DE1815636A1 - Zemente - Google Patents

Description

DIPL.-ING. H. MABSGH ÜÜ8SELDOHFJ 8 t"56 36 UNDSMAIfNSTRAHM 91

nnu

2/191

CIMBNIS LAPAHGE SOOIETE ANONYME 28, rue.Emile-Menier, Paris (16^θ)/Frankreich

Zemente

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Typ von Zementen, die hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihrer Eigenschaften zwischen den Fortland-Zementen und den Tonerdezementen liegen. Die Erfindung betrifft weiterhin die mit einem derartigen Zement gebildeten Mischungen»

Die Eigenschaften der zu den hydraulischen Bindemitteln gehörenden Tonerdezemente sind bekannt, nämlich rasche Härtung

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trotz einer normalen Alibi κ dung, ihre Beständigkeit gegen aggressive Reagent1en, ihre Hydratation bei Temperaturen unter O⁰C und ihre Hitzebeständigkeit.

Tonerdeaemente haben Jedoch bei bestimmten Gebrauchsbedingungen den Nachteil einer fortschreitenden Verschlechterung der mechanischen Festigkeiten und einer Erhöhung der Porosität· Man weiß» daß diese beiden miteinander verbundenen Phänomene nur dann auftreten» wenn dia anfängliche Hydratation bei einer Temperatur in der Größenordnung von 20⁰C oder darunter durchgeführt wird und der spätere Standort den Betonfeuchtigkeitsbedingungen und relativ erhöhten Temperaturen aussetzt· Diese beiden Phänomene sind auf die Umwandlung der anfänglich in hexagonaler Form (CAH₁₀) kristallisierten hydratisieren Kalkaluminate in stabiles Alumlnat zurückzuführen, das unter den Bndbedingungen in kubischer Form (CvAHg) kristallisiert· l?s ist bereite bekannt, daß diese Nachtelle behoben werden können, wenn eine Hydratation bei einer solchen Temperatur sichergestellt wird, daß die gebildeten Hydrate direkt in der stabilen kubischen Form kristallisieren und vorteilhafterweise E/G dem kritischen B/C möglichst nahekommt, d.h. dem Verhältnis E/G möglichot nahekommt, das der Wassermenge entspricht, die notwendig ist, damit das vorhandene CA alles verfügbare Wasser in der form C^AHg und AH, fixieren kann.

5CA + 12H — * C₃AH₆ + 2AH₃

In der Praxis 1st man jedoch aus Gründen der Handhabung geswungen, mit einem Überschuß an Wasser über das kritische Verhältnis E/C zu arbeiten. Babel ergeben sich für den bei diesen Bedingungen erhaltenen Beton stabile oder selbst sich

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mit der Zelt verbessernde Festigkeiten, die jedoch wesentlich unter den Maximalfestigkeiten liegen» die man mit diesen Zementen hei besseren Arbeite- und Standortbedingungen erreichen kann.

Die Anwesenheit von freiem Wasser nach der Hydratation in der Form C^AHg ist für die Unterschiede verantwortlich, die man in Hinblick auf die meohanlsohen Festigkeiten je naoh den Arbeite- und Standortbedingungen beobachten kann.

Zur Beseitigung dieser Nachteile von Tonerdesementen in einer ™ Weise» um maximalen Vorteil aus ihren oben erwähnten guten Eigenschaften zu ziehen, hat man natiirlioh daran gedacht * durch irgendein tfittel, das überschüssige Wasser zu fixieren, ohne das Hydratationsphänomen zn gefährden. PIe Festlegung der freien Vfassermolekttle scheint prinzipiell gemäß einer der drei folgenden Möglichkeiten durchgeführt werden eu können:

1) Unabhängig von den gebildeten hydratisieren Aluminaten mittels eines hydrophilen Bestandteils des Zements oder Betons.

Z) Duron Erhöhung des Gehalts an hydratleierten Kallcaluminaten. Bei einer Menge _f die 3 Molekülen wasserfreiem CA entspricht und mit entsprechendem Kalkauechuß können die Hydrate folgende Reaktionen eingehen:

3CA + 5OH 3CAH₁₀ > C₅AH₆ + 2AH₃ + 18 H, wodurch 12 Mol H₂O (2) festgelegt werden.

3CA + 30 + 3OH > 3C₂AH₈ + 6H ——^ 2CjAH₆ + 15 H, wodurch 15 Mol H₂O (2) festgelegt werden» und

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3CA + 6C + 3OH ——ώ» 3C₃AH₆ + 12 H ■ "> 3C₃AH₆ ♦ 12 H₉ wodurch 1Θ Mol HgO (2) festgelegt werden.

3) Durch Begünstigung der Bildung von komplexen Alumina«· ten (Chlor-» Brom-» SuIfο-, Carboaluminaten und dergleichen), deren Kristallisation normalerweise mit einer erhöhten Anzahl von Wassermolekülen vor sich geht und die außerdem den Vorteil besitzen, stabil zu sein.

