DE2039140A1 - Zementmischung zur Bildung von Bauteilen u.dgl. - Google Patents
Zementmischung zur Bildung von Bauteilen u.dgl.Info
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Description
- " 7ementmischung zur Bildung von Bauteilen und dergl. " Die Erfindung betrifft eine Zementmischung zur Bildung von Bauteilen und dergleichen und bezieht sich insbesondere auf Mischungen eines wässrigen Zementschlammes und einer wässrigen Silikatlösung.
- Es sind verschiedene Mischungen zur Bildung von wasserundurchlässige Bautellen und Überzügen entwickelt worbt den. Jedoch gi#t es noch keine Zementmischung, die wirtschaftlich zu bereiten und anzuwenden ist und die fortlaufend auf ein Material oder ein vorhandenes Bauteil aufgebracht werden kann, um ein selbsttragendes Bauteil oder einen Überzug auf diesem zu bilden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zementmischung zu schaffen, die schnell abbindet und dann selbsttragende Eigenschaften hat, wodurch in wirtschaftlicher Weise wasserundurchlässige Bauteile oder Überzüge durch einfaches Auf sprühen oder fortlaufendes Aufbringen der Mischung auf eine Fläche erhalten werden können. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von M schungen zur Bildung wasserundurchlässiger Bauteile oder Ueberzüge, die billig zu bereiten und anzuwenden sind.
- Ein Bedarf für eine derartige Zementmischung besteht bereits viele Jahre. Zum Beispiel können in Gegenden, wo konventionelle Baustoffe teuer oder nicht vorhanden sind, mit geringen Kosten Bauteile durch Aufsprühen der erfindungsgemäßen M schung auf Formen aus vorhandenem Material erhalten werden, um einen Bauteil oder einen Überzug auf diesem von großer Festigkeit und Wasserwiderstandsfähigkeit herzustellen. Die erfindungsgemäße Mischung kann auch für verschiedene andere Bau zwecke Anwendung finden, wie z. B. die Herstellung von selbsttragenden Sperrwänden in stillgelegten Grubengängen durch Fernbetätigung, den Schutz geneigter Erdoberflächen gegen Wassererosion, Herstellen von wasserundurchlässigen Überzügen in Gruben und Gräben usw.
- Es wurde gefunden, daß Mischungen aus wässrigen Zementschlämmen und wässrigen Silikatlösungen selbsttragende zementhaltige Bauteile oder Überzüge ergeben.
- Ferner wurde gefunden, daß solche Mischungen schnell abbinden und rasch eine hohe Festigkeit erhalten, so daß sie fortlaufend auf einem Material aufgebracht werden können, um auf diesem einen wasserundurchlässigen selbsttragenden Bauteil zu bilden. Ferner ist gefunden worden, daß ein wässriger Zementschlamm und eine wässrige Silikatlösung in getrennten Behältern gespeichert werden können. Wenn aus Zement ein Bauteil oder Überzug hergestellt werden soll, kann die erfindungsgemäße Zementmischüng durch Pumpen eines Stromes der wässrigen Silikatlösung und eines Stromes des wässrigen Zementschlammes in übliche Misch- und SprühvorrichtunWen-erhalten werden. Die in dieser Vorrichtunq -qebildete Zementmischung kann -fortlaufend auf ein Material gesprüht -werden, um hierauf einen selbsttragenden Bauteil zu bilden. Das Volumenverhältnis des Stromes der wässrigen Silikatlösung zu dem Volumen des Stromes des wässrigen Zementschlammes kann fortlaufend variiert werden während die Zementmischung aufgesprüht wird, wodurch die Viskosität, die Abbindezeit und andere Eigenschaften der Mischung so verändert werden können, wie es zur Bildung eines bestimmten Bauteils notwendig ist.
- Vorzugsweise wird ein handelsübliches Si.ljjt mit t 45° einem spezifischen Gewicht von etwa 40 °/ Baumé von folgender Zusammensetzung verwendet: Komponente Zusammensetzung (Gewichtsprozente) Na2 0 9.1 SiO2 29.2 H20 61.7 Spezifisches Gewicht 41.5 Grad Baume Viskosität 206.25 ( Centipoises Andere Silikate mit der oben erwähnten ungefähren Zusammensetzung können auch verwendet werden, in denen das Natrium durch alkalische oder basische Kationen, wie Kalium, Guanidin oder Tetramethylammonium ersetzt wird.
