DE1910190A1 - Zement-Systeme - Google Patents

Description

Dipl.-lng. EI DEN El ER Dipl.-Chem. Dr. R U F F Dipl.-lng. J. B EIE R

7 STUTTGART 1 Neckarstraße 50 Telefon 2945O7

23, .Februar 1969 VLb

Anmelder: Henry flash Babcockg 4 Quintaro Avenue_r Old Greenwich, State of Connecticut/USA

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Zement-Systame

Die Erfindung bezieht sich auf wäßrige hydraulische Zement·» mischungen₉ wie Beton$ Mörtel« VergußmcJrtel und daraua hergestallte Produkte, Bausteine, Betonformat eins ₉ !Terrasse* Betonröhren, Asbestzement und dergleichen,, Die Erfindung bs« zieht sich insbesondere auf ein verbessertes Verfahren und Mittel zur Verhinderung der Schwindung von solchen Mischungen während des Abbindens und der Frühhärtung*

Weiterhin bezieht sich di© Erfindung auf Zemeni^Zusanuaen— Setzungen, welche beim Vermischen mit Waessx- ohne wesentliche Schwindung während des Abbindens unä der Frühhärtung innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit zu einer harten Masse zu erstarren vermögen und eine verminderte Langzeitschwindung aufweisen.

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BAD OFHGINAL

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Unter dem Ausdruck "hydraulischer Zement" wird hier Jeder Zement verstanden, der die Eigenschaft hat, unter Wasser auszuhärten, beispielsweise Portlandzement, Mischungen von Portlandzement und natürlichem Zement, Portlandzement mit Lufteinschlüssen, Pozzolanzemente₉ Schlackenzement, Tonerdezement₉ Mauerzement, ölzementj, weißer Portlandzement, gefärbter Zement, antibakterieller Zement,, wasserdichter Zement, hydraulischer Kalk, Mischungen von Portlandzement und Hochofenzement und dergleichen«,

Der Ausdruck "Beton" wird zur Bezeichnung einer Mischung aus hydraulischem Zement, Zuschlag und Wasser verwendet, welche unter Bildung einer harten Masse abbindet· Beton kann entweder mineralische oder nicht mineralische Zuschläge enthalten, einschleßlich natürlich vorkommender Materialien, wie Sand und Kies oder gebrochenes Gestein, oder bearbeitete Zuschläge, wie ausgebreiteten Schiefer, Ton.oder dergleichen.

Der hier verwendete Ausdruck "Mörtel" bezeichnet eine Mischung aus hydraulischem Zement, feinen Zuschlägen und Wasser »und der der Ausdruck "VergußmSrtel" bezeichnet eine Mischung aus hydraulischem Zement und Wasser und gegebenenfalls feinem Sand· Ver-· gußmörtel haben eine bessere Fließfähigkeit als Mörtel und können durch Bohren und Leitungen gepumpt und in schmale Räume, beispielsweise in Hohlräume oder Risse von porösem Beton oder in Zwischenräume zwischen vorgelegten Zuschlagstoffen* einge- —-preßt werden· '.."'. . . . : .ίΐ h>v

Es wurde bereits vorgeschlagen, in wäßrige hydraulische mischungen verschiedenartige Expansionemittel einzubrin welche den Beton während des Abbindens und während ,derj härtung zum Ausdehnen bringen· Die Expaiisionemiibtel sjUid- Amt allgemeinen Beimengungen, die wälirend der'Herst elljang «dejfc*- s Zementmischung untergemischt oder beim Vermischen zugesetzt

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werden· Die gebräuchlichsten unter den bekannten Expansionsmitteln sind vielleicht Aluminiumpulver und Eisenfeilspäne·

Metallisches Aluminiumpulver bewirkt, wenn es einer Betonmischung zugesetzt wird, die Efreisetzung von Wasserstoffgas innerhalb der Betonmasse* Die Geschwindigkeit, mit der dieses Gas freigesetzt wird, ist eine Funktion des verwendeten Pulvers, der Teilchengröße des Pulvers und der Zusammensetzung des Zementes, insbesondere des Alkaligehaltes. Für die Herstellung eines echwindungsfreien Betone ist eine sorgfältige Abstimmung der zu verwendenden Menge an Aluminium und damit der freizusetzenden Menge an Wasserstoff auf die zu erwartende ßcliwindung der Kasse erforderlich. Eine sorgfältige Kontrolle aller Stufen der Betonherstellung ist notwendig, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten* Die Verwendung von Aluminiumpulver zur Verhinderung der Schwindung ist daher im Freien unter den dort herrschenden Bedingungen praktisch unmöglich, Ee müßten dort sehr kleine Mengen des Metalls durch meist ungelernte Arbeiter genauestens eingewogen werden·

Eisenfeilspäne wurden als Beimengung zu einem Fortland-Vergußmörtel verwendet· Eine geringe Expansion infolge von -Oxydation folgt, nachdem der Vergußmörtel abgebunden ist, in einem ausreichenden Maß, um die natürliche Schwindung des Betonvergusses wenigstens auszugleichen. Die Verwendung von Eisenfeilspänen hat jedoch viele Nachteile. Der Hauptnachteil ist das Fehlen einer Steuerungsmöglichkeit der fortschreitenden Oxydation des Eisens»lange nachdem der gewünschte Effekt erreicht ist« Dies ist besonders der Fall, wenn der Beton den Witterungebedingungen direkt ausgesetzt ist. Darüber hinaus findet bei der Verwendung von Eisenfeil- «pinen eine vorübergehende Schwindung statt, bevor auereichend

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Ro at gebildet werden kann, um die Innere Expansion in Gang zu setzen und die Schwindung auszugleichen·

In jüngerer Zeit wurde gefunden, daß Wirbelbett-Koks zur Beseitigung der Schwindung von wäßrigen hydraulischen Zementmischungen wirksam ist, was einen bemerkenswerten Fortschritt darstellt« Bisher mußten allerdings verhältnismäßig große Mengen an Wirbelbett-Koks, im allgemeinen weit über 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, verwendet werden, um die gewünschte Schwindungsfreiheit zu erzielen. Durch die Notwendigkeit der Verwendung von großen Volumen an Wirbelbett-Koks für Schwindungefreie Zement-Systeme wird nicht nur das Aussehen des Endproduktes wegen der schwarzen Einfärbung durch den Koks in Mitleidenschaft gezogen· Die hohen Kosten, die durch die große Menge an Wirbelbett-Koks als Beimengung bedingt sind, machen die Zementmischung trotz vieler Vorteile für Bchwindungsfreie Zement-Systeme für viele Anwendungsgebiete auch noch wirtschaftlich unattraktiv. Die relativ großen Mengen an Wirbelbett-Koks, die in die Zementmischung eingearbeitet werden müssen, bringen auch Probleme für die Handhabung des Materials mit sich. Die Zementindustrie ist mit Vorrichtungen zur Handhabung und Bearbeitung des Materials mit einem auf Gewichtsbasis fixierten Fassungsvermögen ausgerüstet, so zum Beispiel 42,5 kg pro Sack (94· pounds per sack) und 170 kg pro Paß (376 pounds per barrel) usw. Die Zementindustrie ist ohne wesentliche Änderungen in der Konstruktion und in den Vorschriften nicht ohne weiteres in der Lage, sich auf eine neue Gewichtsbasis mit einem Überschuß von 10 % einzustellen. Die Notwendigkeit für eine Änderung der Handhabung des Materials und damit auch einiger Vorrichtungen mag wohl das Haupthindernis für die Aufnahme der schwindungsfreien Zement-Systeme in technischem Maßstab sein.

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Im Bauwesen, insbesondere bei der Reparatur von Straßen» besteht ein seit langem spürbarer Mangel an Zement-Zusammensetzungen, welche innerhalb relativ kurzer Zeit zu einer harten Masse mit ausreichender Festigkeit abbinden, um einem normalen Verkehr standzuhalten. Um für die technische Anwendung brauchbar zu sein, muß diese Art einer Zement-Zusammensetzung, die gewöhnlich Ausbesserungsmasse für Straßen genannt wird, gute Abbinde-Eigenschaften und eine gute Früh- wie auch Langzeit-^Festigkeit haben und über einen vernünftigen Zeitraum im Freien verarbeitbar sein· Sie muß weiterhin gegenüber Gefrieren, !Tauen und der Einwirkung von Salzen beständig sein. Ferner sollte die Zement-Zusammensetzung möglichst noch ßelbsteinebnungseigenschaften besitzen, so daß die erhaltene Ausbesserungsmasse bei ihrer Verwendung zur Reparatur von Straßen keine Hohlräume oder Erhöhungen bildet, welche eine Beschädigung der angrenzenden Straßenflächen unter Verkehrsbelastung verursachen könnten.