Auf Grund der durch die beiden ersten Möglichkeiten gesetzten Probleme hat sich bisher die Aufmerksamkeit der letztgenannten obigen Möglichkeit zugewandt. So wird in den jüngsten Veröffentlichungen tatsächlich die Bildung von komplexen Aluralnaten empfohlen, deren Herstellung sich als relativ leicht erwiesen hat,

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die auf verschiedene praktische Gebrauchebedingungen leichter anwendbar 1st.

Bezüglich der beiden erstgenannten obigen Möglichkeiten soll darauf hingewiesen werden, daß zur Erfüllung der ersten Möglichkeit der hydrophile Bestandteil ein wirksames Lehydratisierungsmittel sein muß, das, um die Hydratation nicht zu stören, vor allem eine zunehmende und aufgeschobene Wirkung haben muß«

Bb wurde nun gefunden, daß die oben erwähnten Nachteile der Tonerdezemente vermieden und diese wesentlich verbessert werden können, wenn bei bestimmten Bedingungen die erste und die zweite der für die Festlegung der freien Waesermolekül» ins Auge gefaßten Möglichkeiten gleichzeitig ange-

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wendet werden. 33er vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde» zur Herstellung eines neuen Bindemitteltype auf Tonerdezementklinker-Grundlage einen nachfolgend ale "Produkt" bezeichneten Bestandteil zu verwenden, der in der Lage ist, die gewünschte Doppelroll© des wirksamen Dehydratisiarungs« mittels mit aufgeeohobeiier Wirkung und der kontinuierlichen Kalkquell© zu spielen,die den Aluminatßn im Verlauf der Bildung ssur Verfügung steht»

Das Produkt ist ein Tric&leiumsilikat, das aus natürlichen Stoffen erhalten wird, weshalb es alle gewöhnlichen Verunreinigumgea. enthält. ISe hat eine natürliche oder eyathetieohe Zusammensetzung, v/i© sie die der Partiand«"!3eiüentklink©r um·=· faßt.

Pie Herstellung des oben defilierten Produkts kann in übli» eher Weise durch Klinkerbildung oder Schmelzen geschehen, bei spielsweise durch Klinkerbildimg bei ©im©r !Temperatur von 1260 bis 150O⁰Ge Das siaii bei der einen oder anderen dieser Arbeitsweise» ergebende Produkt kann als solches oder nach verwendet werden, entweder Bis Granulat von

was I>eistungsverbeaserujQgQn mit sich bringt, oder als Bastandteil, von neuen Zementen, wobei die- BB Granulate, Beton© und Zemente jeweils Gegenstand der vor·=· liegenden Erfiadung siad₀ Ils Rohmaterialien, die in Klinker überführt werden können, um di© !Erioalciumsilikate oder das "Produkt⁸¹ gemäß der Erfindung su ergeben, können Kalkmergel, Kalksilikatsteine und alle anderen Materialien dieser Typen

genannt werdem Diese Materialien werden in Hangen verwendet, die ausreichen _s um einen fertigen Klinker zu ergeben, der ungefähr folgende Zusammensetzung besitzt:

. 5 = 909831/0885

CaO 60 bis 77 Gew.-#

SiO₂ 20 bis 26 Gew₀ «#

Fe₂O, 0,2 bis 6,5 Gew.-^

AIgO, 1 biß 6 Gew.~?£

Diese Zemente sind weder Fortland-Zeiaente noch !Eonerdesemente, "besitzen jedoch die wesentlichen Eigenschaften dieser beiden bekannten Zementtypen«

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann daa Produkt auch als Bestandteil von neuen komplexen Bindemitteln, beispielsweise binären Systemen, verwendet werden. Das Produkt ist Vergleiohaversuchen bezüglich Tonerdezementproben unterworfen worden, bei so rigorosen Vergleichsbedingungen wie möglich und ausgewählt unter den strengsten Bedingungen. Außerdem ist aur Berücksichtigung der im Verlauf der Hydratation des Zements während dor Verarbeitung der Masse freigesetzten Wärme eine Vereuchareihe mit Hydratationen gemäß einem "thermischen Zyklus" durchgeführt worden, bei der die gleichen Erhltzungabedingungen dee Betone realisiert wer« den v/le bei der praktischen Anwendung.

