DE1813574C3 - Verfahren zur Herstellung von konstruktivem Leichtbeton - Google Patents

Description

Zementmörtel ein so hoher Luftporenantei! einge- io beispielsweise in Schalungen auf der Baustelle herge- ----------- - ■ stellte Bauteile beim Austrocknen so stark schwinden,

daß Risse unvermeidlich wären.

Wegen der ungenügenden Festigkeit des Porenbetons und der Unmöglichkeit seiner Verwendung als

zeichnet, daß im Blähverfahren hergestellte künstli- 15 Ortbeton haben die Leichtbetone mit Zuschlagstoffen ehe Zuschlagstoffe in Kugelform verwendet werden. große Bedeutung gewonnen. Man kennt einerseits den

sogenannten Einkornbeton mit Haufwerkporen, bei dem das Bindemittel die Körner des Zuschlagstoffes

führt wird, daß die Festigkeit des Betons der Festigkeit der Zuschlagstoffe wenigstens annähernd gleich ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Porenerzeugung mechanische P01 znbildner verwendet werden.

umgibt und sie an den Berührungspunkten miteinander

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 20 verbindet, während die Hohlräume zwischen den

zeichnet, daß als Porenbildner Alkylarylsulfonat benutzt wird, und daß die Luftporen durch Harzseife stabilisiert werden.

Körnern unausgefüllt bleiben. Dieser Einkornbeton \·\ zur Aufnahme größerer Belastungen nicht in der Lage.

Demgegenüber umgibt beim Leichtbeton mit stetiger Kornzusammensetzung und Korneigenporigkeit der

₂₅ Mörtel die Körner des Zuschlagstoffes vollkommen und

füllt auch die zwischen diesen befindlichen Zwischen-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung räume vollständig aus.

von konstruktivem Leichtbeton mit einem Luftporenan- Die Leichtbetone mit Zuschlagstoffen weisen ein

teil in dem Zementmörtel. höheres Raumgewicht und damit eine schlechtere

Leichtbetone werden in zwei Hauptgruppen einge- 30 Wärmedämmung als der Porenbeton auf. Dafür ist die

teilt, nämlich in Porenbetone und Betone mit Leichtzu- Festigkeit der Leichtbetone mit Zuschlagstoffen erheb-

«chlagstoffen. Leichtbetone geringer Festigkeit werden Hch größer. Infolge der höheren Festigkeit kann der

beispielsweise zu Isolierzwecken verwendet. Leichtbeton bei Verwendung geeigneter Zuschlagstoffe

Zur Herstellung von Porenbetonen kennt man die auch zur Herstellung von Konstruktionsbeton und

Porenerzeugung mit chemischen Porenbildnern zur 35 Stahlbeton verwendet werden.

Herstellung von sogenanntem Gasbeton und die In ACI Committee 212 »Admixtures of Concrete«,

Porenerzeugung mit mechanischen Porenbildnern zur Manual of Concrete Practice, Part 1, Detroit, Mich., HeTstellung von Schaumbeton. Elei der Gasbetonheritellung werden dem noch plastischen Zement oder
Kalkmörtel Porenbildner beigemengt, die mit den 40 Vermikulit einen Luftporenanteil von 20 bis 35% Komponenten des Mörtels in chemische Reaktion enthält. Bei den Zuschlagstoffen Perlit und Vermikulit

handelt es sich um geschäumte Silikate, die nicht tragende Füllstoffe darstellen und die Festigkeit des Leichtbetons so erheblich herabsetzen, daß dieser für

Der am weitesten verbreitete Porenbildner für die 45 konstruktive Zwecke nicht geeignet ist. Weiterhin ist in Casbetonherstellung ist Aluminiuimpulver, das mit dem dieser Literaturstelle angegeben, daß bei konstruktivem

Leichtbeton unter Verwendung von Leichtzuschlagstoffen, wie Blähton, ein luftporenhaltiger Mörtel eingesetzt werden könne. Dabei wird aber nur von einem