Es wurde bereits versucht, eine Ausbessemngsmasse für Straßen zusammenzusetzen, welche eine Kombination der oben erwähnten Eigenschaften hat· Bei früheren Formulierungen für eine solche Masse wurden Verbindungen, wie Calciumchlorid und andere bekannte Beschleuniger, verwendet· Biese Versuche waren jedoch hauptsächlich wegen der beträchtlichen Schwindung, der großen Wärmebildung und der fehlenden Beständigkeit der erhaltenen Ausbesserungsmasse gegenüber Gefrieren und Tauen nicht zufriedenstellend. Es wurden auch schon Kunststoff-Formulierungen für . die Ausbesserung von Straßen verwendet, die aus Kunststoffen, wie Polyepoxy-Harzen, hergestellt wurden. Der Mangel an Verträglichkeit und Atmungsfähigkeit hat jedoch die ausgedehnte Verwendung dieser Förmulierungsart verhindert·-....-.

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Erf indungsgemäß kann das Schwinden einer wäßrigen hydraulischen Zementmischung während des Abbindens und der Frühhärtung wirksam verhindert werden, indem in die Zementmischung weniger als 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement in der Mischung, einer Beimengung aus Feststoffteilchen, die eine Volumenmenge eines Gases eingeschlossen enthalten und bei Kontakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil dieses Gases während des Erstarrena und Früh-» härtene der Zementmischung freizusetzen vermögen, eingebracht wird ο

Das feinteilige Material ist vorzugsweise ein festes Adsorptionsmittel, das aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei da£$ ein« geschlossene Gas abgibt. Bevorzugte Adsorptionsmittel sind Silicagel, aktives Aluminiumoxid, aktiver Bauxit, Aktiv» kohle und insbesondere Wirbelbett-Koks mit einem absoluten Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 3 Gewichtsprozent.

Die erhaltene wäßrige hydraulische Zementmischung nach der Erfindung hat eine bessere Verarbeitbarkelt, d.h. es werden 5 bis 10 % weniger Wasser benötigt, und das daraus hergestellte Produkt hat eine größere Festigkeit als vergleichbare bekannte Zement-Systeme mit Wirbelbett-Koks*_{? ;} , Wegen der besseren Verarbeitbarkeit und höherenFestigkeit^ des Produktes wird bei der Zementmischung nach der Er- _:>_{; ;/} findung erheblich weniger Zement benötigt· Darüber hinaus/^i kann durch sorgfältige Kontrolle des Feuchtigkeitflgehalteaim Wirbeibett-Koks oder durch Auswahl des richtigen Ad-Borptionsmittels das Ausmaß der Expansion und Kontraktion eines Zement-Systeme durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich wirkungsvoller gesteuert werden. Pas aus der er-

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findungsgemäßen Zementmischung hergestellte Produkt zeigt selbst in Salzwasser eine bemerkenswerte Beständigkeit gegenüber Gefrieren und Tauen und hat eine überlegene Bindungsund Zugfestigkeit. Diese einzigartigen Eigenschaften in Verbindung mit der Schwindungefreiheit und dabei ohne die damit verbundenen Nachteile der bekannten Wirbelbett-Koks-Zement-Systeme macht die Zement-Systeme nach der Erfindung besonders attraktiv für das Bauwesen und andere, zementverbrauchende Industriezweige·

Es wurde auch gefunden, daß eine ausgezeichnete Ausbesserungsmasse erhalten werden kann, wenn das oben erwähnte Material aus Feststoffteilchen in eine hydraulische Zementmischung eingebracht wird, deren durch chemische Analyse bestimmbarer SO»-Gehalt unter ca· 2,0 Gewichtsprozent liegt· Für die Ausbeseerungsmasse für Straßen ist es vorteilhaft, dieser einen unter Druck gebrannten Gips in einer Menge bis zu ca· 100 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, zuzufügen, um die Frühfestigkeit der erhaltenen Auebesserungsetelle zu verbessern und die Langzeit-Schwindung zu vermindern oder zu beseitigen·

Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung einer hydraulischen Zementmischung mit einem S0,-Gehalt, der niedriger als bei normalen hydraulischen Zementen liegt, in Verbindung mit einem bestimmten Typ eines Gas freisetzenden Zuschlages nicht nur eine Ausbesserungsstelle mit einer guten Frühfestigkeit daraus erhalten werden kann, sondern die Ausbesserungsstelle auch eine wesentliche Schwindungsfreiheit während des Abbindens und der Frühhärtung hat, und, sofern ein unter Druck gebrannter dips mit verwendet wird,

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auch eine wesentlich verminderte Langzeit-Schwindung. Die Ausbesserung hat eine hervorragende Bindungsfestigkeit und kann so eingestellt werden, daß sie 30 bis 60 Minuten, nachdem sie auf die Straße aufgebracht ist, normalen Verkehr tragen kann« Aufgrund des fehlenden oder geringen Schwundes der Straßen-Ausbesserungsmasse nach der Erfindung tritt die bei normalen bisherigen Ausbesserungsarbeiten vorkommende unerwünschte Senkung oder Kronenbildung nicht auf. Darüber hinaus hat die erhaltene Auebesserungsstelle ungewöhnliche Eigenschaften gegenüber Gefrieren und Tauen und eine hervorragende Beständigkeit gegen die Einwirkung von Salzο

Sas für die Erfindung geeignete aus Teilchen bestehende Feststoffmaterial hat eine poröse Struktur mit offenen Zellen für den Einschluß eines großen Gasvolumens, welches während des Abbindens und der Frühhärtung an das Zement-System abgegeben werden kann, wenn das Wasser der Zementmischung durch das Festetoffmaterial adsorbiert wird· Im weiteren Sinne kann das geeignete aus Teilchen bestehende Feststoffmaterial als festes Adsorptionsmittel mit einem hohen Grad an Selektivität für die Adsorption von Wasser und Feuchtigkeit angesehen werden· Es sei jedoch bemerkt, daß das nach der Erfindung geeignete Festetoff material von der Industrie nicht als festes Adsorptionsmittel verwendet oder als solches betrachtet werden kann.

Das wirkungsvolle Feststoffmaterial zur Beseitigung der Schwindung bzw· Schrumpfung von Zement-Systemen sollte ein ausreichend großes Volumen an eingeschlossenem« wieder freisetzbarem Gas enthalten, so daß nur verhältnismäßig

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geringe Mengen an diesem SchrumpfungB-Verhinderungszusatz verwendet werden nüssen, um das Kontraktionsvolumen in Zeaent-Systemen während des Abbindens und der Frühhärtung auszugleichen_e Es wurde gefunden, daß bei einem Zusatz des Feststoffmaterials zu dem Zement-System in einer Menge von mehr als 10 %_% bezogen auf den Zement des Systems₉ die erhaltene Zementmischung im allgemeinen eine Anzahl an unerwünschten Eigenschaften aufweist, insbesondere eine schlechte Yerarbeitbarkeit und geringe Festigkeit»

Die genauen Gründe, warum bestimmte Materialien in Teilchenform in wirkungsvoller Weise verwendet werden können, um die Schwindung bei Zement-Systemen zu beseitigen, ist nicht ganz verständlich, doch nimmt man an, daß die geeigneten Materialien in Teilchenform im allgemeinen bestimmte Oberflächeneigenschaften aufweisen, aufgrund derer bei einem Wechsel der Umgebungsbedingungen während des Abbindens und der Frühhärtung des Zement-Systems vorzugsweise Wasser adsorbiert und das ursprünglich im Material eingeschlossen© Gas entweder durch eine einfache Verdrängung oder durch eine Kombination einer Verdrängung mit Kapillarwirkungen abge*· geben wird» Das abgegebene Gas gleicht die Kontraktion innerhalb des Zement-Systems aus»

Es wurde gefunden, daß es möglich ist, die Geschwindigkeit der Gas- bzw· Luftfreigabe und die Größe der Gasbläschen durch Kontrolle der Größe und Auswahl der Oberflächeneigenschaften des Materials in Teilchenform zu steuern· Im allgemeinen wird ein Material in Tellclteriform mit kleineren Zellen kleinere Bläschen mit einer geringeren Geschwindigkeit und umgekehrt ein Material mit größeren Zellen größere Bläschen mit größerer Geschwindigkeit freigeben· Bei einem

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hochporSsen Material wird die Verminderung der Teilchengröße eine Vermehrung der Anzahl der offenen Zellen bewirken und damit den Wirkungsgrad des Materials zum Einschluß und der Freigabe des Gases für die Verhinderung der Schrumpfung bei Zement«· Systemen verbessern» Wie sich aus der nachfolgenden Erläu« terung ergibt, führt der Zusatz von einem oder einer Mischung von Adaorptionsmittelnmit im wesentlichen einheitlicher Teil«· chengröße oder einem ausgewählten Bereich Ton Tellelieagx'SBen infolge der Unterschiede in den OberflächeüieigöBöcha.fts.'ü und TeilchengrÖßan zu einer kontrollierten .^stigab© des eing®«» schlossenen Gases Über einen ausgedehnten Zeitraum während dö3 Abbindens und der Frühhärtung dea Zemerib^Systsmaa füs· verschiedenartige Zwecke unter Schrumpfungsverhinderimg,

