DE2120775B - Construction lightweight concrete - Google Patents
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Description
Es ist bekannt, einen in sich dichten Konstruktions-Leichtbeton dadurch herzustellen, daß geblähte oder verschäumte mineralische Produkte silikatischer, toniger und/oder karbonatischer Natur wie Blähschiefer, Blähton usw. oder Granulate aus Abfallprodukten wie Flugaschen, Hüttenbims usw.. die auch gesintert oder dampfgehärtet sein können, in geeigneter Siebkennlinie mit Zementleim gebunden werden. Die bei Schwerbeton üblichen Kies- und Sandzuschläge werden beim Leichtbeton ganz oder teilweise durch die obengenannten Leichtstoffe ersetzt, wobei im übrigen Erfahrungen der Betontechnik unverändert übernommen werden.It is known to produce a dense construction lightweight concrete that expanded or foamed mineral products of a silicate, clayey and / or carbonate nature such as expanded shale, Expanded clay, etc. or granules from waste products such as fly ash, slurry, etc .. the can also be sintered or steam-hardened, bound with cement paste in a suitable sieve characteristic will. The usual gravel and sand additions for heavy concrete are wholly or in lightweight concrete partially replaced by the above-mentioned lightweight materials, with the rest of the experience of concrete technology can be adopted unchanged.
Die Schüttdichten der Leichtzuschlagstoffe liegen durchweg oberhalb 0,4 kg/dm3, meist bei 0,6 bis 0,8 kg/dm3, teilweise auch darüber, die Kornrohdichten bei etwa dem Doppelten dieser Werte.The bulk densities of the lightweight aggregates are consistently above 0.4 kg / dm 3 , mostly 0.6 to 0.8 kg / dm 3 , sometimes even above, and the grain densities are around twice these values.
Mit abnehmenden Schüttdichten der Zuschlagstoffe sinken nicht nur die Betondichten, sondern auch die Druckfestigkeiten, insbesondere bei den Grobzuschlägen, während verminderte Kornfestigkeit der Feinzuschläge sich nur geringfügig oder kaum auf die Leichtbetonfestigkeit auswirkt, wenn sie mit harten Grobzuschlägen kombiniert sind. Bei der Kombination von schweren gröberen und leichteren feineren Leichtzuschlägen tritt jedoch Entmischung der Betonmasse ein, die um so stärker wird, je größer der Dichteunterschied der Zuschlagstoffe und je niedriger die Betonkonsistenz ist. Den Homogenitätsanforderungen eines Konstruktions-Leichtbetons kann also auf diesem Wege nicht mit der erforderlichen Sicherheit genügt werden.With decreasing bulk densities of the aggregates, not only do the concrete densities decrease, but also also the compressive strengths, especially with the coarse aggregates, while reduced grain strength the fine aggregate only has a slight or hardly any effect on the strength of the lightweight concrete, if they are combined with hard, coarse aggregates. When combining heavy, coarser and lighter Finer lightweight aggregates, however, separate the concrete mass, which is all the more pronounced the greater the difference in density of the aggregates and the lower the concrete consistency. The The homogeneity requirements of a structural lightweight concrete cannot be met in this way required security.
Das Interesse an Leichtbeton möglichst geringer Dichte mit möglichst hoher Druckfestigkeil ist aus mannigfaltigen Gründen groß, vor allem wegen der mit fallender Dichte steigenden Wärmedämmeigenschaften und der Lasterleichterung von Bauten. Auf den bisher bekannten Wegen ist es nicht gelungen.The interest in lightweight concrete with the lowest possible density with the highest possible compressive strength wedge is over Great for a variety of reasons, above all because of the increasing thermal insulation properties with decreasing density and the lightening of the vice of buildings. It did not succeed in the previously known ways.