I. Verwendung des., Projdjikts^als _ι Bestandteil,,von Bindemitteln

Man könnte voraussetzen, daß auf Grund der oben erwähnten Verwandtsohaft zwischen dem Produkt und dem Portland-Zementklin-» ker die binären Mischungen aus Produkt und Tonerdezeinent einen Teil des gesamten Bereiches von Fertigmischungen darstellen, die durch klassische Mischung erhalten werden. Es wurde jedoch gefunden, daß man die fertigen Mischungen vereinigt, wenn man die verwendeten Prozentmengen an Produkt erhöht oder bei einem gleichen Gehalt an Produkt eine Wahl in Hin-

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blick auf die physikalischen oder chemischen Eigenschaften «rifft, und es wurde insbesondere gefunden» daß die Mischunjea, die das Produkt als einen ihrer Be&tandteile e:\thalten, trieb im allgenieinen von den fertigen Mischungen unterBchei« ien. 3β"liegen insbesondere folgende Unterschiede ror:

.Oie Abbindezeiten sind etwa© verkürzt, bleiben jedoch normal und mit denen von Sonerdeisementen vergleichbar, und

die mechanischen Festigkeit©?!, die normalerweise für die fertigen Mischungen sehr gering sinö₉ erreichen im Gegensatz dazu mit dem Produkt f3eto.r erhöht© W@2te in «!er Größenordnung von den Vierten, die mit den Sonerdssemaat^Kontrollprobeu, erhalten

verwendet m©a TOrtsiihafterwels© die etwa 1 bis etwa 60 $ dss igerlclaiaerten Produkte enthalten, dessen chemisch.© Zus&Hose&eetsmig -und spösifische Pein« helt sich euch auf die Enclelgsiaselisften der Mischungen außwirken« Im allgemeinen habisa all® SuseaMensetafuiigen Semealie mit abnehmbaren Eigenschafteü geliefert, ©hsaö daß Ui.wejrfcj?äglichkaiten oder Optima aufgetreten six&d₉ abgesehen von dem Einfloß der Feinheit des Produktes w©aa äleee Feinheit zu hoch ist ι ergeben sich Sesi©a,t©₅ die für äie normale EaaäliE« buEg au sclmell sl®d_e Bei ©isaor MIscfeiaag d©8 Produkts mit Tonerdezement ist die JPeinfooit fies PsOdukts vorswgsweise derart» daß der mittels iiHtibifflgsiaeeetmg Tbüstisuate Vert etwa 50 ^

Teilchen, unter 30 λ

Ss wird darauf hlagöwigBetij, isß öl© Ilg©ag©haftea der erlial» tenea Bindemittel regelmäßig mit d@m P^oaeatsatss an Produkt was di© Vfahl d©s^j Sussaaiasneetsungen in Abhängigkeit

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von der oder den spesiellen Eigenschaften erleiahtet, die betiondera angestrebt werden.

.Duroligeführte Versuche haben ergeben, daß die Zugabe des Pro dukts insbesondere die folgenden Wirkungen zeigt:

Die Hydratation der Tonerde.fraktion des Zemente ergibt Hydrate, die an Kalk reicher sind als die Tonerdezement-Kontrollprobe, Der gebildete Hydrattyp hängt von der Pro-

aer.tmenge an Produkt a'ö.

J3B.& stabile kubische Hydrat CjJlEg, das normalerweise nur n&ch Temperaturerhöhung erhalten wird, bildet sich opontan bei 20° im Verlauf der normalen Hydratation von Bindemitteln, die etwa 50 # Produkt ©ath&lten«

Wie die obigen Reaktionen (2) geigen, hat die Anwesenheit von Hydraten mit einem höheren Gehalt an Kalk die Folge» daß BUßätzliche WaeaermaXeküle festgelegt werden·

Trotz dem C^S-Ciehalt dos Produkte zeigen die Untersuchungen mit Röntgenstrahlen nach der Hydratation keine Spur von Ca(OH)2»unabhängig vom .Zugabeprozenteatz. Dies ergibt eich aus der Tatsache, daß der gesamte durch Hydratation dee Produkts freigesetzte Kalk an der Bildung von Hydraten mit hohem Gehalt an CaO teilnimmt.

Se ist festzuhalten, da3 dies Abwesenheit von freiem Kalk nach der Hydratation bedeutende günstige Konsequenzen für

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verschiedene Anwendungsgebiete haben kann? insbesondere la Hinblick auf die Beständigkeit gegen reines Wacser ("unzer ?.e^H;slicherⁿ Zement).

Bei der reinen Aufschlämmung nimmt der Absind©beginn für Pro-« duktprosentmengen von 0 bia 60 # 3 Stunden biß 1 1/2 Stunden in Anspruchs jedoch ist bei normalen Anwendungsbedingungen die Beschleunigung beträchtlich geringer, da bei Mörtel (E/0 = O₈40) der Abbind©beginn beim gleichen Prozentbereich von 1 Stunde 50 Minuten bis 1 Stunde 20 Minuten -variiert»

die untersuchten Mischungen ebanso wis für die lonerdeaement-Kontrollproben liegt aas linde clee AbbindenB «twa 1 Stunde .nach dem Beginn dea Abbindens«,

