DE2001171A1 - Zusatzmittel fuer hydraulisch erhaertende anorganische Bindemittel - Google Patents

Description

• Zusatzmittel für hydraulisch erhärtende anorganische Bindemittel Ein altbekanntes Verfahren, um aus Luftkalkmörtel einen hydraulischen, d.h. ohne Luft auch unter Wasser erhärtenden Mörtel herzustellen, besteht in dem Zusatz sogenannter Puzzolane zu üblichem Kalkmörtel.
• Diese Puzzolane sind eine Gattung vorwiegend natürlicher mehlförmiger Mineralstoffe, die durch einen hohen Gehalt reaktionsfähiger Kieselsäure und eine große Oberfläche gekennzeichnet sind.
• Vielfach handelt es sich um vulkanische Aschen, wie z.B. Puzzolanerde, Santorinerde, weiterhin um Kieselsäureskelette vorzeitlicher Pflanzen und Tiere wie z.B. Kieselgur. Diese Puzzolane haben die Eigenschaft, daß sie, dem Kalkbrei zugemischt} mit dem Calciumhydroxid unter Bildung von wasserunlöslichem Calciumsilikat reagieren, welches als hydraulisches Bindemittel wirkt.
• Auch als Zusatzmittel zu zementgebundenen Massen werden solche Puzzolane verwendet. Sie setzen sich mit den bei der Hydratation des Zements freiwerdenden Calciumhydroxid, wie oben beschrieben, zu Calciumsilikat um. Dadurch kann u.U. die Dichtigkeit und chemische Beständigkeit von Zementmassen verbessert werden. Eine große Bedeutung als Zementzusatzsittel haben diese Stoffe jedoch nicht, weil sie wegen ihrer großen Oberfläche den Wasserbedarf der Mischung meist stark erhöhen, was erfahrungsgemäß von Nachteil für die meisten Betoneigenschaften ist.
• Es ist auch bekannt, dem Zement Wasserglas in gelöster oder in Pulverform zuzusetzen (J.G. Vail, Soluble Silicates, Reinh. Publishing Corp. 1952, Band II, Seite 453). Die Reaktion führt zu demselben Ergebnis wie bei den Puzzolanen, denn es bildet sich aus dem löslichen Alkalisilikat des Wasserglases unlösliches Giciumsilikat. Auch diese ArbeitsweiqA zielt keine bedeutende Rolle, weil durch die sofortige Bildung des Calciumsilikates die langsam verlaufende Bildung der Kristallhydrate des Zements gestört wird und außerdem bedeutende Mengen Alkalihydroxid frei werden, die in zementhaltigen Massen unerwünscht sind.
• Es wurde gefunden, daß übliches Glasmehl eine den Puzzolanen vergleichbare kalkbindende und damit die Dichtigkeit und chemische Beständigkeit von Mörtel und Beton verbessernde Wirkung besitzt.
• Gegenüber den üblichen Puzzolanen hat Glasmehl den Vorteil, daß es keine große Oberfläche hat, weil ihm die große innere Oberfläche der in sich porösen Puzzolane fehlt. Deshalb erhöht es in Mischung mit Zement den Wasserbedarf nicht, kann ihn u.U. sogar noch verringern.
• Da für die meisten Mörtel eigenschaften der Wasserzementwert, d.h.
• das Verhältnis von Anmachewasser : Zement ausschlaggebend ist und die Eigenschaften umso besser sind, je geringer der Wasseranteil ist, erzielt man mit dem erfindungsgemäßen Glasmehlzusatz wesentlich bessere Ergebnisse als mit dem üblichen Puzzolan-Zusatz.
• Auch gegenüber dem Zusatz von Wasserglas-Pulver bringt die Zumischung von Glaspulver große Vorteile. Im Gegensatz zum Wasserglas-Pulver, das sich sofort mit dem sich bei der Hydratation des Zements bildenden Calciumhydroxid umsetzt und dabei die Reaktion der kristalen linen Neubildung in andere Richtung lenkt, reagiert das Glasmehl, das ja bekanntlich aus einer Mischung von Alkali- und Calciumsilikat besteht, zunächst nicht und in der Folgezeit sehr langsam.
• Durch allmähliche Verdrängung der Alkali-Ionen aus dem Silikatgemisch wird das Glas durch das freiwerdende und überschüssige Calciumhydroxid allmählich unter Quellung aufgeschlossen und aus dem Alkali-Calcium-Silikat-Gemisch in gelartiges Calciumsilikat verwandelt. Dabei quellen die Glasmehlteilchen und bewirken eine Füllung der durch die Wasserverdunstung entstehenden Poren, d.h.