Der Deutsche Ausschuß für Stahlbeton läßt Leicht* betone mit einer Rohdichte von unter 1.20 kg/dm3 bisher ausdrücklich für den Einsatz im Konstruktions-Leichtbeton nicht zu, weil er annimmt, daß bei derartigen Betonzusammensetzungen kein dichtes Betongefüge mit ausreichender Sicherheit möglich ist.The German Committee for Reinforced Concrete has so far expressly not allowed light * concretes with a bulk density of less than 1.20 kg / dm 3 for use in structural lightweight concrete because it assumes that a dense concrete structure with sufficient reliability is not possible with such concrete compositions.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, einen Konstruktions-Leichtbeton vorzuschlagen, bei dem diese »Dichteschwelle« von 1.20 kg/dm3 — ohne die Dichtheit des Betons zu gefährden und ohne nennenswerte Minderung der Druckfestigkeit — wesentlich zu unterschreiten. Dies wird dadurch erreicht, daß stark saugfahige, verschäumte, anorganische, betonverträgliche Produkte mit glatter, nicht gebrochener Oberfläche annähernd kugel- oder ellipsoidförmiger Gestalt in Korngrößen von 0.1 bis 6 mm. vorzugsweise 0.1 bis '4,0 mm, und mit Schüttdichten von 0,15 ±0,10 kg/dm3 als Zuschlagstoffe kombiniert sind mit sehr harten, wenig saugfähigen, verschäumten oder geblähten oder auf andere Weise porig gemachten, anorganischen Leichtzuschlagstoffen in Korngrößen von 4 bis 25 mm und Schüttgewichten von 0,6 ± 0,2 kg/dm3 und nach den Regeln der Betontechnik mit einer ausreichenden Menge von Zement und Wasser bei einem Wasser/Zement-Verhältnis von 0.65 ± 0,25 und im Rahmen der üblichen, meist stetig steigenden Siebkennlinie für Zuschlagstoffe verarbeitet sind. Die Formgebung mittels Schalungen unter Rütteln mit und ohne Auflast und das Abbinden erfolgen in bekannter Weise.The invention therefore has the task of proposing a construction lightweight concrete in which this "density threshold" of 1.20 kg / dm 3 - without endangering the tightness of the concrete and without any significant reduction in compressive strength - is significantly below. This is achieved by using highly absorbent, foamed, inorganic, concrete-compatible products with a smooth, unbroken surface, approximately spherical or ellipsoidal in shape with grain sizes of 0.1 to 6 mm. preferably 0.1 to 4.0 mm, and with bulk densities of 0.15 ± 0.10 kg / dm 3 as aggregates are combined with very hard, less absorbent, foamed or expanded or otherwise porous, inorganic lightweight aggregates with grain sizes of 4 to 25 mm and bulk weights of 0.6 ± 0.2 kg / dm 3 and according to the rules of concrete technology with a sufficient amount of cement and water with a water / cement ratio of 0.65 ± 0.25 and within the usual range , mostly steadily increasing sieve characteristics for aggregates are processed. The shaping by means of formwork with vibration with and without load and the setting are carried out in a known manner.
Trotz der großen Dichteunterschiede zwischen den feineren, äußerst leichten und den gröberen, harten und schwereren Zuschlagstoffen findet keine Entmischung bei der Betonherstellung und beim Gießen statt, wenn erstere eine starke Saugfähigkeit für Wasser haben. Daher beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Saugfähigkeit der verschäumten, anorganischen, betonverträglichen Produkte nach einstündigem Vollsaugen unter Wasser und halbstündigem Abtropfen mehr als 15 Gewichtsprozent. Despite the large differences in density between the finer, extremely light and the coarser, hard ones and heavier aggregates do not segregate during concrete production and pouring instead when the former have a strong absorbency for water. Therefore, in a preferred Embodiment of the invention the absorbency of the foamed, inorganic, concrete-compatible Products after soaking under water for one hour and dripping off for half an hour more than 15 percent by weight.
Auch die Formgebung der Leichtzuschlagstoffe kleiner Körnung von 0,1 bis 6 mm, vorzugsweise 0.1 bis 4 mm, ist zur Erreichung des erfindungsgemäßen Konstruktions-Leichtbetons niedriger Dichte aus Gründen der Raumerhaltung von größter Bedeutung. Saugfahige anorganische Produkte der für den Kleinzuschlag erforderlichen Dichte von 0,15 ± 0.1 kg/dm3 mit nicht glatter, sondern gebrochenerThe shape of the lightweight aggregates with a small grain size of 0.1 to 6 mm, preferably 0.1 to 4 mm, is of the greatest importance for achieving the low-density construction lightweight concrete according to the invention for reasons of space conservation. Absorbent inorganic products of the density of 0.15 ± 0.1 kg / dm 3 required for the small aggregate with not smooth but broken ones
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Oberfläche, ζ. B. Perlite, Vermikulite unter anderem eignen sich wegen zu geringer Raumerfüllung nicht zur Herstellung des Konstruktions-Leichtbetons gemäß der Erfindung, wohl aber solche betonverträgliche, anorganische, verschäumte, körnige Produkte mit glatter oder leicht rauher Oberfläche von kugel- oder ellipsoidähnlicher Gestalt bei einer Raumerfüllung von mehr als 45% und hoher Saugfähigkeit, wobei die Saugfähigkeit im Korn partiell verschieden sein kann.Surface, ζ. B. perlite, vermiculite among others are not suitable for the production of the lightweight construction concrete due to insufficient space filling of the invention, but such concrete-compatible, inorganic, foamed, granular products with a smooth or slightly rough surface of spherical or ellipsoidal shape with a space filling of more than 45% and high absorbency, whereby the absorbency in the grain is partially different can be.