4jE[Qrm&le Pließfähiglcei-fcjVerbeEserte Ve rarba i tbarkel t

* Blin MMiH^Ii |»n>niiinnfci i i<a»«im mMmiamli im um in« ί 11 Τι ι < ι n Ίι nn ιμιιιιι ι 11 ■ ιι ι ι um ~ 11 — ι win <ι—iiiwi ιιιιμιμιμ Wi

Die JlieiSfMhigJseity gemssBei-a v:<ra Kneten an oder nach 50-minü· tig;eni Stehen, wird durch dia Aa\;es©t-.h©it dee Produkts nicht beeinflußt. Bie Bindemittel mit Produkt seheinen eine bessere Verarbeitbar&eit su besitseK. DIo aus diesen Zementen hergestellten Mörtel odsr Betone beei"säen im sllgomsinen eir.3 praktischere Konsistena.

3) Kodifikation der Entwicklung skurire

aunehmender erreichte Eöehstfestiekeitsn

ιι min ,ι mm jiii.iiiiMii^ii iwiBni it in Tim irr m πγττπ— τη" s=aewnuafa3MK3vjKu.v»'X««n>c αηκ^κ*

Diese Feststellung berulrl; auf Versuchen» durchgeführt mit genormter Aufbewahrungsvreise (iJ.-nt.er Vfeaser bei 2O^V)₈ die für die Tonerdei3ement~Xontrollr..?oben besonders günstig ist.

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AO

Biß zum Ablauf von 6 Stunden spielt das Produkt eine indifferente Rolle und bringt im Verhältnis ssur Tsnerdezement .Kcr.-Girollprobe β.ίηεη dem Proaentfcata r.r'ch höherem "festigkeit ab.·.'all .nit sich, bei dar gleichen Proßsrmienge an in der Mi schung vorhandenem Produkt.

DiGBC "schädliche Wirkung" der ersten Stunden verschwindet nach. Ablauf- -vron 24 Stunden boi .Prod'iktgefcalttin in c.er Grfc'ßenordnmig von 25 # und i3wi;:.t;b.en 24 Stunden und 7 Tagen bei höheren Prossntgehalteii.

Tor. dsn genannten Zeitspannen tm verlauft die Ent./ic&lung der Festigkeiten bai den Mischungen, die das Produkt enthalten, wesentlich rascher ala bsi den Tonerdeζeraenu~Kon~ txcllproban, liach 28 Tagen ergeben die Mieahungen mit 25 '% ?icdv.kt zwischen 90 und 100 ^eß> der Festigkeiton der Kontroll picbe, Die Mischungen mit 40 f Produkt ergaben 75 bis SO % der Peetigkeiten von Kontrollproben.

Diese Ergebnisse aind Ir. de:? nachfolgenden Tabelle X zusammengestellt«

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tabelle

O CO CO CO

mit Mikrobeton A E/C a 0_f4

24 Straiten bei feuchter Luft mit 20⁰G, dann unter Wasser mit 2O⁰C

eo c© on

Tmt®rsööhta Mi	LseftisageB	S Btu,	Biegefestigkeit	23 !Cage	6 Std.	Druckfestigkeit	7 Sage	23 Sage
vmolnolMii,;	% £νοαα&	68	1 Tsg 7 isge	90	580	X lag	840	815
XOO	Q	54	Sl 84	QQ	370	660	705	805
75	25	41	65 74	77	250	520	520	630
60	40	49 59		350

Tabelle I (Forts,)

Versuch« mit Mikrobeton A E/0 « 0*4 Aufbewahrung 24 Stunden bei feuchter Luft mit 20⁰C, dann unter Wasser mit 20⁰G

(II) Versuche hinsichtlich der Wiederholbarkeit

O CX) OO

Her- untersuchte rt+nl , „ ,- ,,, „„	Mischungen	100 75	0 25	6 Std	Biegefestigkeit	7 Tage	28 !Page	Druckfestigkeit	1 Sag	7 Tage	28 Sage
da^um" verschmolzen,^ 'Produkt a£	100 75	0 25	70 49	. 1 Tag	86 67	86 74	6 Std.	710 530	805 675	850 740
15/5/ 15/5/	100 75	0 25	65 52	81 65	93 72	94 78	545 350	775 575	875 765	905 820
1/6/ 1/6/	100 75	0 25	66 51	77 71	93 73	99 78	635 370	695 530	790 700	860 780
15/6/ 15/6/	100 75	0 25	71 57	78 71	88 82	99 78	550 355	710 520	750 680	850 745
15/7/ 15/7/		77 59	84 75	95	100 86	495 365	690 535	825 765	950 770
1/8/ 1/8/	80 66	595 430

CD CO CT)

Die vorstellenden Tabellen, die Kontrollversuche und Versuche hinalchtlioh der Wiederholbarkeit betreffen» zeigen gut, daß din Mischungen, die das Produkt enthalten, einen Grad der Zunaxxne der mechanischen Festigkeiten besitzen, der vorteilhaf- ·*«*:.· ist als der der Kontrollproben und der Eich außerdem über den Ivart hinaus fortsetzt, der in 28 lagen erreicht wird.

