DE2139793A1 - Verfahren und Mischkomponente zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton - Google Patents

Description

Bremen, den 6. August 1971 Sch/B.

Anmeldung zum Patent und Hilfsgebrauchsmuster

ANMELDER:

Robert Joseph Albert, Salem

BEZEICHNUNG:

Verfahren und Mischkomponente zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton

KENNWORT:

Albert/w/Concrete Agent

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Verfahren und Mischlcomponente zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton

Die Erfindung bezieht sich aif ein Verfahren zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton durch Beigabe eines Wirkstoffes und auf eine diesem Zweck dienende Mischkomponente.

Beton ist ein in weitem Umfang für Baukörper, Konstruktionen und andere Zwecke verwendetes Material. Dieses Kunststeinmaterial besteht gewöhnlich aus geeignet bemessenen und graduiert zugemischten Teilchen von Felsgestein und siliziumhaltigen Partikelchen (Sand), als Aggregate bezeichnet, die durch Zement aneinander gebunden sind. Die meist üblichen Zemente sind Eusions- oder Schmelzprodukte aus geeigneten Tonerden oder Kalksteinen. Die anhydrischen Schmelzen oder Glassubstanzen solcher Fusionen bilden äußerst feine Pulver, die bei Mischung mit Wasser bei der Betonbildung zu chemischen Hydratationsreaktionen und neuen Kristallbildungen führen. Die Bildung und das Wachstum der Hydratkristalle aus den ursprünglich diskreten Kernen führt zu einer fest gefügten kristallinen Masse oder Grundsubstanz. An Grenzflächen mit Aggregaten neigen die Kristalle in jedwede Höhlungen und Poren hineinzuwachsen und schließen damit solche Materialien in das Zementgefüge ein, das auf solche Weise zu einem Gitter oder Gerüst bzw. Gehäuse für die Aggregate der Mischung wird, •indem es die Hohlräume zwischen den Partikelchen ausfüllt und

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dann in einen starren Verband übergeht„

Portlandzement enthält, wie bekannt, fünf hydratisierbare Hauptkomponenten, die mit Wasser in verschiedenem Grade reagieren. Kalziumsilikat, das den Hauptbestandteil von Zement darstellt, reagiert stets am längsamsten, weshalb es wünschenswert ist, Wasser zur Verfügung zu halten, um eine im wesentlichen vollständige Hydratation und Kristallbildung sicherzustellen. Es ist ferner bekannt, daß Trikalziumsilikat die Hydratation nicht wieder aufnimmt, wenn die Reaktion durch Verbrauch des Wasservorrates unterbrochen wird und daß infolgedessen eine verfrühte Trocknung des Zementgefüges oder ^Betons zu einer permanent unvollendeten und unvollkommen integrierten Kristallstruktur führt, verbunden mit einem Verlust an Festigkeit, proportional zu jeweiligen Hydratationsmangel. Aus diesem Grunde wird die Hydratation oder Naßhärtung normalerweise über eine Dauer von 28 Tagen durchgeführt (ASTM -Vorschrift C 31-55, Abschnitt 7). Dies ist die eingebürgerte Standafdhärtung zur Bildung der gewünschten Kristallstruktur zwecks Erlangung der erreichbaren Festigkeit des Zementgefüges und des resultierenden Betons.

Unvollkommenheit des Kristallgefüges hat nachteilige Wirkungen an den Grenzflächen des Zementgerüstes und der Aggregatteilchen. Wenn die Hydratkristalle sich der Form der Aggregatoberflächen nicht völlig anschmiegen, werden

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aus Beanspruchungen resultierende Kräfte mit Druck-, Zug-, Biege- und Scherbeanspruchungen oder dgl, nicht ordnungsgemäß von dem Zementgerüst, auf die Aggregatmasse übertragen, so daß diese Kräfte weitgehend nur vom Zementgerüst aufgefangen werden müssen. In solchem Fall werden die potentiel- -len Eigenschaften des Betons nur zum Teil realisiert.

Äußerst zahlreiche Versuche sind unternommen worden, um die Wirkung von Zusatzstoffen zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Zement und Beton zu erforschen. Normalerweise werden solche Zusatzstoffe direkt in die Betonmischung eingebracht und sind gewöhnlich solcher Art, daß sie die Hydratationsvorgänge des Zements beeinflussen oder das Raumgefüge der Betonbestandteile modifizieren.