Als besonders vorteilhaft haben sich Leichtgranulate erwiesen, die gemäß deutscher Patentschrift 1154752 bzw. deutscher Auslegeschrift 1 671266 aus faserigem bzw. pulvrigem silikatischem Material durch Aufschließen in wäßrigen Alkalisilikatlösungen im Verhältnis von 0,02 bis 0,7:1 bzw. 0,02 bis 0,8 :1, Lösen, Trocknen, Granulieren und Erhitzen auf 700 bis 900° C und die gegebenenfalls gemäß deutscher Auslegeschrift 1 671 243 mit einer Oberflächenschicht aus einem hochschmelzenden Stoff versehen und anschließend einer Temperatur von 600 bis 1000° C unterworfen wurden.Light granulates have proven to be particularly advantageous proved that according to German patent specification 1154752 or German Auslegeschrift 1 671266 from fibrous or powdery silicate material by digestion in aqueous alkali silicate solutions in proportion from 0.02 to 0.7: 1 or 0.02 to 0.8: 1, loosening, Drying, granulating and heating to 700 to 900 ° C and, if necessary, in accordance with the German Auslegeschrift 1 671 243 provided with a surface layer made of a high-melting substance and were then subjected to a temperature of 600 to 1000 ° C.
Es können auch besonders leichte Alkalisilikatpartikeln gemäß deutscher Offenlegungschrift 1804137 eingesetzt werden, bei deren Herstellung zur Vermeidung eines Schrumpfvorganges im plastischen Zustand der Partikeln solche Treibmittel zugefügt wurden, die bei 400 bis 700° C Gase abspalten oder verdampfen oder gaserzeugende Umsetzungen erleiden, und wobei anschließend an eine Vortrocknung bei 500 bis 700° C verschäumt wurde.Particularly light alkali silicate particles according to German Offenlegungsschrift 1804137 can also be used are used during their production to avoid a shrinkage process in the plastic state Propellants that split off or vaporize gases at 400 to 700.degree. C. have been added to the particles or gas-generating reactions suffer, and then a predrying at 500 to 700 ° C was foamed.
Geeignet sind ferner Leichtgranulate gemäß deutscher Patentschrift 1 908 049, die aus natürlichen oder künstlichen verschäumten Silikatpartikeln unter Zumischen von Kalk geformt und durch Reaktion in Wasserdampf enthaltender Atmosphäre unter Aufoder Anlösen der Silikatpartikeln gehärtet wurden.Also suitable are light granulates according to German Patent 1 908 049, which are made from natural or artificial foamed silicate particles with the addition of lime and formed by reaction in Atmosphere containing water vapor were cured with dissolving or dissolving of the silicate particles.
Wegen ihrer Kleinkörnigkeit, Leichtigkeit, zu steuernden Saugfähigkeit, Betonverträglichkeit und glatten, vornehmlich runden Kornform sind sie hervorragend mit den wesentlich schwereren, harten, wenig saugfähigen, größeren Granulaten auf Blähton-, Blähschiefer-, Flugasche-, Schlacken- usw. Basis zu kombinieren, wodurch ein Konstruktions-Leichtbeton mit wesentlich verbesserten Eigenschaften als bisher möglich ist. Da die Oberfläche dieser Kleingranulate herstellungsbedingt durch Anschmelzen von Trennmitteln gehärtet ist, wird ein Abrieb während der bei der Betontechnik üblichen Mischzeiten vermieden.Because of their small grain size, lightness, controllable absorbency, concrete compatibility and smooth, mainly round grain shape they are excellent with the much heavier, hard, little to combine absorbent, larger granulates based on expanded clay, expanded slate, fly ash, slag, etc., whereby a construction lightweight concrete with significantly improved properties than previously possible is. Because the surface of these small granulates is produced by melting release agents is hardened, abrasion is avoided during the mixing times customary in concrete technology.