- Für die vorliegende Erfindung ist Portland-Zement besonders geeignet.
- besteht Eine bevorzugte Silikatlösung/aus 6 bis loo Gewichtsprozenten 40-gradigem Natrium-Silikat und 0 bis 94 Gewichtsprozenten Wasser.
- Ein bevorzugter Zementschlamm zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Mischung besteht aus ungefähr 7 bis 75 Gewichtsprozenten Portland-Zement und ungefähr 25 bis 93 Gewichtsprozenten Wasser.
- Es wurde gefunden, daß die Beifügung einer bestimmten Menge eines Füllstoffes, wie Flugasche oder Silikatmehl, zu dem wässrigen Zementschlamm die Abbindezeit der Zementmischung verzögert. Ein bevorzugter wässriger Zementschlamm mit Flugasche-Zusatz besteht aus ungefähr lo bis 55 Gewichtsprozenten Portland-Zement, ungefähr lo bis 55 Gewichtsprozenten Flugasche und ungefähr 25 bis 35 Gewichtsprozenten Wasser.
- Es kann der wässrigen Silikatlösung auch ein Mittel zur Erzeugung einer Thixotropie, wie Bentonit zugesetzt werden, um eine Zementmischung mit einer bestimmten thixotropischen Eigenschaft zu erhalten.
- Eine bevorzugte Silikatlösung mit einem Thixotropie erzeugenden Zusatzmittel besteht aus ungefähr 50 bis 70 Gewichtsprozenten 40-gradigem Natriumsilikat, 1 bis 5 Gewichtsprozenten Bentonit und 25 bis 45 Gewichtsprozenten Wasser.
- Wenn eine bestimmte Menge eines wässrigen Zementschlammes mit einer bestimmten Menge einer Silikatlösung gemischt wird, ergibt sich eine Zementmischung mit einer bestimmten Abbindezeit und Viskosität. Die Abbindezeit und Viskosität variieren mit der Zusammensetzung des verwendeten wässrigen Zementschlammes und der wässrigen Silikatlösung sowie mit dem Volumenverhältnis des wässrigen Zementschlammes zu der hiermit vermischten wässrigen Silikatlösung. So können für eine bestimmte Anwendung ein wässriger Zementschlamm und eine wässrige Silikatlösung verwendet werden, welche eine Zementmischung von gewünschter Abbindezeit und Viskosität ergeben. Zusätzlich kann das Volumenverhältnis des wässrigen Zementschlammes zu der wässrigen Silikatlösung variiert werden, während ein Bauteil aus der Zementmischung hergestellt wird, um die Abbindezeit, Viskosität und andere physikalische Eigenschaften zu ändern Eine bevorzugte erfindungsgemäße Mischung besteht aus ungefähr lo bis o Volumenprozent wässrigem Zementschlamm mit einem die Abbindeungefähr lo bis 9o Volumenprozent zeit verzögernden Mittel und/einer wässrigen Silikatlösung mit einem Thixotropie erzeugenden Mittel.
- Die wassrige Silikatlösung in der erfindungsgemäßen Mischung kann bereitet werden durch Zusatz einer bestimmten Menge einer Silikatlösung zu einer bestimmten Menge Wasser und anschließendes yründliches Mischen. Der wässrige Zementschlamm kann durch Zusetzen der gewünschten Menge von Portland-Zement zu der gewünschten Menge Wasser und anschließendes Mischen erhalten werden. Es können auch Mittel zur Verzögerung der Abbindezeit sowie zur Erzeugung einer Thixotropie dem Schlamm und der Lösung während ihrer Zubereitung zugesetzt werden.
- Die wässrige Silikatlösung kann mit dem wässrigen Zementschlamm auf jede bisher übliche konventionelle Weise gemischt werden. Jedoch wird die Zementmichung gemäß der Erfindung vorzugsweise durch fortlaufendes Mischen eines Stromes der Silikatlösung mit einem Strom des wässrigen Zementschlammes gebildet, wie dies oben erwähnt ist, Die Durchflußmengen der Silikatläsung, des Zementschlammes und der erhaltenen Zementmischung können entsprechend der Größe und der besonderen Form des herzustellanden Bauteiles variiert werden. Wenn es gewünscht wird, können auch zusätzliche Füllstoffe, wie Kieselmehl oder Sand dem wässrigen Zementschlamm oder der Silikatlösung zugesetzt werden.