6) Starke Verbesserung der mechaniochen Festigkeiten bei normal on Anwendungsbedingungan - trat erdrückung von Pestigkeiteilnahmen auf Grund von Temperaturerhöhung m χ·-1 in iiiiiii ι i iu ι mm* ira—iiwM nwi—iwm .nwiw w in >■ wwi i» *m\ m i mm^inimmtiwMamitmimimtwe^tiBtMmmwmmmmmmmimemmwmmmanmmn*****

Ilan weiß, daß die Tonerdesemente im allgemeinen bei normalen ΛΐΓ./endungebedingungen keine ebenso gutan Leistungen ergeben *vit3 bsi d€ir Aufbewahrung unter V/aseer mit 20°. Die 3?©mperadas Betona auf Grund der Hydratationswärme wird

m Reaht als für dae Phänomen verantwortlich gehelten, ίλβ bsi üsn geformten Bedingungan durchgeführte Messungen ι am großen TqII uninteressant werden läßt. Mir die 2emeate, die eine bedeutende Wärmemenge entwickeln und bei denen die Gefahr besteht, daß sie einer entsprechenden 'üeinperaturerhöhung unterliegenj werden parallele Vsrauche durchgeführt, so genau wie möglieh AufbevmhnmgBbe&ingimgan reprodu-= werden, die mit denen vergleichbar sind, die bei der Handhabung in der richtigen Grb'Se realisiert werden. Die Auf-

umfassen:

(a) Während der ersten 24 Stunden Unterwerfen unter einen ■thermischen Zyklua, der für das Bindemittel spezifisch 1st und dar Kurve von- Temperaturen als Funlction der Zeit entspricht, die in einer vom umgebenden Medium isolierten Betomiaase beobachtet werden.

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(b) Nach 24 Stunden Aufbewahrung in den verschiedenen
nachfolgenden Medien:

äiii'-fc mit 20° und 100 # relativer Feuchtigkeit,
t mit 20° und 50 ?£ relativer Feuchtigkeit,
er Wasser mit 38° und

'.;Γ·.Ν5ί? einem Schuppen.

Ir- jodeit! Aufbev/ahrungefall dieser Art führt die Anwesenheit des Produkts zu einem sehr wesentlichen günstigen Einfluß,
der praktisch der Prozentmenge an Produkt proportional ist, die in dem Bindemittel vorliegt.

Die erhaltenen Festigkeiten nach thermischem Zyklus und Aufbewahrung bei normalen Anwendungsbedingungen ergeben im Verhältnis zu den Festigksiton, die bei dauernder Aufbewahrung unter Wasser mit 20° erhalten werden, die folgenden Prozent-(Mittelwerte).

I₁₁ Tag ? Tage 28 Ta|*e 90 Tage

vainer Tonerdejsement 50 # Zement mit 25 $ Produkt 100 $> Sösient mit 40 ^zk Produkt 130 $>

?Ur das jeweilige Aufbowahrungsmedium sind die Prozentsätze in der nachfolgenden Tabelle ZI angegeben.

IMMMH 55	IMMM	60	Ji.	54 5Ä
90		85		90 #
UO		105	1A	100 $

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JtS 1815836

label le II

Festigkeit ntioh thermischem Zyklue und unterschiedlicher normaler Aufbewahrung

100 χ

Festigkeit nach Hydratation bei 20 0 und Aufbewahrung unter Wasser bei 20^0

Aufbewahrung in
Luft bei 20⁸O

$ relative Feuchtigkeit

53

Z« mit 25 # Profimkt 100

28 ißge" 90 Tag® 6 Hoaata

WUHEMMUcnW aWMMHUMMW» «ΚΜΜΜηΜΜΚΝΝίΒ

58 59 53

86 86

ss. suit

130 HO 95

Amffeewatami
Luft

S. aiit 25

2;. mit 40

100

S 140

120 ^jgg® jo,

8?
104

60

80 97

üX-Z.-Eo&trollpKo1»e 62 60 S. mit 25 * Produkt 100 90

Z. mit 40 % Produkt 138 114 28 Tage 90 Tage 6 Monate

73	66	55
85	77	73
103	103	92

- 15 -

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Ab

unter	Wasser bei 380C	Kontrollprobe 25 % Produkt 40 ti Produkt	UM	7_.i.Ta^e	28 Ta/ΐθ	90 Ta^e	Monate
	2		59 104 154	55 87 111	68 81 100	68 72 106	64 69 104
JLL-Z.- 2. mit 2-< mti

üer Wfechteil von Tonerdezementen, der «um Verlust der mechanischen Festigkeit unter dem Einfluß der Temperaturerhöhung bei der Hydratation des Betons führt, ist bei den geringen Gehalten an Produkt -vermindert und vereohwindet ab 25 #.