• sie wirken dichtend. Außerdem wird überschüssiges, sich bei der Hydrata-tion abspaltendes Hydroxid, das die Hauptursache der geringen eständigkeit des Betons gegen aggressive Wässer ist, in unlösliches Calciumsilikat umgewandelt und dadurch wird die chemische Beständigkeit stark erhöht. Ein weiterer Vorteil ist die beträchtliche Festi-gkeitssteigerung von zementgebundenen Massen durch den Glasmehl-Zusatz.
• Die spezifische Wirkung des Glasmehls läßt sich an einem ganz einfachen Versuch zeigen: 50 g einer 35%igen Aufschlämmung von Calciumhydroxid in Wasser werden mi-t 100 g Quarzmehl einerseits und 100 g Glasmehl andererseits gemischt und in einer verschlossenen Büchse zwei Tage im Trockenschrank bei 50°C aufbewahrt. Die Mischung mit Glasmehl erhärtet-zu einer festen Masse, die Mischung mit Quarzmehl bleibt weich und krümelig. Die puzzolanartige Wirkung von Glasmehl ist umso stärker, je-feiner es gemahlen ist. Das GlasmehL sollte deshalb mindestens die Kornfeinheit wie- üblicher Portlandzement aufweisen, d.h. zu-mindestens 80% durch ein Sieb mit 90/u Maschenweite durchgehen. Vorzugsweise wird ein gegenüber Portlandzement feineres Glasmehl verwendet mit einer Größkorn von z.B. nicht mehr als 80 µ.
• Der einsatz des Glas mehls kann auf verschiedene Weise erfelgen.
• So kann es der Zement-Sand- und Kiesuischung neben dem Zement oder in teilweisem Ersatz desselben zugefügt werden desgleichen auch zu hydraulischen walken und zu Luftkalk. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Kombination aus Glasmehl, Kunststoff-Dispersion und gegebenenfalls Asbest als Zusatz zu Zementmörtel oder Zementbeton erwiesen, weil durch den Kunststoff- und Asbestanteil die Biegezugfestigkeit und weiterhin die Dichtigkeit und chemische Beständigkeit zusätzlich verbessert werden.
• Beispiele: 1. 100 Teile Portlandzement 375 werden lit 300 Teilen Quarzsand O - 1 u unter Zusatz von 25 Teilen Glasmehl und 50 Teilen Wasser gemischt. Man erhält einen gut verarbeitbaren Mörtel, der nach vorschriftsmäßiger Nachbehandlung eine hohe Festigkeit, gute Dichtigkeit und gegenüber einer. üblichen Zement-mörtel bessere chemische Beständigkeit aufweist.
• 2. In 59 Teile einer 50%igen Acrylharz-Dispersion werden 0,4 Teile 10%iger Calgon-Lösung, 0,5 Teile handelsüblicher Entschäumer, 0,1 Teil Zementverflüssiger auf Basis von Polyglykoläthern eingerührt und dann nacheinander 20 Teile Glasmehl, 10 Teile Cristobalitmehl und 5 Teile kurzfasriger Asbest zugegeben. Zum Schluß werden 5 Teile einer 2%igen Methylzellulose-Lösung eingerührt.
• Zur Herstellung einer Mörtelmasse werden 100 Teile Portlandzement 475 mit 100 Teilen Feinsand 0,1 - 0,3 mm und 100 Teilen Sand 0,2 - 0,5 mm trocken gemischt und dazu 50 Teile vorgenannter Dispersion und 40 Teile Wasser zugegeben. Man erhält einen gut verarbeitbaren Mörtel lit geringer Neigung zu Schwindrißbildung, guter Haftung, hoher Festigkeit, geringer Ausblühneigung und verbesserter chemischer Beständigkeit.

Claims (4)

P a t e n t - A n s p r ü c h e

1. Puzzolanartiges Zusatzmittel für bei der Erhärtung Calciumhydroxid ab spaltende hydraulische Bindemittel, vorzugsweise Portlandzement sowie hydraulischen Kalk, und für calciumhydroxidhaltige Bindemittel, wie gelöschten Kalk, und aus diesen Stoffen unter Zusatz von Wasser, Sand und gegebenenfalls Kies hergestellter Mörtel und Beton, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Glasmehl besteht.

2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es neben mindestens 20% Glasmehl noch andere mehl feine Mineralstoffe, wie Trass, Quarzmehl, Kalksteinmehl und gegebenenfalls Asbest enthält.

3. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Mischung von Glasmehl und Kunstharz-Dispersion, vorzugsweise Acrylharz-Dispersion, besteht.

4. Zusatzmittel nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Kunstharz-Dispersion und Glasmehl noch andere mineralische Zusatze, wie Trass, Quarz-- mehl, Kalksteinmehl, Asbest sowie gegebenenfalls an sich bekannte Zusätze, wie Zementverflüssiger, Netzmittel, Entschäumer, Thixotropierungsmittel, enthält.