- Mit der erfindungsgemäßen Zementmischung wurden mehrere Laboratoriumsversuche durchgeführt, die folgende Ergebnisse hatten.
- Verfahren: Die in den Tabellen I bis III aufgeführten M schungen wurden in zwei Teilen hergestellt, nämlich einem wässrigen Zementschlamm, bezeichnet als Lösung A und einer Natriumsilikatlösunq, bezeichnet als Lösung B. Gleiche Teile der beiden Lösungen wurden dann gemischt, um die besonderen zu untersuchenden Zementmischungen zu erhalten. Die Abbindezeit der erhaltenen Zementmischungen wurde festgestellt: Tabelle I Abbindezeiten der Zementmischung Lösung A Lösung B Portland- Wasser 4o-grad. Wasser Abbindezeit Zement Natriumsilikat Gew.-Proz. Gew.-Proz. Gew.-Proz. Gew.-Proz. Sekunden 42,86 57.14 520G3 47.37 15.o 68.49 31.51 52053 47.4v7 22.7 71.43 28.57 52.63 47.37 20.9 Die angegebenen Zusammensetzungen haben in den angegebenen Zeiten zu festen undurchlässigen Massen abgebunden.
- Tabelle II Abbindezeiten von Zementmischungen mit Zusatz von Verzögerungsmit teln Lösung A ~~~~ Lösung B Portland- Wasser Flugasche 40-grad. Wasser Abbindezeit Zement Natriumsilikat Gew -Proz. Gew.PreGew.-Proz. Gew.-Pr. Gew. -Pr. Sekunden 17.86 28.57 53.57 52.63 47.37 50.6 35.71 28.58 35.71 52.63 47.37 29.7 53.57 28.57 17.86 52.63 47.37 21.2 17.86 28.57 53.57 - 27.98 72.o2 50.6 7.14 28.57 64.29 56.64 43.36 140.0 7.14 28.57 64.29 25.oo 75.oo 198eO 35.71 28.58 35.71 61.94 38.o6 29.7 Wie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich ist, können die Abbindezeiten der verschiedenen Zementmischungen verändert werden durch Änderung der Menge des Füllstoffes in Lösung A und durch Änderung der Menge des Natriumsilikats und des Wassers in Lösung B. Dies kann auch durch Verändern der Volumenverhältnisse von Lösung A zu Lösung B erreicht werden.
- Tabelle III Abbindezeiten von Zementmischungen mit Verzögerungsmitteln und Zusatz von Thixotropie erzeugenden Mitteln Lösung A Lösung B Portland- Wasser Flugasche 40-7rad. Wasser Bentonit Abbinde-Zement Natrium- zeit silikat Gew.-Proz. Gew.-P.Gew.-Pr. Gew.-Pr. Gew.-Pr.Gew.-Pr.Sekunden 35.71 28.58 35.71 59.56 36.59 3.85 17.5 31.50 37.oo 31.50 59.56 36.59 3.85 23.o Alle in Tabellen I bis Til angeaebenen Zusammensetzungen qenüqen den folgenden Bedingungen: 1. Lösunqen A und B werden leicht gemischt und mit konventionellen Vorrichtunqen gepumpt.
- 2. Die Zusammensetzunqen binden schnell zu starren Massen ab, die durch fließendes Wasser nicht erodiert oder ausgespült werden.
- 3. Die Zusammensetzungen härten nach dem Abbinden allmählich so weit, daß sie annehmbare Festiqkeitseigenschaften erhalten.
- 4. Die Lösungen A und B bestehen aus verhältnismäBiq preiswerten Komponenten.
- Durch Laboratoriumsversuche wurde die Druckfestigkeit bei den erfindungsqemäßen Zusammensetzungen untersucht.
- Verfahren: Die Mischung wurde in zwei Lösungen wie folgt bereitet: Lösung A: Portland-Zement 35,71 Gewichtsprozent Wasser 28,58 Gewichtsprozent Flugasche 35,71 Gewichtsprozent Lösung B: 40-gradiqes Natriumsilikat 61,94 Gewichtsprozent Wasser 3S,06 Gewichtsprozent Lösungen A und B wurden gemischt und unmittelbar darauf in Würfelformen mit 5 cm Kantenlänqe aegossen. Die Mischung wurde dann in den Formen unter Wasser bei Raumtemperatur gehärtet. Die Druckfestiqkeit der Mischung wurde bestimmt durch Zertrümmern des erhaltenen Würfels in einem Tinius-Olsson-Druckfestigkeitsprüfer.