Die Haupttypen an Adsorptionsmitteln, die nach der Erfindung verwendet werden können, sind aktives Aluminiumoxid und aktiver Bauxit» Aluminosilicate, Knochenkohle? Holzkohle,Aktivkohle, Magnesiumoxid, Silicagel» Magnesiumsilicat und Wirbelbett*»Koks· Einige dieser Adsorptionsmittel benötigen eine spezielle Be-* handlung, bevor sie zur Eontrolle der Schwindung von Zement-Systemen geeignet werden· Diese Behandlung besteht jedoch im allgemeinen im einfachen Trocknen der Zusätze, um ihren Feuchtigkeitsgehalt auf unter ca· 3 Gewichtsprozent zu vermindern* \ Mit der Ausnahme von Wirbelbett-Koks sind die oben erwähnten Adsorptionsmittel im Handel in einer Vielzahl von Reinheitsgraden und Teilchengrßßen erhältlich und haben im allgemeinen einen niederen Feuchtigkeitsgrad, so daß eine weitere Behandlung nicht erforderlich ist. Die Teilchengröße der Adsorptionsmittel ist zwar nicht kritisch, doch werden Adsorptionsmittel, bei denen die Hauptmenge der Teilchen kleiner als ca« 0,6 mm (ca· 30 mesh> insbesondere kleiner als ca» 0,3 mm (50 mesh) ist,

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bevorzugt verwendet» Biese Adsorptionsmittel ermöglichen innerhalb dee ausgewählten Teilchengrößenbereichs eine ausreichend schnelle Freigabe des Gases, so daß der größere (Teil des eingeschlossenen Gases freigegeben wird, solange sich das Zement-System noch in einem plastischen Zustand befindet«

Der für die Erfindung geeignete Wirbelbett-Koks ist ein Nebenprodukt der Fluid-Verkokung für die thermische Umwandlung von schweren Kohlenwasserstoffölen in leichtere Fraktionen· Beim Wirbelbett-Ieil des Verfahrene wird im allgemeinen ein Wirbelbett-Reaktor in Verbindung mit einer Brennkammer verwendet· Der Ankeimungskoks, der als Katalysator in dem Wirbelbett-Reaktor verwendet wird, wird anfanglich in der Brennkammer erhitzt und dann in den Reaktor geführt« wo der Koks in Berührung mit dem rohen, vorgeheisten Ausgangsmaterial gebracht wird« Bei Berührung mit den Koksteilchen wird das Ausgangsmaterial teilweise gekrackt und die leichteren Fraktionen abgetrieben· Zusätzlicher Koks wird gebildet, sowohl als Ankeimungskoks als auch durch Wachstum auf den erhitzten Koksteilchen, die aus der Brennkammer kommen« Der neue Koks schlägt sich auf dem Ankeimungskoks in zwiebelartigen, einheitlichen Schichten nieder· Der auf diese Weise im Reaktor gebildete überschüssige Koks wird abgelassen und abgeschreckt. Der gewonnene Wirbelbett-Koks weist eine harte kugelförmige Form auf· Die Siebanalyse einer Probe ergab!

gröber als 0,6 mm (JO mesh) 1,2 #

Durchgang durch ein Sieb mit

0,6 mm Haschenweite (30 mesh),

zurückgehalten auf einem Sieb

mit 0,3 mm Maachenweite (50 mesh) 86,1 %

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Durchgang durch ein Sieb mit

0,5 mm Haschenweite (50 mesh),

zurückgehalten auf einem Sieb

mit 0,15 mm Maschenweite (100 mesh) 7,8 %

Durchgang durch ein Sieb mit

0,15 mm Maechenweite (100 mesh) 5,2 ^

Die chemische Analyse des Koks ergibt im allgemeinen ca· 90 Kohlenstoff« Der Aschegehalt des rohen Ausgangsmaterials bestimmt natürlich die chemische Analyse der Asche des Kokses, so daß breite VariationsmSglichkeiten zu erwarten sind« Der Aschegehalt des Kokses ist jedoch sehr gering und normalerweise unter ca» 0,5 %·

Der bei der Fluid-Verkokung erzeugte Koks wird normalerweise im Freien gelagert und per Bahn in Selbstentladewagen zum Verbraucher verfrachtet. Infolge der offenen Lagerung belauft sich der Feuchtigkeitsgehalt des Kokses auf annähernd 5 Gewichtsprozent und wechselt im Bereich von 3 bis 7 %\ Je, nach den örtlichen Witterungsbedingungen, denen der Koks ausgesetzt ist. Unter bestimmten Bedingungen hoher Feuchtigkeit oder starkem Hegen kann der Feuchtigkeitsgehalt die obere Grenze von 7 Gewichtsprozent Überschreiten« Selbst bei diesem hohen Feuchtigkeitsgehalt ist der Koks jedoch frei fließend und fühlt sich trocken an«

Für die Praxis der Erfindung wird der Wirbelbett-Koks getrocknet, um im wesentlichen das gesamte darin enthaltene Wasser zu entfernen· Vorteilhafterweise wird der Wirbelbett-Koks in einem geeigneten Trockner, beispielsweise einem Drehofen, bei einer Temperatur vorzugsweise oberhalb 120° 0 (250° F) und während einer ausreichenden Zeit, um

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im wesentlichen die gesamte Feuchtigkeit auszutreiben, getrocknet« Die Trocknungstemperatur darf natürlich nicht so hoch sein, daß ein Verschmelzen oder eine Verbrennung der Koks-Teilchen stattfindet.. Nachdem im wesentlichen die ge» samte Feuchtigkeit entfernt ist» ist es wichtig₉ den erhaltenen, getrockneten Wirbelbett-Koke in trockener Luft während einer auereichenden Zeitdauer alkühlen zu lassen, damit die trockenen Koks-Teilchen Luft adsorbieren und im wesentlichen in ein Gleichgewicht mit den Umgebungsbedingungen kommen können. Es hat sich gezeigt, daß die Ausdehnung »Wirksamkeit eines Wlrbelbett-Koks, der sofort nach seiner Trocknung verwendet wird, erheblich vermindert ist im Vergleich zu einem Koks, den man vor seiner Verwendung als Beimengung für Zement-Systeme nach der Erfindung auf Umgebungstemperatur abkühlen ließ·

LIBt man getrockneten Wirbelbett-Koke unter normalen niedrigen Feuchtigkeitsbedingungen, also bei ca. 21 bis 2?° G (70 bis 80° F) und 10 % bis 50 # relativer Feuchte, abkühlen, dann nimmt der Koks weniger als ca· 1 Gewichtsprozent an verflüchtigbarer Substanz wieder auf, welche zum überwiegenden Teil aus Luft und möglicherweise einer geringen Menge Wasser besteht. Wenn die Umgebungefeuchte angemessen niedrig ist, ist es also nicht notwendig, besondere Vorkehrungen beim Kühlen des getrockneten Wirbelbett-Koke unter den normalen Bedingungen von Trocknungsanlagen zu treffen. Bei heißen und feuchten Umgebungsbedingungen müssen allerdings besondere Vorkehrungen während des Abkühlens des Wlrbelbett-Koks getroffen werden» Bei Laboratoriumsversuchen hat sich gezeigt, daß die Feuchtigkeiten enge, die während des Abkühlens von getrocknetem Wirbelbett-Koka reabsorbiert werden kann, während einer

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Zeitdauer von 24 Stunden unter Bedingungen von nahezu 100 % relativer Feuchtigkeit bei ca. 27° 0 (80° F) 9 Gewichtsprozent übersteigen kann« Liegen solche oder auch weniger strenge Bedingungen vor, dann ist es zweckmäßig» den getrockneten Wirbelbett-Koke in einem Baum abzukühlen, in dem die Feuchtigkeit extrem niedrig oder leicht kontrollierbar ist, so daß der.sich ergebende Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbett-Koka weniger als 3 % und vorzugsweise weniger als ca· 1 Gewichtsprozent ausmacht.