Hei der Herstellung von Schaumbeton wird dem 50 Porengehalt bis zu 5% ausgegangen, der als ausreichend Zement oder Kalkmörtel mechanisch aufgetriebener für die Frostbeständigkeit des Betons angesehen wird.
Schaum beigemengt. Es kann auch Wasser und In der »Betonstein-Zeitung«, 1968, S. 218, ist ein

Schaummittel vermengt und kurz aufgeschäumt und Leichtbeton beschrieben, der zur Verminderung seines dann das Bindemittel-Sandgemisch zugegeben und der Gewichts und zur Verbesserung seiner wärmeisolierenrestliche Schaum erzeugt werden. Als Schaumbildner 55 den Eigenschaften einen zusätzlichen Luftporenanteil

im Mörtel enthält. Aus einem derartigen Leichtbeton

1967, ist ein zu Isolierzwecken geeigneter Leichtbeton beschrieben, der neben den Zuschlagstoffen Perlit und

treten und hierbei Gas entwickeln. Als Folge der Gasbildung nimmt das Volumen des Mörtels zu, der Mörtel schwillt an und gewinnt eine poröse Struktur.

Kalkhydrat des Mörtels Wasserstoff entwickelt. Auch Kalziumkarbidpulver oder Wasserstoffsuperoxyd und Chlorkalk finden Verwendung.

können Naturharze, Seifen und Sulfonate verwendet werden. Die Schäume können mit anderen Zusätzen stabilisiert werden.

Die Porenbetone beider Arten können in Autoklaven bei 8 bis 10 atü Druck und einer Temperatur von etwa 180⁰C gehärtet werden oder können an der Luft erhärten. Bei Porenbetonen auü Kalkmörtel ist das Härten in Autoklaven unbedingt erforderlich. Die Porenbetone aus Zement, die nicht in Autoklaven gehärtet werden, weisen eine mindere Qualität auf.

Die baustellenmäßige Herstellung von gasgetriebenem oder geschäumtem Mörtel (mit Erhärtung an der Luft) hat keine Bedeutung gewinnen können, da die

hergestellte Platten können als Massiv-Außenwände verwendet werden, da sie auch ungünstigen Witterungsbedingungen standhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von konstruktivem Leichtbeton mit einem Luftporenanteil in dem Zementmörtel zu schaffen, welches ohne Festigkeitsverringerung des Leichtbetons dessen Wärmedämmung verbessert und dessen Raumgewicht verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der an sich bekannten Herstellung des Betons aus den Leichtzuschlagstoffen Blähton und/oder Bläh-

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schiefer und Zementmörtel in den Zementmörtel ein so des Zementmörtels in keiner Weise der Festigkeit der

hoher Luftporenanteil eingeführt wird, daß die Festig- Zuschlagstoffe angenähert und die geschäumten Kunst-

keit des Betons der Festigkeit der Zuschlagstoffe stoffe, wie beispielsweise Styropor, sind in keiner Weise

wenigstens annähernd gleich ist Der Erfindung liegt die als Zuschlagstoffe zur Herstellung von konstruktivem

Erkenntnis zugrunde, daß bei Schwerbeton die Festig- 5 Leichtbeton geeignet.

keit fast ausschließlich allein durch die Festigkeit des Zweckmäßigerweise werden im Blähverfahren her-Zementsteins bestimmt wird, weil die Zuschlagstoffe gestellte künstliche Zuschlagstoffe in Kugelform vereine viel höhere Festigkeit als der Zementstein wendet Besonders geeignet sind die Leichtzuschlagaufweisen, daß aber beim Leichtbeton mit Zuschlagstof- stoffe Blähton und Blähschiefer zur Herstellung des fen die Festigkeit des Betons fast ausschließlich von der io erfindungsgemäßen konstruktiven Betons, da die Festigkeit der Zuschlagstoffe abhängt, weil der Zement- gebrannten geblähten Produkte infolge des Brennens stein eine höhere Festigkeit als diese aufweist, und daß eine glasige, sehr harte Struktur aufweisen, die Form der es aus diesem Grunde sinnlos ist, einen Zementmörtel zu Poren und der Sinterhaut besonders widerstandsfähig verwenden, der im Verhältnis zu den verwendeten gegen Druckbeanspruchungen ist, da diese eine Leichtzuschlagstoffen eine unnötige Härte besitzt. 15 geschlossene Oberfläche aufweisen und keine Volumen-Diese Erkenntnis ist durch Versuche nachgewiesen änderung durch Wasseraufnahme und -abscheidung worden, die ergeben haben, daß bei etwa gleichem erleiden.

