DE2001171C3 - Pozzolan-like additive for hydraulic binders that split off calcium hydroxide during hardening - Google Patents
Pozzolan-like additive for hydraulic binders that split off calcium hydroxide during hardeningInfo
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Description
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 voji wasserunlöslichem Calciumsilikat reagieren, welches als hydraulisches Bindemittel wirkt.A well-known method of converting air-lime mortar into a hydraulic, i.e. H. without air even under water Producing hardening mortar consists in adding so-called pozzolans to common lime mortar. This Pozzolans are a genus of predominantly natural flour-like minerals that are characterized by a high content reactive silica and a large surface area are marked. In many cases it is volcanic ashes such as B. pozzolana. Santorini earth, still around ancient silicic acid skeletons Plants and animals such as B. Kieselguhr. These pozzolans have the property that they. mixed with the lime paste, react with the calcium hydroxide to form water-insoluble calcium silicate, which acts as a hydraulic binder.
Auch als Zusatzmittel zu zementgebundenen Massen werden solche Puzzolane verwendet. Sie setzen sich mit dem bei der Hydratation des Zements freiwerdenden Calciumhydroxid, wie oben beschrieben, zu Calciwmsilikai um. Dadurch kann unter Umständen die Dichtigkeit und chemische Beständigkeit von Zementmassen verbessert werden. Eine große Bedeutung als Zementzusatzmittel haben diese Stoffe jedoch nicht, ■weil sie wegen ihrer groSen Oberfläche den Wasserbedarf der Mischung meist stark erhöhen, was erfahrungsgemäß von Nachteil für die meisten Betoneigenschaften ist.Such pozzolans are also used as additives to cement-bound compounds. they sit down with the calcium hydroxide released during the hydration of the cement, as described above, to calcium silicate around. This may reduce the impermeability and chemical resistance of cement compounds be improved. However, these substances are not of great importance as cement additives, ■ because they need water because of their large surface increase the amount of the mixture strongly, which experience has shown to be a disadvantage for most concrete properties is.
Es ist auch bekannt, dem Zement Wasserglas in gelöster oder in Pulverform zuzusetzen (J. G. V a i I, Soluble Silicates. Reinh. Publishing Corp., 1952. Band II. S. 453). Die Reaktion führt zu demselben Ergebnis wie bei den Puzzolanen, denn es bildet sich aus dem löslichen Alkalisilikat des Wasserglases unlösliches Calciumsilikat. Auch diese Arbeitsweise spielt 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 ze-It is also known to add water glass in dissolved or powder form to cement (J. G. V a i I, Soluble Silicates. Reinh. Publishing Corp., 1952. Volume II. P. 453). The reaction leads to the same result as for the pozzolans, because insoluble calcium silicate is formed from the soluble alkali silicate in water glass. This mode of operation does not play an important role either, because of the immediate formation of calcium silicate the slow formation of the crystal hydrates of the cement is disturbed and also significant Quantities of alkali hydroxide are released, which in ze-
menthaltigen Massen unerwünscht :>ii.d.containing masses undesirable:> ii.d.
Es wurde gefunden, daß übliches Glasmehl eine den Puzzolanen vergleichbare kalkbindende und damit die Dichtigkeit und chem.sche Beständigkeit von Mörtel und Beton verbessernde Wirkung besitzt. Gegenüber den üblichen Puzzolanen hat Glasmehl den Vorteil, daß es keitic 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 unter Umständen sogar noch verringern. It has been found that common glass powder has a lime-binding and thus the pozzolana comparable Leakproofness and chemical resistance of mortar and concrete has an improving effect. Opposite to Glass powder has the advantage of the usual pozzolans that it has a large surface area. because he has the great inner The surface of the inherently porous pozzolana is missing. Therefore, when mixed with cement, it increases the water requirement not, can even reduce it under certain circumstances.
Da für die meisten Mörteleigenschaften 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.Since for most mortar properties the water-cement ratio, i. H. the ratio of mixing water : Cement is crucial and the lower the water content, the better the properties. achieved With the glass flour additive according to the invention, you get much better results than with the usual one Pozzolan additive.
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 kristallinen Neubildungen 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.The addition of glass powder also has great advantages over the addition of water glass powder. In contrast to water glass powder, which works immediately reacts with the calcium hydroxide that forms during the hydration of the cement, thereby causing the reaction directs the crystalline new formations in the other direction, the glass powder, which is known to be a mixture, reacts consists of alkali and calcium silicate, initially not and then very slowly.