Nach der Trocknungebehandlung ist der Wirbelbett-Koks nunmehr fertig für seine Verwendung als Beimengung zu einem beliebigen Zement «»Sys tem, um dessen Schwinden zu verhindern. Der Wirbel« bett«Koke ist extrem wirksam und verhindert die Schwindung, sobald die Zementmischung mit Wasser vermischt wird* Die Aus«» ddhnungwirkung hält eine Zeitlang an, um die Schv/indung &®r Betonmasse während des Abbindens und der Verdampfung von Wasser auszugleichen·

Die zu verwendende Menge der erfindungsgemäßen Beimengung hängt von den Schwindungseigenschaften des einzelnen Zement-Systems und zu einem wesentlichen Anteil auch davon ab, in welchem Maße Verdampfung stattfindet· Im allgemeinen beträgt die als Beimengung nach der Erfindung verwendete Menge an Wirbelbett-Koks, die zur Steuerung der Schwindung beim Ab- : binden eines Zement-Systems mit einer "normalen Verdampfungsmenge" erforderlich ist, weniger als 10 Gewichtsprozent des Zementes, vorausgesetzt, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Koks unter ca. 3 Gewichtsprozent liegt. Der hier verwendet?©:^; ; Ausdruck "normale Verdampfungsmenge" bezieht sich aufdie ._o innerhalb der ersten 3 1/2 Stunden während d$s Abbindens, ._;. und der Frühhärtung der Betonmasse bei ITmgebungsbedingungfB_Vi-!, ^ von 21 bis 27° 0 (70 bis 80° F) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 10 % bis 30 % verdampfte Wassermenge»

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Die unter den oben erwähnten Laboratoriumebedingungen verdampfte Wassermeiage beträgt weniger als 0,5 % des Gesamtgewichtes der wäßrigen hydraulischen Mischung«, Bei der praktischen Ausführung der Erfindung kann die zu verwen- . dende Menge an Wirbelbett-Koks weit unter 10 % liegen, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbett-Koks im bevorzugten Bereich von weniger als 1 # gehalten wird_e

Unter "verdampfungafreien" Bedingungen, die für fast alle Typen von Zementmischungen für das Abbinden empfohlen aber selten praktiziert werden oder unter den tatsächlichen Verhältnissen im Pr ei en realisiert werden können, kann eine weitere Verminderung der zu verwendenden Menge an Beimengung vorgenommen werden· (Im Laboratorium können die "verdampfungs freien" Bedingungen erreicht werden, indem man die Zementmischung unter einer dünnen Vaeserschicht abbinden läßt») In einem Zement-System der folgenden Zusammensetzung:

(Dyp 1 Zement 146 g
Sand 293 g
Wasser 50 g

liegt die zur Beseitigung der Schwindung erforderlichen Menge an getrocknetem Wirbelbett-Koks^der 0,89 % verflüchtigbare Substanz (möglicherweise verwiegend Luft) enthält, bei ca· 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement·

In ähnlicher Weise wie beim Wirbelbett-Koks hängt die benötigte Menge von anderen Typen fester Adsorptionsmittel von deren Wassergehalt und anderen physikalischen Eigenschaften der einzelnen Adsorptionsmittel ab« Das Adsorptions-

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mittel sollte im allgemeinen eine innere Porosität von mehr als 25 % und einen äußeren Forengehalt von mehr als ca« 33 % aufweisen» Das Festatoffteilchen-Material sollte im allgemeinen ausreichend klein sein« um eine Oberfläche von mehr als ca» 100 m pro Gramm zu haben«

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die richtige Menge an Feststoffteilchen,, wie etwa Wirbelbett« KokBfl als Beimengung dem Zement oder jede» $yp einer Zementmischung zu jeder Zeit vor oder während der Zugabe voa Wasser unter Bildung von wäßrigen Zementmischungen zugesetzt und damit vermischt werden· Beispieleweise bei der Her« stellung von Vergußmörtel oder einfachem Mörtel« kann die Beimengung mit Zement oder Zement und feinen Zuschlägen unter Bildung einer trockenen Zementmischung vermischt werden _e die anschließend mit der gewünschten Menge an Wasser vermischt wird« um den TergußmSrtel oder den Mörtel zu*bilden« Bei der Herstellung von fertig gemischtem Beton kann die Beimengung in ähnlicher Welse mit dem Zement und den Zuschlägen unter Bildung einer trockenen Mischung vermischt werden, die dann zur Herstellung des fertig gemischten Betons in einem stationären oder fahrbaren Mischer weiterverwendet wird« Andererseits kann es auch vorteilhaft sein, sämtliche Mischungsbestandteile, einschließlich der Beimengung, in dem stationären und/oder in dem fahrbaren Mischer zur Bildung des fertig gemischten Betone miteinander zu vermischen»

Sa die in dem einzelnen Zement-System zu verwendende Menge der Beimischung am besten auf der Grundlage des Zementes im System berechnet werden kann, 1st es vorteilhaft, die Beimengung vor dem Versand des Zements zum Verbraucher

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direkt in den Zement einzubringen.» Wird der Wirbelbett«Koks dem Zement direkt in der Zementfabrik zugesetzt, dann hat dies den zusätzlichen Vorteil» daß dort vorhandene Vorrich« tungen und Abwärme zur Trocknung des Wirbelbett-Koks verwendet werden können»

Bemerkenswert ist_s daß bei Laboratoriumsversuchen nur ein geringer oder gar kein übergang von Feuchtigkeit zwischen dem Koks und dem Zement beobachtet wurde, obwohl der Zement stark hygroskopisch ist. Mit anderen Worten heißt dies* daß die Leistungsfähigkeit von Wirbelbett-Koks mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt durch Vermischen mit Zement nicht in bemerkenswertem Maße verbessert wird, sofern er nicht ohnehin vorher getrocknet ist·

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden spezifische Beispiele.beschrieben« In diesen Beispielen wurde die Leistungsfähigkeit der Beimengung durch die Expansion und Kontraktion der Zement-Systeme sofort nach dem Vermischen mit Wasser-und dem Eingießen in eine zylindrische Form mit ungefähr 10 % offener Oberfläche beurteilt» Die,Expansion und Kontraktion des eingegossenen Materials wurde durch die Vertikaibewegung der Oberfläche bestimmt. Um eine bessere Genauigkeit zu erzielen₉ wurde eine optische Meßvorrichtung zur Messung der Bewegung der Oberfläche verwendet« Hierbei dient ein fokussiertor Lichtstrahl dazu, einen Schatten der Oberfläche auf ein mit einer vertikalen Graduierung versehenes Bildfeld zu werfen. Die Vergrößerung ist ?2_rfach. Die Bewegung der Oberfläche auf dem Bildfeld wird bei federn Gruß bie^um endgültige^ Abbindetti wjsts normalerweise ca· 5 bis 4 Stunden braucht, alle 10 bis 20 Minuten abgelesen.

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In die Form mirdö ©ine dünn® Schicht Wasser eingebracht _t um die gegossen® Haaae unter "verdampfungsfreien" Bedingungen abbinden au lasseau 2tor Erleichterung der Verfolgung der.Bewegung dsx» Oberfläche wurde ein® Kug©l auf die öberflach©. gesetzt und die lixpansion und Kontraktion der vergossenen.. Masse anhand d©r Bewegung des Scheitelpunktes des auf das Bildfeld geworfenen Schattens bestimmt«

Beisi)iel I₁

In diesem Beispiel wurden verschiedene Zeaent-Sandmischungen mit verschiedenen Mengen Wirbelbett-Koks in zylindrische Formen mit 2 inch Ihirchmesser und 5 7/8 inch Höhe gegossen. Die Vergußmassen ließ man unter normalen Verdampfuagsbadingungen abbinden,, In der ersten Guß-Serie wurde die folgende wäßrige hydraulische Zementmischung verwendet, wobei lediglich der Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbett-Kokses bei den einzelnen Güssen verändert wurde«

	tabelle I	JSsment	146	S
		293	S
Sand	Wlrbelbstt-Koks (15 % &©ß Zementes)	.21*	9 g.
Wassei	49	g
? (358 Gallonen pro 94 lbs» Sack)

BAD ORSGlHAL

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Der für das Beispiel verwendete Wirbelbett-Koks wurde in einem Ofen bei 120° 0 (250° F) über Nacht getrocknet und dann in trockener Luft bis auf eine Umgebungstemperatur von ungefähr 24° C (75° F) abgekühlt. Die Gewichtedifferenz dea Koke direkt nach dem !Trocknen und nach dem anschließenden Kühlen betrug O₉89 %» Diese Differenz entspricht der vom Wirbelbett»Koke wieder aufgenommenen Menge an Luft und Wasser» Zur Vereinfachung wird dieser Wirbelbett-Koks im folgenden als "Standard" bezeichnet» Aus diesem Standard-Koks wurden Proben von Wirbelbett-Koks mit verschiedener Feuchtigkeit hergestellt^ indem 1, 2, 3 und 4 Gewichtsprozent Wasser unter sorgfältiger Vermeidung von Verdampfung hinzugefügt wurden· Bei der Zugabe des Waesers zum Standard-Koks wurde eine leichte Klumpenbildung beobachtete Diese Erscheinung verschwand Über Nacht,, der erhaltene Wirbelbett-Koks war frei fließend.