Bei den erhöhteren Gehalten werden die Bindemittel durch Temperaturerhöhung sogar verbessert: sie verhalten sich dann wie Portland-Zemente, wobei sie jedoch die Vorteile der 'Eonerdesemente beibehalten (keine Freisetzung von Kalk und erhöhte !festigkeit ab 6 Stunden).

7) Veminderung der Schrumpfung

Im Vergleich mit lonerdeaement^Kontrollproben ergeben die Hassungen von Dimensloneänderungen die nachfolgend angegebenen Ergebnisse (in /U pro Meter).

3 Jage 7, Tage 14 Tage 28 Tage 2"Monate

Xonerdezement~

rein -200 -490 -600 -660 -670 -670

Zement mit

25 i> Produkt -180 -300 -400 -440 -480 -470

Zement mit

40 si Produkt -140 -200 -JOO -370 -410 -370

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eigt, daß man mit einer klaren Verminderung der Scb>rimpfung rechnen kann, die bei diesen Bedingungen unter d€.t £>chxuiap£uzig liegt, die bei einer großen Zahl von Port» beobachtet wird.

■?) tteringere Empfindlichkeit für alkalische Evdrol.vse

ais a veiQ, daß dairn, wenn man nicht Vorsichtsmaßregeln er- ^i «Ι.Γ t, OEi dieses Phänomen ssu vermeiden, d«h._t wenn man nicht .11 s Einführung von Alkalien bei der Auswahl der Granulate vermeidet und gegebenenfalls die feine Fraktion beseitigt und v/eim man einen Kompaktbetcm herstellt, um die Wasserzirkuin der Masse zu vermeiden, der hydratloiert© 3?oner-

durch die in dem Medium löslichen alkalischen Stoffe aersetat werden kann, gemäß einem Verfahren, das allgemein als alkalische Hydrolyse bezeichnet wird*

dem üblichen Sest durchgeführte Yereuehe haben gezeigt, As-S eier Zement mit 25 i> Produkt deutlich widerstandsfähiger ist sits die ionerdezement-Kontrollprob© und daß der Zement mit 40 f> Produkt deutlich widerstandsfähiger ist als der Zeaent mit 25 i> Produkt,

Diese Besonderheit ermöglicht, daß der neue 3!yp von Zementbindemitteln allgemeiner anwendbar ist als !Donerdezement, wobsi die Verwendung des letzteren häufig durch die Sehwierig-'reit verhindert wird, jsu einem vernünftigen Preis die Granulate mit richtiger Qualität und richtigem Koramaß zu exfhal-

ORIGINAL

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9) Praktisch nicht beeinflußte Wörmebeständigkeit einer wesentlichen Verminderung des Tonerdegehalts

Bei einem Tonerdegehalt über 40 % boi der Kontrollprobe und von etwa 25 $> für den Zement mit 40 $> Product variiert die pyroskopische Beständigkeit um nicht mehr als 40⁰C.

Tonerdessement-Kontr ollprobe 1 280⁰C Zement mit 25 $ Produkt 1 25O⁰C Zement mit 40 % Produkt 1 240⁰C

Das wärmebeständige Anwendungsgebiet 1st deshalb für diese Zemente genau das gleiche. Dabei ist außerdem darauf hinzuweisen, daß auf Grund der unter (2) erwähnten Abwesenheit von freiem Kalk bei der Hydratation bei diesen Zementen die Gefahren des Zerfalles bei der Bearbeitung vermieden sind, die im Falle der Verwendung von Portland-Zementen bekannt sind.

(T$} ,Yer^endun^ dea Produkts in Qranulatform

Die mit dem Produkt in Granulatform durchgeführten Versuche haben gezeigt» daß bei gleichen Verhältnissen und Dimensionen die Granulatfeinstoffe für Tonerdebetone durch das Produkt ersetzt werden können. Dieser Ersatz hat in allen Bereichen und bei allen Aufbewahrungsbedingungen eine Verbesserung der mechanischen Festigkeiten zur Folge» vie aus der nachfolgenden Tabelle III hervorgeht. Die Tabelle bezieht sich auf Mikrobetone aus Schmelzzement, worin ein Teil der Seine-Granulate durch nicht gemahlene Produktgranulate ersetzt ist. Der eingesetzte Zement ist normaler "Schmelzzement Lafarge". Bei den Versuchen haben die Mikrobetone aus Schmelzzement die nachfolgend angegebene Zusammensetzung (gewichtsbezogen).