Luftporengehalt sowie gleichem Zementgehalt und Der erfindungsgemäß hergestellte Leichtbeton vergleicher Zementqualität nur durch Erhöhung der einigt die günstigen Eigenschaften des Porenbetons mit Schüttdichte der Zuschlagstoffe die Betonfestigkeit 20 denen des Leichtbetons.

beträchtlich gesteigert werden kann. So ist beispielswei- Es kann somit je nach Festigkeit der Zuschlagstoffe

se die Festigkeit des Leichtbetons bei einer Schüttdichte Beten hergestellt werden, der sogar als Stahlbeton

der Zuschlagstoffe von 500 kg/m³ mehr als doppelt so geeignet ist und dennoch eine sehr gute Wärmedäm-

hoch wie die Festigkeit bei Verwendung von Zuschlag- mung aufweist. Während bei dem bekannten Leichtbe-

stoffen mit einer Schüttdichte von nur 300 kg/m³. Die 25 ton mit Zuschlagstoffen der Zementstein Kältebrücken

Festigkeit des Zementmörtels sinkt mit der Zunahme bildet, die lediglich durch die porigen Zuschlagstoffe

dps Luftporenanteils ab. Zur Erreichung einer ge- insofern verlängert werden, als der Wärmeaustausch

wünschten Festigkeit des Leichtbetons gibt es daher für nicht durch die Zuschlagstoffe hindurch stattfinden

jede Schüttdichte der Zuschlagstoffe einen Grenzluft- kann, wird bei dem erfindungsgemäß hergestellten

porengehalt. 30 Beton durch die Luftporen des Zementsteins eine

In der Zeitschrift »betonherstellung verwendung 17«, ähnlich wirksame Wärmedämmung wie bei Gas- oder 1967, S. 183 bis 186, ist zwar ausgeführt worden, daß die Schaumbeton erreicht. Das Schwinden der aus erfin-Druckfestigkeit von Leichtbeton im wesentlichen durch dungsgemäß hergestelltem Beton gefertigten Bauteile die Festigkeit des Zementmörtels bestimmt werde. ist wesentlich niedriger als bei einem reinen Porenbeton, Diesen Ausführungen widerspricht nicht nur das 35 da etwa 60% der Masse aus nicht mehr durch Ergebnis der angestellten Versuche, sondern auch der Wassereinwirkung veränderlichen porösen Zuschlag-Aufsatz von Bache und Nepper-Christensen stoffen bestehen. Dadurch wird es ermöglicht, mit dem »Observations on strength and fracture in lightweight erfindungsgemäß hergestellten Baustoff auch Ortbeton and ordinary concrete«, in dem dargelegt ist, daß die herzustellen, was bei reinem Porenbeton nicht möglich Festigkeit von Leichtbeton überwiegend von der 40 ist. Ferner eignet sich der erfindungsgemäß hergestellte Festigkeit der Zuschlagstoffe abhängt und nur zu einem Beton sehr gut für die Herstellung von Stahl-Leichtbegeringeren Teil von der Festigkeit des Zementmörtels ton, Konstruktions-Leichtbeton, ferner für bewehrte beeinflußt wird. und unbewehrte Wand-, Dach- und Deckenkonstruktio-

