel in den Zementmörtel ein 50 hoher
Luftporenanteil eingerührt wird, daß die Festigkeit des Zementmörtels der Festigkeit
der Zuschlasatorte wenigstens hernd gleich ist.
-
Der Erfinder hat erkannt, daß bei Schwerbeton die Festigkeit allein
durch die Festigkeit des Zement steins bestimmt wird, weil die Zuschlagstoffe eine
viel größere Festigkeit als der Zementstein aufweisen, daß aber andererseits beim
Leichtbetonmit Zuschlagstoffen die Festigkeit des Betons von der Festigkeit der
Zuschlagstoffe abhängt, weil der Zementstein eine höhere Festigkeit als diese aufweist.
Bei einem Leichtbetonzuschlagstoff aus Blähton mit einem Schüttgewicht von 400 bis
450 kg/m3 bzw.
-
einer Kornrohdichte von 800 bis 900 kg/m3 läßt sich, wie Versuche
gezeigt haben, keine höhere Festigkeit als ca. 180 kg/cm2 erreichen. Dann ist es
aber entgegen der bisherigen Übung nach der Erkenntnis des Erfinders sinnlos, einen
Zementmörtel zu verwenden, der nach dem Aushärten seinerseits eine Festigkeit von
mehr als 180bkg/cm2 besitzt. In den Zementmörtel lassen sich daher noch etwa 30
% an zusätzlichen künstlichen Luftporen einführen, ohne daß seine Festigkeit unter
diejenige der Leichtzuschlagstoffe sinkt, während andererseits, wie bereits ausgeführt,
eine höhere Festigkeit als die der Leichtzuschlagstoffe keinen Vorteil bringt. Der
erfindungsgemäß zusammen mit dem erwähnten Leichtbetonzuschlagstoff aus Blähton
verwendete Zementmörtel hat nach Einführung der Luftporen ein Trockenraumgewicht
von ca.
-
1000 kg/m3, mit anderen Worten liegt die Trockenrohdichte des Zementmörtels
in der Nähe der Kornrohdichte der Zuschlagstoffe.
-
Der so hergestellte Baustoff vereinigt die günstigen Eigenschaften
des Porenbetons mit denen des Leichtbetons. Es kann somit je nach Festigkeit der
Zuschlagstoffe Beton hergestellt werden, der sogar als Stahlbeton geeignet ist und
dennoch eine sehr gute Wärmedämmung aufweist. Während bei dem bekannten Leichtbeton
mit Zuschlagstoffen der Zementstein Kältebrücken bildet, die lediglich durch die
porigen Zuschlagstoffe insofern verlängert werden, als der Wärmeaustausch nicht
durch die Zuschlagstoffe hindurch stattfinden kann, wird bei dem erfindungsgemäß
hergestellten Beton durch die Luftporen des Zement steins eine ähnlich wirksame
Wännedännung wie bei Gas- oder Schawnbeton erreicht Das Schwinden der aus erfindungsgemäß
hergestelltem Beton gefertlgten Bauteile ist wesentlich niedriger als bei einem
reinen
Porenbeton, da etwa 60 % der Masse aus nicht mehr durch Wassereinwirkung veränderlichen
proösen Zuschlagstoffen besteht.
-
Dadurch wird es ermöglicht, mit dem erfindungsgemäß hergestellten
Baustoff auch Ortbeton herzustellen, was bei reinem Porenbeton nicht möglich ist.
Ferner eignet sich der erfindungsgemäß hergestellte Beton sehr gut für die Herstellung
von Stahl-Leichtbeton, Konstruktions-Leichtbeton, ferner für bewehrte und unbewehrte
Wand-, Dach- und Deckenkonstruktionen, Trennwände und Wärmedämmelemente sowie für
die Herstellung von Mauersteinen.
-
Die Menge der Poren, die Je nach Festigkeit der Zuschlagstoffe und
Festigkeit des Zements eingebracht werden kann, wird wie folgt ermittelt. Mit den
zur Verwendung kommenden Leichtzuschlagstoffen und Zement bekannter Festigkeit sowie
dem erforderlichen Wassergehalt wird eine Betonmischung in der herkömmlichen Weise
hergestellt, und es werden Probewärfel geformt, die auf ihre Druckfestigkeit geprüft
werden. Wie schon erwähnt, ist diese Druckfestigkeit, abgesehen vom Wasser-Zement-Faktor,
allein von der Festigkeit der Leichtzuschlagstoffe abhängig.
-
Sodann werden unter Zusatz eines geeigneten Porenbildners gegebenenfalls
in mehreren Versuchsreihen so viele Luftporen in den Mörtel eingeführt, bis die
Festigkeit der aus diesen Mischungen hergestellten Probewürfel deutlich unter die
Festigkeit des Betons ohne Luftporenbildner gesunken ist. Dies zeigt an, daß nunmehr
der Zement stein eine geringere Festigkeit hat als die Leichtzuschlagstoffe. Durch
Interpolieren kann nun der richtige Luftporengehalt ermittelt werden, bei dem die
Festigkeit des Zementsteins etwa der der Leichtzuschlagstoffe entspricht.
-
Für Stahlleichtbeton der Güteklasse LB 160 hat sich folgendes Rezept
bewährt:
Leichtbetonzuschlagstoff, grobe Körnung 237,0 kg Leichtbetonzuschlagstoff,
feine Körnung 237,0 kg Leichtlzetonzuschlagstoff, Sand 125,5 kg Zement 330,0 kg
Porenbildner 1,5 kg (davon 1,3 kg Alkylarylsulfenat und 0,2 kg Harzseife zur Stabilisierung
der Luftporen) Wasser 150,0 kg Dieser Beton weist eine Porosität von ca. 20 %, bezogen
auf die gesamte Detonmenge auf. Gegenüber dem in der herkömmlichen Weise hergestellten
Leichtbeton mit Zuschlagstoffen verringert sich die Wärmeleitzahl von ca. tut 0,35
bis 0,40 auf #t 0,20 bis 0,25. Die Gewichtsverringerung beträgt wo bis 15 %, das
Raumgewicht des erfindungsgemäß hergestellten Betons liegt trotz seiner Festigkeit
bei nur etwa 0,95. Infolge der Verringerung der Wärmeleitzahl läßt sich bei Verwendung
des erfindungsgemäß hergestellten Leichtbetons mit einer 20 cm starken Wand die
gleiche Wärmedämmung erreichen wie mit einer 30 cm starken Wand, die mit herkömmlichem
Leichtbeton errichtet ist.