Von Mischungen mit der in !Tabelle I aufgeführten Zusammensetzung wurden 6 Vergüsse gemacht, wobei in jeder Gußprobe ein Wirbelbett-Koks mit einem verschiedenen Feuchtigkeitsgehalt verwendet wurde. Für Vergleichszwecke wurde bei einem Verguß kein Wirbelbett-Koks verwendet· Die optischen Ergebnisse zur Bestimmung der Expansion und Kontraktion der Vergüsse sind unten aufgeführt:

	!Tabelle II	Optische Verschiebung
	Zusätzliche Feuchtigkeits	nach 4 Stunden
Verguß	menge gegenüber "StandardM	+ 3-1A inch
A	0 %	♦ 2-3A "
B	1	+ 1-1/2 "
σ	2	- 1
D	3
	4-	- 2-3/8 "
F	kein Wirbelbett-Koks

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Die an der optischen Anordnung abgelesenen Ergebnisse zeigen, daß ein Wachstum oder eine Expansion mit einem Wirbelbett"· Koks« der zusätzlich 2 % Feuchtigkeit oder, absolut gesehen, weniger als 2,89 % Feuchtigkeit enthält, verwirklicht werden kann» Bemerkenswert ist, daß die Differenz von 1 % Feuchtigkeit zwischen Verguß C und Verguß S eine Veränderung von 2 1/2 inch auf der Versuchsskala bewirkt, wogegen die Differenz von 1 % zwischen den Vergüssen B und C oder D und E eine Veränderung von 1 1/4 bzw· 1/4 inch bewirkt«

In der zweiten Vergußreihe wurde ein Mörtel mit der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung in ähnlicher Welse wie bei der ersten Vergußreihe hergestellt, wobei die Menge an Wirbelbett-Koks jedoch jeweils 10 Gewichtsprozent des Zemente· betrug» Lichtmessungen an den Vergüssen zeigen, daß die Schrumpfung beseitigt wird, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbett-Koks unterhalb 5 % liegt.

In der dritten Vergußreihe wurde Mörtel mit der folgenden Zusammensetzung in ähnlicher Weise wie bei der ersten Vergußreihe hergestelltι

Tabelle III	Typ 1 Zement	8,1	Ounce (230 g)
Sand	16,3	Ounce
Wirbelbett-Xoks (8 % vom Zement)	18,4	ß
Wasser (3 »8 Gallonen pro 94 lbs. Sack)	77,5	g
essungen zeigten, daß die Sc	hwindr	ino- mit Wirbel

Koks mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 2 % verhindert wird«

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■ el "

A 12 033

In einer weiteren Vergußreihe, bei der 6 Gewichtsprozent Wirb»lbett-Eok8₅ bezogen auf den Zement_β in entsprechender Weis® wie in der ersten Versuchsreihe verwendet wurden,, zeigten die Lichtmessungen₉ daß die Schrumpfung mit einem Wirbelbett-Kokß mit weniger ale 1 % Feuchtigkeitsgehalt verändert wird«

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wird zum Abbinden des McJrbeis unter "verdampfungsfreien" Bedingungen gearbeitete Der verwen« dete Mörtel hat die folgende Zusammensetzung:

	Zement	146	6
Sand		S93	S
Wasser		50	g

Der hier zugefügte Wirbelbett-Koks hatte eine Feuchtigkeit von weniger als 0_{89 Gewichtsprozent» Die Ergebnisse der Idchtmessung an verschiedenen Vergüssen mit unterschiedlichen Mengen an Wirbelbett-Coks sind in der folgenden Tabelle aufgeführtι

Tabelle IV

Volumenänderung nach % Uirbelbett-Kofcs 3 Stunden

0 - 1-3/8 inch

1 . - 3A inch

2 keine Schrumpfung

3 + 3/4 inch

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ORIGINAL INSPECTED

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Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde unter "verdampi'ungsfreien" Bedingungen beim Abbinden einer Portland-^ement^Paate gearbeitet, die durch Vermischen von Allentown-'lyp III Zement mit Wasser im Verhältnis 4· Gallonen pro Sack Zement hergestellt wurde_e Es wurde aktiviertes Silicagel mit einer Teilchengröße entsprechend einer Haschenweite von 3,4 bls 1,7 mm (6 bis 12 mesh) zugegebene Die Ergebnisse dar optischen Messung von verschiedenen Vergüssen unter Ver~ wendung von verschiedenen Mengen Silicagel ist in Tabelle V angegebene

	Tabelle V	Volumenänderung nach
% Silicagel	Volumenänderung nach	24- Stunden (trocken)
	3 Stunden	- 2,2
0,1	. - 2,7	+ 0*75
0,3	+ 0,8	'-. - 0,1
0,5 *	+ 0,7	+ 1,3
1,0	+ 2,0	0,0
1,0 ··	+ 0,6

* Bei diesem Ansatz fand eine gewisse Trocknung statt, worauf der Widerspruch mit den Ansätzen mit 0,3 und mit 0,5 % Beimengung zurückgeführt werden kann.

** Das QeI war auf eine Feinheit entsprechend einer Haschenweite von 0,3 bis 0,15 (50 - 100 mesh) vermählen·

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ORIGINAL INSPECTED

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Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde eine ähnliche Portland-Zement-Paete wie in Beispiel 3 verwendet« Folgende Beimengungen wurden eingesetzt:

A. Aktiver Bauxit (-60 Porocel SB-12-68 von Alcoa)

B. Silicagel (Sorbead "R" von Davison-Grace) Cp Synthetische Knochenkohle (Kerr-ttcGee)

D. Aktivkohle (910-48/150 von Union Carbide) E» Magneeia-Silicagel (Florisil 60/100 mesh von FMC)

Kur 1 % dieeer Zusätze, bezogen auf das Gewicht des Zementes, wurden verwendet· Die Ergebnisse der optischen Messung sind in Tabelle VI aufgeführt.

Tabelle VI

Volumenänderung

	nach 3 Stunden	nach 24 Stunden (trocken)	•
A	+ 0,6	4· 0,8
B	+ 0,6	+ 0,9
σ	4- 0,2	+ 0,25
D	4- 0,1	+ 0,15
E	♦ 0,3	+ 0,13
	Beispiel 5

Eine Pörtland-Zement-Paete aus:

1 116 g Allentown-Typ I Zement 384 g Wasser
22,3 g Wirbelbett-Koke (ofengetrocknet auf weniger als

3 % Feuchtigkeit)wurd· zubereitet und tür einen Standard-

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Gefrier-Tau-Test in kaltem Wasser gego3sen„ Nach 20 eintägigen Gefrier- und Tauzyklen trat kein bemerkenswerter Gewicht3verlust auf„ Nach 48 Zyklen zeigte der Block keine Rißbildung* Folgende Gewichtsänderung war eingetreten»

Ursprüngliches Gewicht 1«483i>0 g Endgewicht 1.408_?4 g

Zum Vergleich wurde ein Block aus Portland-Zement-Faste gegossen^, wobei eine ähnliche Zusammensetzung wie oben, Jedoch unter Weglassung des Wirbelbett-Koks gewählt wurde« Nach 15 eintägigen Gefrier- und Tauzyklen wurde eine gewisse und nach 40 Zyklen schwere Rißbildung beobachtet· Nach 48 Zyklen war der Block völlig aueeinandergebrochen_e Folgender Gewichtsverlust wurde festgestellt:

Ursprüngliches Gewicht 1-370,9 g Endgewicht 860,4 g

Die obigen Beispiele wurden zwar nur unter Verwendung von Mörtel oder Zementpaste durchgeführt, es ist jedoch verständlich^ daß der Wirbelbett-Koks nach der Erfindung in gleicher Weise in jedem anderen oben erwähnten Zement-System zur Beseitigung der Schwindung wirksam angewendet werden kann·

Ein für Straßenbeläge« insbesondere Ausbesserungen« geeig« neter hydraulischer Zement sollte eine SO^-Analyse von weniger als ca» 2,0 % und vorzugsweise weniger als ca_e 1,8 % ergeben· Für die Herstellung von Zement—Zu*;3mn enaetzungen nach der Erfindung ist ein Zement mit feinerer Vermahlung, etwa im Bereich einer Blaine-Feinheit von 5.000, im allgemeinen bevorzugt« Typ III-Zement ist hervorragend geeignet· Andere Zementsorten mit richtiger Einstellung von QJk und vielleicht einer feineren Vermahlung können ebenfalls verwendet werden·

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BAD ORtQlNAL

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Έβ sei bemerkt, daß der SO,-Gehalt im erhaltenen Produkt bei der Herstellung von hydraulie ehern Zement schwer voraus·· zusagen ist_o Der SO,»Gehalt im Zement setzt sich teilweise aus dem zur Herstellung des Klinkers verwendeten Rohmaterial und überwiegend aus dem dem Klinker vor dem Vermählen zugesetzten Gips zusammenο Der SO,-Gehalt einer jeden Charge kann innerhalb des Bereichs von 2 bis 3 % schwanken» Bei den meisten Zementsorten liegt die. Mindsstmenge an SO, im allgemeinen bei ca₀ 2,5 %·

Zur Herstellung der Zement-Zusammensetzungen nach der Erfindung werden Zemente mit einem durch chemische Analyse bestimmbaren SO,-GehaIt unter ca« 2,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise unter 1,8 Gewichtsprozent bevorzugt» Zemente mit einem niedrigeren SO»-Gehalt können ebenfalls verwendet werden» Der Vorteil in der Verwendung von hydraulischem Zement mit niedrigerem SO»-GehaXt liegt in der Flexibilität, die sich dem Endverbraucher in der Veränderung der Abbindezeit der Zement-Zusammensetzung bietet« So kann beispielsweise ein hydraulischer Zement, dessen SOyGehalt für das richtige Abbinden innerhalb einer vorbestimmten Verarbeitungszeit zu gering ist, auf den richtigen Wert eingestellt werden, indem er mit einem normalen hydraulischen Zement, beispielsweise Typ IXI, vermischt wird. Es ist leicht verständlich, daß durch richtiges Vermischen von Zementsorten mit niedrigem SO-.-Geh.alt mit normalem Zement eine Zusammensetzung, die die richtige Menge an SO* von unterhalb ca. 2 % enthält*, erhalten werden kann.