Die Lücke in der Siebkennlinie der Zuschläge für den erfindungsgemäßen Konstruktions-Leichtbeton von 0,06 bis 0,1 mm kann durch geringe Prozentgehalte Quarzmehl oder betonverträgliche Flugasche geschlossen werden.The gap in the sieve characteristic of the aggregates for the lightweight construction concrete according to the invention from 0.06 to 0.1 mm can be achieved through low percentages of quartz powder or concrete-compatible fly ash getting closed.
Als Ausfuhrungsbeispiele für den erfindungsgemäßen Konstruktions-Leichtbeton seien die in der folgenden Tabelle enthaltenen Beton-Rezepturen genannt, wobei entsprechend den Vorläufigen Richtlinien und dem Vorläufigen Merkblatt I des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (in den Fassungen vom August 1967 und Juli 1968) verfahren wird:Exemplary embodiments of the lightweight construction concrete according to the invention are those in Concrete recipes contained in the following table, whereby according to the provisional guidelines and the preliminary information sheet I of the German Committee for Reinforced Concrete (in the versions of August 1967 and July 1968):
Schaumglasgranulat der angegebenen Körnung und Schüttdichte bei einer Saugfähigkeit von 70 Gewichtsprozent wird mit Blähtongranulat der angegebenen Körnung und Schüttdichte bei einer Saugfähigkeit von 7 Gewichtsprozent gemischt und mit Wasser angefeuchtet. Zu dieser Mischung wird ein Zementleim, bestehend aus Zement Pz 450, Elektrofilterasche und Wasser gegeben. Das Gemenge der Konsistenz K 2 wird in die vorgesehene Schalung unter stetem Rütteln eingegossen. Nach 28 Tagen hat dieser Konstruktions-Leichtbeton die in der folgenden Tabelle genannten Werte für Dichte, Druckfestigkeit und λ-Wert erreicht.Foam glass granules of the specified grain size and bulk density with an absorbency of 70 percent by weight are mixed with expanded clay granules of the specified grain size and bulk density with an absorbency of 7 percent by weight and moistened with water. A cement paste consisting of cement Pz 450, electrostatic precipitator ash and water is added to this mixture. The mixture with the consistency K 2 is poured into the formwork provided, with constant shaking. After 28 days, this lightweight construction concrete has reached the values for density, compressive strength and λ value given in the following table.
dichtegrain
density
dichteSchütt
density
Korn-
V0I./IBeL
Grain-
V0I./I
Schütt-
V0I./Igame 1
Bulk
V0I./I
prozentVolume
percent
Korn
V0I./IBy S
grain
V0I./I
Schutt
V0I./Igame 2
rubble
V0I./I
prozentVolume
percent
Korn-
V0I./IBy S]
Grain-
V0I./I
Schütt-
V0I./I) iel3
Bulk
V0I./I
prozentVolume
percent
2,5
1,0
1,03.12
2.5
1.0
1.0
100
180
42
0,7350
100
180
42
0.7
40
180112
40
180
0"
IlcT
0 "
Il
100
168
61
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100
168
61
0.6
40
16896
40
168
cT
rn
Ό
ο"
Il
N_ cn "
cT
rn
Ό
ο "
Il
N_
100
154
100
0,55275
100
154
100
0.55
40
15488
40
154
v-i
0"
IlVO
vi
0 "
Il
0,9
0,8
0,22
0,222.6
0.9
0.8
0.22
0.22
0,50
0,45
0,11
0,101.6
0.50
0.45
0.11
0.10
235
104
14
28169
235
104
14th
28
262
130
65
13065
262
130
65
130
470
231
127
280105
470
231
127
280
40
20
10
2010
40
20th
10
20th
278
31
30182
278
31
30th
347
139
13970
347
139
139
618
282
300109
618
282
300
50
20
2010
50
20th
20th
144
55
47187
144
55
47
180
250
21572
180
250
215
320
500
470112
320
500
470
1140
12001222
1140
1200
988
10401150
988
1040
918
9601062,
918
960
35
3025th
35
30th
0/2 Foam glass granulate
0/2
Frischbeton kg/1 Dense for
Fresh concrete kg / 1
(errechn.) = Wärmeleit
fähigkeit (gem.) +,20% ..Thermal conductivity λ
(calculate) = thermal conductivity
ability (according to) +, 20% ..
dichtegrain
density
dichteSchütt
density
Korn-
Vol/1Ex
Grain-
Vol / 1
Schütt-
V0I./Iel la
Bulk
V0I./I
prozentVolume
percent
Korn-
VoiyiBeisr.