- 18 -

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3} a b ώ X 1 e III

■ι η · "I inlin in ~ri-1IWiIiIiViJ-HMWiIMM i — *"Ί

Körnigkeit Hasse ass Granulats

Seine-Sand Produkt Mikrobeton-Kontroll-" Mikrobeton-Esit Produkt

,probe ·«■■■«»«-»■««·««««-«■«·«■

Sezeiobsmng Masse Bezeichnung Masse

3,15 bis 8,0 mm 610 g 610 g

0,63 bis 3,15 mm Sl 615g P 1 615 g

0,2 bis 0,63 SM ■ 500 g

0,2 Ms 0,63 um 300 g

3,15 Ms 8,0 mm 610 g 610 g

0,65 Ms 3₉15 nn T 2 715 E P 2 715 g

0,1 bis 0,2 mm 200 g 200 g

0,1 Ms 0,2

3,15 bis S₉O mm 610 g 610 g

0,63 Ms 3,15 mm E 3 765 « P 3 765 g

0 bis 0,1 mm 150 g

0 bis 0,1 ium 130 £

3»15 Ms 8,0 mm 610 g 610 g

0,63 Ms 3,15 mm Ϊ4 815 g P 4 815 g

0 Ms 0,1 mm 100 g

0 Ms 0,1 mm 100 g

CO

Bei allen Zusammensetzungen beträgt die Gesamtmasse der Granulate 1525 g.

Me Masse des Schmelzzemente Laiarge beträgt 490 g und Wasser liegt in einer Menge von 196 g vor.

Bei den schärfsten Bedingungen führt der Ersatz der feinen Fraktion der Seine-Zuschlagstoffe durch das Produkt, wobei all® anderen gleloh gewählt werden, zu einer Verbesserung, die bis zu 40 £ der Festigkeiten der Kontrollprobe betragen kann, überdies bei Ablauf von 24 Stunden bis zum Ablauf von 7 lagen., wie die nachfolgende Tabelle IV zeigt.

T a belle Γ7

Aufbewahrung	Betonbezeiohnung	T2 - T5 - T4	Druckfestigkeit	.24 Std.	(in bar
		(Durchschnitt)			7 Sag»
	TI			720
			600	785	815
	PI		610	755	880
	P2		595	780	875
feuchte Luft bei	P5	12 - S3 - T4	610	715	880
200O	P4	(Durchschnitt)	600	425	870
	Tl -		400	505	470
3 Std. bei 200O,	Pl		500	505	620
dami 4 Std. bei	P2		470	520	610
700O,	P5	T2 - T5 - T4	460	490	630
dann feuchte Luft bei 200C	P4	(Durchschnitt)	460	300	570
6 Std. bei Dampf	Tl -		280	405	430
mit 700O,	Pl	·» 20 «	540	440	540
dann unter Wasser bei 700C	P5	9831 /0885	570		625
	90

Se stellt ein wiohtigee Merkmal dar, daß das Produkt ale aktiver Beetandteil von verechledenen Bindeifiittelformulieru&gen verwendet werden kann. Die Verträglichkeit swieohen Tonerdezemei:i; und Produkt beeteht auch, wenn kompliziertere Formulierungen in Betracht gezogen werden. Ee werden dann die Eigenschaften beobachtet, die bei binären oder anderen Mischungen in Erscheinung treten.

Die diesbezüglich durchgeführten Yereuohe beruhen inabeeondere auf ternären Mischungen, die aue Tonerdezement, Produkt und einen dritten Bestandteil aufgebaut eind, der entweder ein Kalziumborat» Gips oder Schlacke eein kann.

Man kennt bereite eeit einiger Zeit die Rolle der Kalziumborate, die, wenn eie in kleiner Prozenteeng« ale Zueatzatoffe für Tonerdezemente verwendet werden, In der Lage eind, die Gefahren der Abnahme der ftetigkeiten von Betonen zu vermindern oder auch zu beseitigen, die mit diesen Zementen erhalten und bei beetimmten Zeit- und Peuchtigkeitebedingungen aufbewahrt werden.

Die Einführung einer beetimmten Prozentmenge an Produkt in Tonerdezemente, die ale Zusatz Kalziumborat enthalten, erlaubt die Feststellung, das man auf dieae Weise einen ternären Zement erhält, der bei günstigerem Preis die gleiohen Stabilitätsvorteile und zueätzliche günstige Eigenschaften besitzt (beispielsweise 30 bie 60 JC zusätzliche mechanische Zugfestigkeit und Druokfeetigkeit bei Ablauf von 6 Stunden).

Die obigen Saohverhalte und Srgebniaee werden inebeeondere mit erfindungegemäden Zusammensetzungen erhalten, die ternären Mischungen entsprechen, die etwa 30 bie 90 Jt Tonerdezement, 10 bis 40 i» Produkt und 2 bie 10 jC Xaliiumborat ent-

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halten. Diese Zusammensetzungen sind mit bekannten binären Mischungen zu vergleichen, die 85 bis 95 ί> Tonerdezement und 4 bis 15 $> Kalziuaborat enthalten.