Der zur Herstellung der Zement-Zusammensetzungen nach der Erfindung verwendete Zement sollte zweckmäßigerweise eine ausreichende Menge an Gips enthalten, um ein zu schnelles

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BAD ORIGINAL

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Abbinden zu vermeiden» Der Gipsgehalt im Zonienb sollt© ausreichend hoch sein, damit der Erstarrungsbeglnn bei 10 Mi« nuten liegt· In der nachfolgenden Tabelle sind die Abbinde·» zelten aufgeführt, die mit verschiedenen Mengen an Sips ale Zusatz zu einem hydraulischen Zement erhalten werden, der Beinerseite im wesentlichen unter Vermeidung eines Gipszusatzes hergestellt ist»

	Tabelle VII	Ei*atarrungs~
% Gips	Wasser/Zement	begixin
	Verhältnis	10 Min.
0„72 %	6:1	41 Min.
0,8 %	3,9»1	22-Min·
0,8 %	5:1	25 Min.
0,8 %	6:1	25 Min,
1,03 %	3,9*1	40 Mn,
1,03%	5:1	45 Min«
1,2 %	4,8H	60+MnV
1,8 %

Ein typischer für die Erfindung geeigneter hydraulischer .Zement ergibt die folgende chemische Analyse! ;

	Tabelle	VIII	3	Chemische	• 66	Analyse t
				21	-31
SiO2				5	• öl? • 89
Al2O3				1 f. ϊ
Fe2O3 OaO	909838	/107			BAD ORIGINAL

A 12 038	Fortsetzung Tabelle	VIII
		Chemische Analyse
		3.62
MgO		1.61
SO,		0.42
L.O.I.	unlöslicher Rückstand	0.84-
	C3S	52.3
C0S	23.O

Das in der Beimengung verwendete Feststoffteilchen-Material ist vorzugsweise ein Adsorptionsmittel, das aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das eingelagerte Gas freisetzt. Bevorzugte Adsorptions· mittel sind u.a. Silicagel, aktives Aluminiumoxid, aktiver Bauxit, Aktivkohle, Verzögerungekoks (delayed coke) und insbesondere Wirbelbett-Eoks»

Diese Art an Feststoffteilchen hat eine poröse Struktur mit offenen Zellen zum Einschluß eines großen Gaevolumens, das an das Zement-System während des Abbindens und der Frühhärtung abgegeben werden kann, wenn das in der Zementmischung vorhandene Wasser durch das Material adsorbiert wird. Im weiteren Sinne können die geeigneten FeststoffmateriaLien als feste Adsorptionsmittel mit einer hohen Selektivität für die Adsorption von Wasser oder Feuchtigkeit angesehen werden. Es sei Jedoch bemerkt, daß die für die Erfindung geeigneten Feststoffmaterialien von der Industrie nicht als feste Adsorptionsmittel betrachtet oder verwendet werden.

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A 12 038

Dae wirksame Feetetoffmaterial in Teilchenform zur Beseitigung der Schwindung von Zement-Systemen sollte ein ausreichend großes Volumen an eingeschlossenem Gas enthalten, so daß nur eine verhältnismäßig geringe Menge dieses Schrumpf ungsverhinderunge-Zusatzes verwendet au werden braucht, um während des Abbindens und der Frühhärtung die Volumenverminderung durch Kontraktion auszugleichen.

Die genauen Gründe, warum bestimmte Feststoffmateridien zusammen mit einem Zement mit niedrigem 80,-Gehalt in wirksamer Weise zur Herstellung einer gewünschten Ausbesserungsmasse für Straßen verwendet werden können, ist nicht vollständig bekannt, es wird jedoch angenommen, daß das geeignete Feststoff material gewisse Oberflächeneigenschaften aufweist, aufgrund derer bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das in dem Material ursprünglich eingeschlossene Gas entweder durch eine einfache Verdrängung oder durch eine Kombination einer Verdrängung mit Kapillarwirkungen infolge des Wechsele der Umgebungsbedingungen während des Abbindens und der Frühhärtung des Zement-Systems freigegeben wird. Dieser Vorgang gleicht in begrenztem Maße das durch den niedrigen Gipsgehalt im Zement bedingte schnelle Abbinden und in starkem Maße die Schwindung der Zement-Zusammensetzung aus· Es wurde somit gefunden, daß unter Verwendung eines Zementes mit niedrigem SO,-Gehalt in Kombination. mit einem Gas freigebenden Material aus Feststoffteilchen eine schnell abbindende Zement-Zusammensetzung mit Selbsteinebnungs-Eigenschaften, hervorragender Bindungsfestigkeit wie auch mit guten Eigenschaften gegenüber Gefrieren und Auftauen erhalten werden kann.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden zusätzlichen Beispiele:

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A 12 O3B

Beispiel 6

Eine Auebeeserungsmaase für Straßen wurde hergestellt, indem 20,5 kg (45 pounds) Zement mit der in Tabelle VIII aufgeführten Analyse, 22,7 kg (50 pounds) Sand und 2,3 kg (5 pounds) Wirbelbett-Koka mit Wasser vermischt wurden. Diese Kasse wurde über eine Straßenfläche verlegt· Innerhalb einer Stunde wurde der Verkehr wieder aufgenommen· Eine Beschädigung der Ausbesserungsstelle war nicht zu bemerken« Nach dem Aufbringen der Ausbesserungsmaese wurde diese mit einer Lösung von Leinöl überzogen, um eine schnelle Verdampfung zu vermeiden. Nach 28 Sagen konnten keine Risse in der Ausbesserungsstelle bemerkt werden» Die Auebesserungemasse war fest mit dem Untergrund verbunden und zeigte keine Trennung·

Eine ähnliche Ausbesserungsmasse wurde mit ähnlichen Ergebnissen auf eine bituminöse Oberfläche aufgebracht·

Beispiel 7

Aus Zusammensetzungen, die ähnlich wie die in Beispiel 6 erwähnte waren, wurden Würfel hergestellt. Die Ergebnisse von in Übereinstimmung mit den ASTH-Vorschriften durchgeführten Druckversuchen, Proctor- und Gilmore-Versuchen, wie auch von Proctor Durchdringungsversuchen (Proctor Penetration readings), sind im folgenden aufgeführt:

Tabelle IX

ASTM Test

1 Stunde 147 psi

2 Stunden 164 psi 6 Stunden 225 psi

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A 12 058	Tag	Fortsetzung Tabelle	4	II	psi
	Tage	ASTH Test	6		psi
	Tage	9	,000	psi
1	Proctor		• 250	Gllmore
2			.500
28

Erstarrungsbeginn: 25 Hin» Erstarrungsendet £1 Hin«

Erstarrungsbeginnt 37 Min. Erstarrungsende: 47 Hin»

Proctor Druck-Test (Proctor Compression Readings)

0 bis 24 Kin. 25 Min· 33 Hin.