Grain-
Voiyi
Schütt-
V0I./I«El 2a
Bulk
V0I./I
prozentVolume
percent
Korn-
VoiyiEx
Grain-
Voiyi
Schütt-
Voiyiiel 3a
Bulk
Voiyi
prozentVolume
percent
2,53.12
2.5
100350
100
40112
40
100300
100
4096
40
100275
100
4088
40
1,01.0
1.0
15
0,7180
15th
0.7
20
0,6168
20th
0.6
30
0,55154
30th
0.55
0,5
0,45
0,901.6
0.5
0.45
0.90
470
231
358105
470
231
358
40
20
3010
40
20th
30th
50
4010
50
40
0,9
0,8
1,652.6
0.9
0.8
1.65
235
104
322169
235
104
322
262
130
19565
262
130
195
278
459182
278
459
347
27870
347
278
618
510109
618
510
180
46572
180
465
6525th
65
767144
767
1420
15001475
1420
1500
1440
15001507
1440
1500
1583
16001657
1583
1600
(errechn.) = Wärmeleit
fähigkeit (gem.) + 20% ..Thermal conductivity λ
(calculate) = thermal conductivity
ability (according to) + 20% ..
Erläuterungen zur TabelleExplanations to the table
Das in den Beispielen 1 bis 3 (Tabelle 1) enthaltene Schaumglasgranulat gemäß der Erfindung wird in den Beispielen la bis 3a durch einen konventionellen Leichtzuschlagstoff von gleichem Kornspektrum, nämlich durch Blähschiefer, ersetzt.The foam glass granulate according to the invention contained in Examples 1 to 3 (Table 1) is in the examples la to 3a by a conventional lightweight aggregate of the same grain spectrum, namely by expanded slate.
Die folgende Tabelle 3 enthält einen Vergleich der charakteristischen Daten der Betone gemäß der Erfindung (Beispiele 1 bis 3) und der gemäß dem Stand der Technik (Beispiele la bis 3a).The following table 3 contains a comparison of the characteristic data of the concretes according to Invention (Examples 1 to 3) and that according to the prior art (Examples la to 3a).
3a3a
Frischbetondichte .. Trockenbetondichte Nennwert kg/m3 ...Fresh concrete density .. Dry concrete density nominal value kg / m 3 ...
Unterschied difference
A-Werte A values
1222 1140 12001222 1140 1200
0,430.43
14751475
14201420
1500 0,300 0,601500 0.300 0.60
11501150
988988
10401040
0,350.35
1507
1440
1500
~ 0,450
0,601507
1440
1500
~ 0.450
0.60
1062 918 9601062 918 960
0,300.30
1657 1583 1600 ~ 0,650 0,681657 1583 1600 ~ 0.650 0.68
Mit dem konventionellen Leichtzuschlagstoff Bläh- ringert (Beispiele 1 bis 3). Auch die Daten für dieWith the conventional lightweight aggregate expanded (Examples 1 to 3). The data for the
schiefer steigt die Trockenbetondichte bis nahe an 50 Wärmeleitfähigkeit zeigen den erheblichen Vorteilslate increases the dry concrete density up to almost 50 thermal conductivity show the considerable advantage
1600kg/m3 (Beispiele la bis 3a), während mit stei- des erfindungsgemäßen Schaumglasgranulats gegen-1600kg / m 3 (Examples la to 3a), while with the foamed glass granulate according to the invention, in contrast,
gendem Anteil Schaumglasgranulat im Feinkorn- über konventionellen Zuschlagstoffen,
bereich die Dichte sich auf unter 1000 kg/m3 ver-low proportion of foam glass granulate in fine grain over conventional aggregates,
range, the density is less than 1000 kg / m 3
Claims (1)
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005699A1 (en) * | 1978-06-01 | 1979-12-12 | Rosenthal Aktiengesellschaft | Open air grilling-table |
EP0990628A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-05 | Otavi Minen Ag | Lightweight masonry mortar |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005699A1 (en) * | 1978-06-01 | 1979-12-12 | Rosenthal Aktiengesellschaft | Open air grilling-table |
EP0990628A1 (en) * | 1998-09-29 | 2000-04-05 | Otavi Minen Ag | Lightweight masonry mortar |
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