- Ergebnisse: Druckfestigkeit: 1 Stunde = 2,7 kp/cm2 72 Stunden = 148 kp/cm2 Hieraus ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen Mischungen zur Bildung von Bauteilen oder Überzügen aux Zement hervorragend geeiqnet sind. Außerdem können die erfindungsqemäßen Mischungen wirtschaftlich bereitet und angewendet werden.
- - Patentansprüche -
Claims (17)
- Patentansprüche Eine Zementmischung zur Bildung von Bauteilen und dergleichen, bestehend aus einer wirksamen Menge eines wässrigen Zementschlammes und einer wässrigen Silikatlösung.
- 2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikat aus Natriumsilikat, Kaliumsilikat, Guanidinsilikat oder Tetramethylammoniumsilikat besteht.
- 3. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zementschlamm aus Portland-Zement besteht.
- 4. M schunq nach Anspruch 1, bestehend aus wässrigem Zement schlamm in einer Menge von etwa lo bis 9o Volumenprozent und wässriger Silikatlösung in einer Menge von lo bis 9o Volumenprozent.
- 5. Mischung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Zementschlamm aus ungefähr 7 bis 75 Gewichtsprozent Portlandzement und etwa 25 bis 93 Gewichtsprozent Wasser besteht.
- 6. Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Silikatlösung aus etwa 6 bis loo Gewichtsprozent 4ua1 Natriumsilikat von 40 Baume und Wasser o bis 94 Gewichtsprozent besteht.
- 7. M schung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz eines die Abbindezeit verzögernden Mittels.
- 8. Mischung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung als Mittel zur Verzögerung der Abbindezeit Flugasche beigemischt ist.
- 9. Mischung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet'daß der Mischung als die Abbindezeit verzögerndes Mittel Kieselmehl zugesetzt ist.
- lo.Mischung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Zementschlamm und das die Abbindezeit verzögernd Mittel in einer Menge von etwa lo bis 9o Volumenprozent und die wässrige Silikatlösung in einer Menge von etwa lo bis 9o Volumenprozent enthalten sind.
- ll.Mischung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Zement schlamm und das die Abbindezeit v rzögernde Mittel aus 7 bis 55 Gewichtsprozent Portland-Zement, lo bis 65 Gewichtsprozent Flugasche und 25 bis 45 Gewichtsprozent Wasser bestehen.
- 12.Mischung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Silikatlösung aus etwa 6 bis loo Gewichtsprozent 4o-gradigem Natriumsilikat und etwa o bis 94 Gewichtsprozent Wasser besteht.-
- 13.Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Thixotropie erzeugendes Mittel 1 zugesetzt ist.
- 14.Mischung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrigen Silikatlösunq Bentonit als Thixotropie erzeugendes Mittel zugesetzt ist.
- 15.M-ischunq nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wässrige Zementschlamm sowie das die Abbindezeit verzögernde Mittel in einer Menge nn etwa lo bis ac, Volumenprozent und der wässrige Schlamm aus Silikat sowie dem Thixotropie erzeugenden Mittel in einer Menge von etwa lo bis 9o Volumenprozent enthalten sind.
- 16.Mischung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 7 bis 55 Gewichtsprozent Portland-Zement, etwa lo bis 65 Gewichtsprozent Flugasche und etwa 25 bis 45 Gewicht prozent Wasser enthalten sind.
- 17. Mischung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Silikatlösung mit dem thixotropischen Mittel aus etwa 12 bis 70 Gewichtsprozent Ao-qradigem Natriumsilikat von etwa 1 bis lo Gewichtsprozent Bentonit und etwa 25 bis 80 Gewichtsprozent Wasser besteht.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2746053A1 (de) * | 1977-10-13 | 1979-04-26 | Hacheney Wilfried | Verfahren zum herstellen hochkolloidierter wasser-zement-gemische |
| US11472965B2 (en) * | 2017-03-31 | 2022-10-18 | Flying Pig Coatings, LLC | Cement resin hybrid paint and coating |
-
1970
- 1970-08-06 DE DE19702039140 patent/DE2039140A1/de active Pending
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| US11472965B2 (en) * | 2017-03-31 | 2022-10-18 | Flying Pig Coatings, LLC | Cement resin hybrid paint and coating |
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