600 pei 1,800 pei

Die optische HeBvorrichtung wurde verwendet, um die Schrumpfung einer Probe der Mischung vom Zeitpunkt der Vasaerzugabe zu messen* Keine Schrumpfung wurde beobachtet· Biese Selbeteinebunge-Eigenschaft ist besondere wichtig für Btraßenauabeeeerungen_t da sie Vertiefungen im wesentlichen vermeidet·

Es wurde auch festgestellt, daß nach der Erfindung hergestellte Ausbeseerungemassen für Straßen eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Wasser haben. Je mehr Wasser einem Beton zugesetzt wird, desto langsamer ist die Abbindung normalerweise bei einer Zementmischung· Wird bei der erfindungsgemäßen Zementmischung das Verhältnis von Wasser zu Zement von 4 auf 5 er-

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OHlGlNAL INSPECTED

U1U190

A 12 058

höht, dann ändert sich die Abbindezeit von 25 auf 40 Minuten· Die Vervendung von höheren Wasser au Zement-Verhältnissen hat natürlich den Vorteil einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit·

Zur Verbesserung der Frühfestlgkelt der Strafienausbesserungemasse kann unter Druck gebrannter Gips in Kombination mit hydraulischem Zement ohne wesentliche Verminderung dessen SO·- Gehaltes verwendet werden« Ein für die Erfindung bevorzugter unter Druck gebrannter Gips wird von der United States Gypsum Company unter dem Handelsnamen Hydro-Stone vertrieben· Die Menge an unter Druck gebranntem Gips» die zur. Herstellung dieser Zusammensetzung verwendet werden kann, kann innerhalb eines weiten Bereiches variieren. Die Menge an unter Druck gebranntem, in Verbindung mit hydraulischem Zement mit einem normalen SOz-Gehalt verwendetem Gips sollte ausreichend hoch sein, um die für den normalen Verkehr erforderliche Frühfestigkeit zu erzielen· Es wurde gefunden, daß Gipsmengen zwischen 5 und 100 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, besonders günstig sind. Wird unter Druck gebrannter Gips in Verbindung mit einem Zement mit einem SO,~Gehalt unter ca· 2,0 % verwendet, dann bewirkt er anfänglich einen gewissen Teil an Frühfestigkeit und vermindert, was noch wichtiger ist, die Langzelt schwindung der erhaltenen Ausbesserung· Im allgemeinen ist es bevorzugt, unter Druck gebranntem Kalk in einer Menge von ca· 25 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement in der Zusammensetzung, zu verwenden*

!fachfolgend werden Versuche beschrieben, die die Verhinderung der durch Langzeitschwindung bedingten RlBbildung durch Verwendung von unter Druck gebranntem Gips in den erf indungsgemäfien Zement-Systemen erläutern.

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Ein Zungenepatel aus Holz wurde in eines Plastikbeoher angeordnet und der Plaatikbecher dann mit verschiedenartigen Zementmischungen gefüllt. Sie Mischungen waren folgendermaßen zusammengesetzt*

Mischung I 42 1/2 pounds Zement hoher FrÜhfestigkeit,

50 pounds Quarz-Sand und 7-12 pounds Wirbelbett-Koks a

Mischung II Straßenausbesserungsmasee aus 45 pounds Zement mit niedrigem SO^-Gehalt., 50 pounds Sand und 5 pounds Wirbelbett-Koks.

MJ3chung III Mischung I mit einem Zusatz von 25 pounds Hydro-Stone·

Mischung IY Mischung II mit einem Zusatz von 25 pounds Hydro-Stone.

Unter lufttrockenen Bedingungen zeigten alle Mischungen« die kein Hydro-Stone enthielten« eine radiale Bifibildung vom zentral angeordneten Holzstab zum Außenumfang des Bechers» Bei den mit den Mischungen III und IV durchgeführten Versuchen zeigte sich keinerlei Rißbildung«

Es wurden auch strengere Beißversuche durchgeführt! wobei wie in den Versuchen I und II zusammengesetzte Mischungen und eine Standard-Vergußmörtel-Mischung verwendet und annähernd 25 pounds unter Druck gebrannter Gips zu der VergußmSrtel-Mischung zugesetzt wurden· Diese verschiedenartigen Mischungen wurden rund um ein Geleeglas gegeben« welches seinerseits mit der Oberseite nach unten gerichtet in einen quadratischen Plastikbehälter eingesetzt war·

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Die bereits geprüften Zementmischungen bildeten innerhalb einiger Sage an den Stellen Hisse, an denen das Geleeglas der Kante des Behälters am nächsten war. Dies ist ein besonders harter fest* da der Beton beim Trocknen zu schwinden versucht und hieran von dem Geleeglas gehindert wird· In der Mischung_β der unter Druck gebrannter Gips zugesetzt wurde, bildeten sich bei der Lufthärtung keinerlei Bisse« Bei allen anderen Mischungen trat dagegen schwere Rißbildung auf.

Alle obigen Mischungen (I bis IV) und Abwandlungen hiervon wurden Gefrier- Auftau-Zyklen unterworfen. Bei der Verwendung von Virbelbett-Koks in den unter Druck gebrannten Gips enthaltenden Zementmischungen ergab sich keine bemerkbare Schädigung während des Einfrierens und Auftauens» Dies ist ungewöhnlich für jede Mischung mit hohem Gipsgehalt,

Unter Verwendung von unter Druck gebranntem Gips in verschiedenen Verhaltnissen mit einer Vergußmischung als Faßform wurden die unter Druck gebrannten Gips enthaltenden Vergußmischungen mit vorher gegossenen, glatten Vergußproben verbunden· Die Mischungen entwickelten eine derart fest« Verbindung mit dem Verguß, daß er innerhalb von 25 Minuten durch Drücken von Hand nicht mehr entfernt werden konnte· Vergleichbare Zementmischungen ohne unter Druck gebranntem Gips wurden dagegen während dieser Zeitdauer unter dem gleichen Druck leicht an der Bindungsstelle abgetrennt werden.

Bei Druckversuchen an Proben mit verschiedenen Anteilen an unter Druck gebranntem Gips von 5 bis 50 % der Vergußmiachung waren enorme Kräfte erforderlich, um die Bindung zu brechen· An der Prüfprobe wurde an der Verbindungsstelle zwischen der unter Druck gebrannten Gips enthaltenden Zementmischung und

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der Vergußmischung eine Klammer angebracht* Die Klammer wurde angezogen» bis sie feet an den gegenüberliegenden Seiten der Verbindung der Probe saß»

Gewöhnliche Zementmischungen trennen sich sofort bei dem leichtesten Anziehen der Klammer. Die Mischung mit unter Druck gebranntem Grips brach dagegen erst nach erheblicher Druckanwendung» Der Drehgriff der Klammer wurde vor dem Bruch zwischen 180 und 270 Grad gedreht. Unter diesen Yerauchsbedingungen war es möglich, die Probe mit 30 % unter Druck gebranntem Gips zu brechen·

Bei Verwendung von Proben mit zwischen 5 und 50 % unter Druck gebranntem Gips brachen die Proben normalerweise in einem Winkel durch die Verbindung» Dies bedeutet, daß die Bindung zwischen den beiden Stücken genau so fest war wie die innere !Pellchenbindung in der hochfesten Vergußmischung·

Weitere Versuche wurden durchgeführt durch Auftragen der Hydro-Stone Zement-Formulierungen» Diese Hydro-Stone-Miachungen wurden mit Wasser verdünnt bis sie fließfähig waren und dann sowohl auf glatte als auch auf rauhe Betonproben ohne vorheriges Benetzen aufgetragen. Innerhalb einer Stunde war es nicht mehr möglich, die Hydro-Stone-Probe mit Hilf β eines als Hebel dienenden Schraubenziehers abzudrucken· Ee ist bei Beton seit jeher üblich, den Untergrund zu benetzen, bevor eine neue Betonmischung aufgebracht wird, damit sich eine Verbindung ausbilden kann. Dies ist mit der erfindungsgemäßen Bydro-Stone-Ausbesserungsmasse nicht notwendig.

Die Abbindung der erfindungsgem&Sen Zement^Zusammensetzungen findet relativ rasch statt» Sie kann jedoch durch Verwendung von Verzögerungemitteln, wie Hatriumcitrat, auf jede gewünschte Abbindezeit verlangsamt werden«

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BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. A 12 038

   Fet entansprüche

   Verfahren zur Verhinderung der Schrumpfung einer wäßrigen hydraulischen Zementmischung während dee Erstarrens und der Frühhärtung, dadurch gekennzeichnet_t daß man in die Zementmischung weniger als 10 Gewichtsprozent_t bezogen auf den Zement in der Mischung, einer Beimengung aus Feststoffteilchen, die eine Volumenmenge eines Gases eingeschlossen enthalten und bei Ebntakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil dieses Gases während des Erstarrens und Frühhärtens der Zementmischung freizusetzen vermögen» einbringt·

   2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffteilchen ein Adsorptionsmittel verwendet wird, das aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das eingelagerte Gas freisetzt·

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein festes Adsorptionsmittel mit einem absoluten Feuchtigkeitsgehalt von weniger als ca« 3 Gewichtsprozent verwendet wird«

   4-· Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch Gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmittel Silicagel verwendet wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmittel aktives Aluminiumoxid verwendet wird·

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   A 12 038

   6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmittel aktiver Bauxit verwendet wird·

   7· Zement-Zusammensetzung, welche beim Vermischen mit Wasser während des Erstarrens und der Frühhärtung ohne wesentliche Schrumpfung zu einer harten Masse zu erstarren vermag t gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung und eine Beimengung aus Feststoffteilchen, die eine Volumenmenge eines Grases eingeschlossen enthalten und bei Eontakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil dieses Gases während des Erstarrens und Frühhärtens der Zementmischung freizusetzen vermögen« wobei die Menge der Beimengung weniger als 10 Gewichtsprozent des Zementes in der hydraulischen Zementmischung beträgt.