Bei einem Leichtbetonzuschlagstoff aus Blähton mit nen, Trennwände und Wärmedäminelemente sowie für einem Schüttgewicht von 400 bis 450 kg/m³ bzw. einer 45 die Herstellung von Mauersteinen.
Kornrohdichte von 800 bis 900 kg/m³ läßt sich, wie Zur Porenerzeugung können mechanische Porenbild-Versuche gezeigt haben, keine höhere Festigkeit als ner wie Alkylarylsulfonat benutzt werden, wobei die etwa 180 kg/cm² erreichen. Dann ist es aber entgegen Luftporen durch Harzseife stabilisiert werden,
der bisherigen Übung nach der Erkenntnis des Erfinders Die Menge der Poren, die je nach Festigkeit der sinnlos, einen Zementmörtel zu verwenden, der nach 50 Zuschlagstoffe und Festigkeit des Zements eingebracht dem Aushärten seinerseits eine Festigkeit von mehr als werden kann, wird wie folgt ermittelt. Mit den zur 180 kg/cm² besitzt. In den Zementmörtel lassen sich Verwendung kommenden Leichtzuschlagstoffen und daher noch etwa 30% an zusätzlichen künstlichen Zement bekannter Festigkeit sowie dem erforderlichen Luftporen einführen, ohne daß seine Festigkeit unter Wassergehalt wird eine Betonmischung in der herdiejenige der Leichtzucchlagstoffe sinkt, während 55 kömmlichen Weise hergestellt, und es werden Probeandererseits, wie bereits ausgeführt, eine höhere würfel geformt, die auf ihre Druckfestigkeit geprüft Festigkeit als die der Leichtzuschlagstoffe keinen werden. Wie schon erwähnt, ist diese Durckfestigkeit, Vorteil bringt. Der erfindungsgemäß zusammen mit abgesehen vom Wasser-Zement-Faktor, allein von der dem erwähnten Leichtbetonzuschlagstoff aus Blähton Festigkeit der Leichtzuschlagstoffe abhängig. Sodann verwendete Zementmörtel hat nach Einführung der 60 werden unter Zusatz eines geeigneten Porenbildners Luftporen ein Trockenraumgewicht von etwa gegebenenfalls in mehreren Versuchsreihen so viele 1000 kg/m³, mit anderen Worten liegt die Trockenroh- Luftporen in den Mörtel eingeführt, bis die Festigkeit dichte des Zementmörtels in der Nähe der Kornroh- der aus diesen Mischungen hergestellten Probewürfel dichte der Zuschlagstoffe. deutlich unter die Festigkeit des Betons ohne Luftpo-

Aus der deutschen Patentschrift 9 64 217 ist es 65 renbildner gesunken ist. Dies zeigt an, daß nunmehr der

bekannt, einem Schaumzement poröse thermoplasti- Zementstein eine geringere Festigkeit hat als die

sehe Kunststoffe als Zuschlagstoffe zuzusetzen. Nach Leichtzuschlagstoffe. Durch Interpolieren kann nun der

diesem bekannten Verfahren wird aber die Festigkeit 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 Leichtbetonzuschlagstoff, Sand 125,5 kg

Zement 330,0 kg

Porenbiidner 1,5 kg

(davon 1,3 kg Alkylarylsulfonat und 0,2 kg Harzseife zur Stabilisierung der Luftporen)
Wasser 150,0 kg

Dieser Beton weist eine Porosität von etwa 20%, bezogen auf die gesamte Betonmenge, auf. Gegenüber dem in der herkömmlichen Weise hergestellten Leichtbeton mit Zuschlagstoffen verringert sich die Wärmeleitzahl von etwa λι 0,35 bis 0,40 auf λ/ 0,20 bis 0,25. Die Gewichtsverringerung beträgt 10 bis 15%, das Raumgewicht des erfindungsgerpäß hergestellten Betons liegt trotz seiner Festigkeit bei nur etwa 0,95 g/cm³. 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.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von konstruktivem Leichtbeton mit einem Luftporenanteil in dem Zementmörtel, dadurch gekennzeichnet, daß bei der an sich bekannten Herstellung des Betons aus den Leichtzuschlagstoffen Blähton und/oder Blähschiefer und Zementmörtel in den

Mörtel das überschüssige Wasser nur langsam verlieren. Der hohe Feuchtigkeitsgehalt eines solchen Mörtels ist nachteilig, wenn der Bauteil mit damp/dichten Belägen, z. B. 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 Farbiken hergestellt Da das Schwindmaß des Porenbetons so groß ist, würden