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 Hydratation abspaltendes Hydroxid, das die Hauptursache der geringen Beständigkeit des Betons gegen aggressive Wasser ist, in unlösliches Calciumsilikat umgewandelt und dadurch wird die chemische Beständigkeit stark erhöht. Ein weiterer Vorteil ist die beträchtliche Festigkeitssteigerung von zementgebundenen Massen durch den Glasmehl-Zusatz.By gradually displacing the alkali ions from the silicate mixture, the glass is replaced by the released and excess calcium hydroxide gradually digested with swelling and from the alkali-calcium-silicate mixture transformed into gel-like calcium silicate. The glass flour particles swell and cause a filling of the pores created by the evaporation of water, d. H. they have a poetic effect. Besides that becomes excess hydroxide, which is split off during hydration, which is the main cause of low Resistance of concrete to aggressive water is converted into insoluble calcium silicate and thereby the chemical resistance is greatly increased. Another advantage is the considerable increase in the strength of cement-bound compounds through the Glass flour additive.
Die spezifische Wirkung des Glasmehis läßt sich an einem ganz einfachen Versuch zeigen: 50 g einer 35%igen Aufschlämmung von Calciumhydroxid in Wasser werden mit 100 g Quarzmehl einerseits und 100 g Glasmehl andererseits gemischt und in einer verschlossenen Büchse zwei Tage im Trockenschrank bei 500C 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 μ Maschenweite durchgehen. Vorzugsweise wird ein gegenüber Portlandzement feineres Glasmehl verwendet mit einem Größkorn von z. B. nicht mehr als 80 μ.The specific effect of the Glasmehis can be shown in a very simple experiment: 50 g of a 35% slurry of calcium hydroxide in water are mixed with 100 g of quartz powder on the one hand and on the other hand mixed 100 g of glass powder and placed in a closed box two days in the oven at 50 0 C kept. The mixture with glass flour hardens to a solid mass, the mixture with quartz flour remains soft and crumbly. The pozzolan-like effect of glass flour is stronger the finer it is ground. The glass powder should therefore have at least the same grain size as normal Portland cement, ie at least 80% should pass through a sieve with a mesh size of 90 μ. Preferably, a glass powder that is finer than Portland cement is used with a grain size of z. B. not more than 80 μ.
Der Einsatz des Glasmehls kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann es der Zement-Sand- und Kiesmischung neben dem Zement oder in teilweisem Ersatz desselben zugefügt werden; desgleichen auch zu hydraulischen Kalken und zu Luftkalk. Ais 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 Üieee- The glass powder can be used in various ways. So it can be added to the cement-sand and gravel mixture alongside the cement or as a partial substitute for it; the same applies to hydraulic limes and air limes. A combination of glass powder, plastic dispersion and possibly asbestos as an additive to cement mortar or cement concrete has proven to be particularly advantageous because the plastic and asbestos content
Zugfestigkeit und weiterhin die Dichtigkeit und chemische Beständigkeit zusäti-iich verbessert werden.Tensile strength and continued tightness and chemical Resistance can also be improved.
1. !00 Teile Portlandzement 375 werden mit 300 Teilen Quarzsand 0 bis I mm 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 einem üblichen Zementmörtel bessere chemische Beständigkeit aufweisL1, 00 parts of Portland cement 375 are mixed with 300 parts of 0 to 1 mm quartz sand with the addition of 25 parts of glass powder and 50 parts of water. An easily workable mortar is obtained which, after subsequent treatment in accordance with the regulations, has a high level of strength. good impermeability and better chemical resistance than conventional cement mortar
2. In 59 Teile einer 50%igen Acrylharz Dispersion werden 0,4 Teile 10%iger Calgon-Lösung. 0,5Teile 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 Melhylzellulose-Lösung eingerührt. Zur Herstellung einer Mörtelmasse werden 100 Teile Portlandzement 475 mit 100 Teilen Feinsand 01 bis 0,3 mm und 100 Teilen Sand 0,2 bis 0,5 mm trocken gemischt und dazu 50 Teile vorgenannter Dispersion und 40 Teile Wasser zugegeben. Man erhält einen gut verarbeitbaren Mörtel mit geringer Neigung zu Schwindrißbildung, guter Haftung, hoher Festigkeit, geringer Ausblühneigung und verbesserter chemischer Beständigkeit.2. In 59 parts of a 50% acrylic resin dispersion 0.4 parts of 10% Calgon solution are used. 0.5 parts Commercial defoamer, 0.1 part cement liquefier based on polyglycol ethers and then one after the other 20 parts of glass flour. 10 parts of cristobalite flour and 5 parts of short-fiber asbestos were added. Finally, 5 parts of a 2% strength methylcellulose solution are stirred in. For the production 100 parts of Portland cement 475 with 100 parts of fine sand 01 bis are made of a mortar mass 0.3 mm and 100 parts of sand 0.2 to 0.5 mm dry mixed with 50 parts of the aforementioned dispersion and 40 parts of water are added. An easily workable mortar with a low slope is obtained to shrinkage cracking, good adhesion, high strength, low blooming and improved chemical resistance.
Claims (4)
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