   8. Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen aus einem festen Adsorptionsmittel bestehen, das aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das eingelagerte Gas freisetzt·

   9· Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Silicagel ist.

   10· Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel aktives Aluminiumoxid ist.

   11· Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch ^kennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel aktiver Bauxit ist·

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   12. Verfahren zur Verhinderung der Schrumpfung einer wäßrigen hydraulischen Zementmischung während des Erstarrens und der Frühhärtung, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Zementmischung weniger als 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement in der Mischung, einer Beimengung einbringt, die im wesentlichen aus Wirbelbett-Koka mit einem absoluten Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5 % besteht.

   13» Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimengung in dem hydraulischen Zement vordispergiert wird.

   Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimengung zum Zeitpunkt des Vermischens des hydraulischen Zementes mit Wasser in die wäßrige hydraulische Zementmischung eingebracht wird·

   15ο Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbe tt-Koks unter 1 % liegt·

   16· Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß man einen Wirbelbett-Koks verwendet, der zur Beseitigung im wesentlichen der gesamten darin enthaltenen Feuchtigkeit vorbehandelt ist und den man vor dem Einbringen in die Zementmischung in trockener Luft während einer ausreichenden Zeit, um ihn im wesentlichen ins. Gleichgewicht mit den Umgebungebedingungen zu bringen, abkühlen ließ.

   17. Verfahren zur Verhinderung der Schrumpfung einer wäßrigen hydraulischen Zementmischung während des Erstarrens und der Frühhährtung, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Zementmischung einen geringen Prozenteatz einer Beimengung,

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   die Im wesentlichen aus Wirbelbett-Koks bestellt und einen absoluten Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 3 % enthält, einbringt, wobei man die Menge der Beimengung ausreichend bemißt, um die Schrumpfung während der chemischen Reaktion des Zementes und der Verdampfung von Wasser während des Ers barrens und Frühhärtens zu vermeiden.

   18, Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet,, daß man eine Beimengung verwendet) die zur Beseitigung im wesentlichen der gesamten darin enthaltenen Feuchtigkeit während einer ausreichenden Zeitdauer bei einer !Temperatur von oberhalb ca· 120° 0 vorbehandelt ist, und die man vor dem Einbringen in die Zementmischung in trockener Luft während einer ausreichenden Zeit, um sie im wesentlichen ins Gleichgewicht mit den Umgebungsbedingungen zu bringen, abkühlen und dabei weniger als 1 Gewichtsprozent Feuchtigkeit wieder aufnehmen ließ«

   19» Beimengung zur Verhinderung der Schrumpfung von wäßrigen hydraulischen Zementmischungen, bestehend im wesentlichen aus einem feinteiligen Wirbelbett-Koks, dessen Teilchengröße vorwiegend geringer als ca. 0,6 mm (ca. 30 mesh) ist und dessen Feuchtigkeitsgehalt unter 3 % liegt,

   20, Beimengung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt unter 1 % liegt,

   21. Zement-Zusammensetzung, welche beim Vermischen mit Wasser während des Erstarrens und der Frühhärtung ohne Schrumpfung zu einer harten Masse zu erstarren vermag, gekennzeichnet, durch eine hydraulische Zementmischung und eine Beimengung» die im wesentlichen aus Wirbelbett-Koks mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 3 % besteht, wobei die Menge der Beimengung unter 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement in der hydraulischen Zementmischung liegt.

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   BAD OfHGiNAL

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   β Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Zementmischung im wesentlichen aus Portlandzement mad Betönzuschlag besteht und die Henge der Beimengung im Bereich zwischen 2 % und 10 % liegt·

   23. Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 21 oder 22_f dadurch gekknnzeichnet, daß die Beimengung feinteilig ist und die Teilchengröße der Teilchen vorwiegend unter ca· 0,6 mm (30 mesh) liegt.

   24-· Zement-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Wirbelbett-Koks unter ca· 1 % liegt·

   25. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, daß als festes Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet wird.

   26· Verfahren nach Anspruch Θ, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Adsorptionsmittel Aktivkohle verwendet wird·

   27« Zement-Zusammensetzung, welche beim Vermischen mit Wasser innerhalb von weniger als 2 Stunden ohne wesentliche Schrumpfung während des Erstarrens und der FrühhSrtung zu einer harten Masse zu erstarren vermag, gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung mit einem analytischen SO,-Gehalt von weniger als ca. 2 % und eine Beimengung aus einer ausreichenden Henge an Feststoffteilchen, die eine Volumenmenge eines Gases eingeschlossen enthalten und bei Ebntakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil dieses Gases freizusetzen vermögen, um die Schrumpfung während des Erstarrens und Frühhärtens der Zement-Zusammensetzung auszugleichen·

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   28α Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet * daß die Peststoffteilchen aus einem festen Adsorptionsmittel bestehen, das aufgrund einer Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das eingelagerte Gas freisetzt.

   29ο Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel aktiver Bauxit ist«,

   30« Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel aktives Aluminiumoxid ist·

   31, Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Aktivkohle ist.

   32. Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Silicagel ist.

   33« Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Verzögerungskoks ist.

   3^· Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Wirbelbett-Koks ist.

   35· Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirbelbett-Koks einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 3 % hat und die Menge an Wirbelbett-Ebks weniger als ca. 10 Gewichtsprozent des Zementes beträgt.

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   36o Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch einen Gehalt an unter Druck gebranntem Gipa₉ vox*~ zugsweise in einer Menge von weniger als ea_o 2.5 Gewichte·» prozent, bezogen auf den Zemente

   37° Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 35» dadurch gekenn« zeichnet, daß die Teilchengröße des Wlrbelbett-Kbks vor« v/iegend unter ca» 0,85 mm (20 mesh) liegt»

   38« Zement-Zusammensetzung zum Ausbessern von Straßen, die in weniger ala ca_c 1 Stunde zu einer normalen Verkehr in ausreichender Welse standhaltenden harten Masse ohne wesentliche Schwindung während des Erstarrena und der Frühhärtung abzubinden vermag und eine verminderte Lang» zeitachwindung aufweist, gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung mit einem durch chemische Analyse bestimmten-SO,~Gehalt von weniger alß ca. 1*8 °/o und eine Beimischung aus einer ausreichenden Henge Wirbelbett-Koks, die fähig ist, die Schwindung wahrend den Erstarr ens und der Frühhärtung auszugleichen»

   39· Zement-Zusammensetzung, welche beim Vermischen mit Wasser in weniger als 2 Stunden zu einer harten Hasse ohne wesentliche Schwindung während des Erstarrens und der Friihhärtung abzubinden vermag und eine verminderte Langzeitschwlndung aufweist, gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung mit einem durch chemische Analyse beatimmbaren SO^-Gehalt von weniger als ca· 2,0 % und eine Beimengung aus (1)5 bis 100 Gewichtsprozent unter Druck {ebranntem Gips, -bezogen auf den Zement, und (2) einer ausreichenden Henge ύοώ. Feststoff teilchen, die eine Volumenmenge eines Gases eingeschlossen enthalten und bei Kontakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil des Gases freizusetzen vermögen, um die Schwindung während des Abbindens und Frühhärtens der Zement-Zusammensetzung auszugleichen.

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   Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 59s dadurch gekennzeichnet ₉ daß die Feststoffteilchen aua einem festen Adsorptionsmittel bestehen, das aufgrund seiner Oberflächeneigenschaften bevorzugt Wasser adsorbiert und hierbei das eingelagerte Gas freigibt.

   41, Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 40, dadurch£pkennzeichnebg daß das feste Adsorptionsmittel aktiver Bauxit ist.

   42o Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 40„ dadurch gekennzeichnet ₉ daß das feste Adsorptionsmittel aktives Aluminiumoxid ist.

   43a Zament-Zusammensefezung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das feabe Adsorptionsmittel Aktivkohl© ist»

   44, Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Adsorptionsmittel Wlrbölbett-Koks ist.

   45« Zement-Zusammensetzung, welche beim Vermischen mit Wasser in weniger als 2 Stunden ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens und der Frühhärtung zu einer harten Kasse zu erstarren vermag und eine verminderte Langzeitschwindung aufweist, gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung und eine Beimengung aus (1) 5 bis 100 Gewichtsprozent unter Druck gebranntem Gips, bezogen auf den Zement, und (2) einer ausreichenden Menge an Feststoffteilchen, die eine Volumenmenge eines Gases eingeschlossen enthalten und bei Kontakt mit Wasser mindestens einen größeren Teil des Gases freizusetzen vermögen, um die Schwindung während des Abbindens und der Frühhärtung der Zement-Zusammensetzung auszugleichen.

   46. Zement-Zusammensetzung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet daß die Feststoffteilchen aus Wirbelbett-Koks bestehen.

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