Einige Wirkstoffe, welche nützlich sein könnten, die Betoneigenschaften zu verbessern, wenn sie zugebracht werden, P nachdem der Zement teilweise oder vollständig hydratisiert worden ist, lassen sich nicht erfolgreich anwenden, weil sie, wenn man sie von vornherein in die Betonmischung einbringt, zwar in der Mischung gut verteilt werden können, aber infolge verfrühter Reaktion mit den Zementbestandteilen ihre erwünschte Wirksfunkeit einbüßen oder gar den Ver-• lauf der Zementhydratation abträglich beeinflussen.

Man hat auch schon versucht, Wirkstoffe nach vorgeschritte-

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ner Zementhydratation einzubringen, indem man die Betonform eintaucht oder in einer Lösung oder Suspension des Wirkstoffes badet. Da nun aber die meisten Betonarten eine sehr geringe Durchlässigkeit aufweisen, müßte ein solches Tränken der Betonformen äußerst lange durchgeführt werden und man erhält mit vertretbaren Behandlungszeiten nur geringe Eindringtiefen der Wirkstoffe. Diese und andere Schwierigkeiten haben bisher die wirtschaftliche Anwendung vieler Wirkstoffe, behindert, welche die Betoneigenschaften wesentlich, verbessern könnten, wenn man sie nur gleichmäßig verteilt in der Form zur rechten Zeit während des HydratationsVorganges einführen und zur Wirkung bringen könnte.

Es sind ferner Versuche einer Anwendung von mit Zeitverzögerung sich auflösenden Überzügen, lösbaren Feststoffen und Einsqhluß von Flüssigkeiten in dünne, nur langsam sich auflösende Filme gemacht worden, um eine verzögerte Freigabe der so gespeicherten Wirkstoffe zu ausgewählten Zeitpunkten des Hydratationsvorganges des Zements herbeizuführen* Die Reibungsbeanspruchungen im Mischprozeß, der praktisch bei der Betonbildung immer erforderlich ist, hat jedoch den Erfolg·solcher Versuche weitgehend vereitelt.

Während eier vergangenen 25 Jahre hat sich die Anwendung von leichten Aggregatstoffen anstelle von Stein und Kies in Beton weitgehend durchgesetzt. GEwöhnlich wird hiermit eine Herabsetzung des Betongewichtes bezweckt, die in der

Größenordnung von 30 bis 35 % liegt und insbesondere für Dächer, Rahmen, Wandplatten, Fußbodenelemente und Mehretagenbauteile wesentliche Bedeutung hat. Im allgemeinen weisen Leichtstoffaggregate nicht sowohl DrucK- und Scherfestigkeit auf wie die üblichen Steinaggregate, sie sind jedoch geeignet, die für die meisten Bauzwecke erforderliche Druckfestigkeit von z.B. 2000 bis 6000 psi zu erreichen.

Das Vorkommen natürlicher Leichtstoffsteine ist verhältnismäßig gering, so daß nahezu alle Leichtstoffaggregate zur Herstellung von Beton künstlich hergestellt werden. Gewöhnlich werden Brandschiefer, Schlacken und Tonziegelmaterial verwendet. Das Rohmaterial wird auf die gewünschte Korngröße gebracht, im Fall von gebrandtem Ton geschrotet und im Ofen auf den Erweichungspunkt erhitzt. Durch dieses Erweichen wird erreicht, daß das chemisch gebundene Wasser aus dem Xristallgefüge des Minerals als überhitzter Dampf entweicht, welcher in der erweichten Masse Poren und Kapillarekanäle erzeugt. Das auf diese Weise aufgeblähte Material wird durch schnelle Kühlung in den festen Zustand zurückgebracht, wodurch die Poren in den Teilchen eingefroren werden.