Dies® Peststellungen Bind auch bei Aufenthalt in feuchter Luft, unter Wasser mit 20⁰C, bei einem thermischen Zyklus in Luft alt 20° bei 100 # Feuchtigkeit und in luft bei 2O⁰O mit 50 # Feuchtigkeit, sowie unter wasser mit 38⁰C gemaoht worden. Ss werden analoge Ergebnisse mit ternären Mischungen erhalten, die Zement, Produkt und Gips oder Schlacke enthalten* Beispielsweise sind ternäre Mischungen durch Zugabe von 30 bis 70 Saw.-^ Schlacke (die sich ungefähr aus 42 bis 43 Gew.-^ CaO, 27 bis 32 Gew.-# SiOg und 13 bis 18 Gew.-# Al₂O, zusammensetzt) zu binären Mischungen hergestellt worden, die 40 bis 60 Gew.-# Xonerdezement und 60 bis 40 Gew.-^ Produkt enthalten. Insbesondere bei Verwendung der Schlacke zeigen die Ergebnisse, daß der durch C^S freigesetzte Kalk eine katalytische V/irkung auf die Schlacke ausübt, trotz der Affinität der Kalkaluininate für diesen Bestandteil.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäöe Produkt für Betone aus Tonerdezement und für die binären oder komplizierteren Mischungen, die einen solchen Zement enthalten, ein Bestandteil der Wahl ist. Die mit dem Produkt hergestellten Zemente und die sich ergebenden Betone besitzen bessere Eigenschaften bei der Anordnung an Ort und Stelle, die verzögerte Wirkung des Produkts, das bei der Anordnung die Rolle eines inerten Zuschlagetoffee ohne Einfluß auf das Verhältnis E/0 beim Anrühren spielt, ist durch eine späterG Aktivität vervollständigt, die das Endverhältnis S/C erniedrigt, das für die Erreichung von beim Anrühren normalerweise vorgeschriebenen Werten geeignet 1st.

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Ss 1st ebenfalls ersichtlich, daß die unter Verwendung des Produkts erhaltenen Mischungen Bigenechaften besitzen, die für sie charakteristisch sind und weder die Eigenschaften von Fortland-Zementen noch die von Tonerdeeementen darstellen.,

Von Fortland-Zementen unterscheiden sie sich insbesondere durch die völlige Abwesenheit von nach der Hydratation freigesetztem Kalk. Von den Tonerdezementen unterscheiden sie sich durch den Typ der gebildeten Hydrate und durch das Verhalten unter der Einwirkung von Wärme.

Die vorliegende Erfindung liefert somit in kurzen Worten neue Zemente, die mindestens einen Tonerdesement und einen Bestandteil enthalten, der die Rolle eines wirksamen Dehydratisierungsmlttels mit verzögerter Wirkung und einer kontinuierlichen Kalkquelle spielen kann» die für die Bildung von Aluminaten zur Verfügung steht. Der erfindungsgemäö einge-Bestandteil 1st ein Xrikaleiumsillkat, das duroh

oder duroh Verschmelzen von natürlichen Stoffen erhalten wird. Ein derartiges Trikalsiumsillkat kann u.a. auch ein Fortland-Zementklinker sein.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Zemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Tonerdezement und einen Bestandteil enthalten» der die Rolle eines wirksamen Dehydratisierungsmittels mit verzögerter Wirkung und einer kontinuierlichen Kalkquelle spielen kann, die bei der Bildung von Aluminaten but Verfügung steht.

   2. Zemente nach Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, da0 der Bestandteil ein durch Klinkerbildung oder Veraohmelzen von natürlichen Stoffen erhaltenes Trikalziumsilikat ist*

   3. Zemente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Irikalziumsilikat ein Fortland-Zementklinker ist.

   4* Zemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß sie eine binäre Mischung aus 1 bis 60 $> zerkleinertem Irikalziumellikat und 40 bis 99 1» Xonerdezement enthalten«

   5. Zemente nach Anspruch 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß ei· ternäre Mischungen enthalten, die etwa 60 bis 10 t zerkleinertes Silikat und 40 bis 90 i Tonerdezementeusamaensetzung aufweisen.

   6. Beton, daduroh gekennzeichnet, dad er einen Zeaent nach eine« der -vorhergehenden Ansprüche oder Tonerdebeetandteile alt Silikatgranulaten enthält, die gewöhnlichen Sand ganz oder teilweise ersetzen.

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   «ST

   7* Zusammengesetzte Hlschungen für die Bildung von Bindemitteln, daduroh gekennzeichnet! daß sie zerkleinertes Trikalziumsillkat, Tonerdezement und Kalziumborat, Gips oder Schlacke enthalten.

   8. Zusammengesetzte Mischungen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 50 bis 90 # Tonerdezement, 10 bis 40 i> Produkt und 2 bis 10 $> Kalziumborat vorliegen.

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