Im Vergleich zu üblichen Steinaggregaten können die porösen Leichtstoffaggregate erheblich größere Mengen an Wasser absorbieren, wenn sie genäßt werden oder in Beton-

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brei Verwendung finden. Die Absorptionsmenge beträgt gewöhnlich 5 bis 20 %, abhängig von der Art des Leichtstoffaggregats, der Dauer der Tränkung und -anderen Faktoren. Dem wird in der Praxis durch Erhöhung der Wassermenge Rechnung getragen. Man wendet auch ein Vortränken des Aggregates auf einen Absorptionsspiegel an, der eine Imbibition während des Mischprozesses ausschließt. Solche Vorkehrungen sind nötig, um die Bearbeitbarkeit von frischem Beton sicherzustellen. Die Vortränkung ist verläßlicher und deshalb weithin gebräuchlich.

Das Vornässen oder Tränken von porösem Leichtstoffaggregat hat zur Folge, daß meist weniger als die Hälfte des Poren- und Kapillarraumes gefüllt wird. Ein Verfahren zur fast vollständigen Füllung des Porenraumes mit Flüssigkeit ist von R.J. Albert in dem US-Reissue-Patent 26.545 beschrieben. Ein anderes Verfahren besteht in der Erhitzung des Aggregates in dem bereits oben erwähnten Ofen.

Das von porösem Aggregat absorbierte ¥asser wird im wesentlichen immobilisiert in den Poren- und Kapillarräumen während des Misch- und Formprozesses verharren, weil der frische Beton selbst mit Wasser gesättigt ist, In dieser üblichen Betonpraxis wird der Sättigungszustand durch Naßhärtung erhalten uder es wird wenigstens das Ausdampfen des Wassers aus der Form verhindert, so daß das Wasser im porösen Aggregat im wesentlichen fortgesetzt immobilisiert

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oder untätig verharrt. Wenn dagegen der Trocknungsprozeß der Form eingeleitet wird, so daß der Sättigungszustand des Betongefüges beendet wird, wird das Wasser aus dem porösen Aggregat durch Kapillarwirkung entweichen. Diese zusätzliche Zuführung von Wasser verlängert den Härteprozeß bei der Betonbildung und bewirkt häufig einen Gewinn bzw. eine Verbesserung bei der Kristallbildung des Zements.

" Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton zu schaffen, der poxöse Leichtstoffaggregate enthält.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Erschaffung eines Verfahrens, die Hohlräume in porösen Leichtstoffaggregaten mit einer Lösung oder Suspension von Wirkstoffen zu füllen, welche wenigstens eine physikalische Eigenschaft des Beton verbessern und ein solches imprägniertes Aggregat zur Herstellung von Beton zu verwenden.

Schließlich soll durch die vorliegende Erfindung ein poröses Leichtstoffaggregat für Betonmischungen geschaffen werden, dessen innere Kapillar- und Porenräume mit einer Lösung und Suspension von Wirkstoffen gefüllt sind, die eine oder mehrere physikalische Eigenschaften des Betons verbessern, wobei die Lösung oder Suspension des Wirkstoffes normalerweise sich latent verhält, bis durch die Trocknung der Betonform ein Überwechseln aus dem Leicht-

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stoff in das Betongefüge hervorgerufen und dadurch die Reaktion zur Verbesserung der Betoneigenschaften eingeleitet wird.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgaben bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art eine Mischkomponente in Form eines porösen Leichtstoffes mit einer Flüssigkeit als Wirkstoffträger getränkt, in eine Betonmischung eingebracht und der Wirkstoff durch einen nachfolgenden Trocknungsprozeß zusammen mit der Trägerflüssigkeit aus den Poren des Leichtstoffes ausgetrieben, wobei er seine verbesserte Wirkung ausübt. Die Menge des Wirkstoffes oder seine Konzentration in der Flüssigkeit, die faxt ihm eine Lösung oder Suspension bildet, kann in weiten Grenzen schwanken und wird im wesentlichen durch die Menge des Wirkstoffes bestimmt, die zur gewünschten Verbesserung der Eigenschaften des Betons benötigt wird und durch die Menge der Flüssigkeit, die von dem porösen Leichtstoffaggregat aufgenommen wird.

Poröse Aggregatteilchen mit der Lösung oder Suspension eines Wirkstoffes nach der Erfindung können in irgendeiner Weise und auf Übliche Art einer Betonmischung hinzugefügt werden, die alsdann dem üblichen Misch- und Formprazeß unterworfen wird. Die Betonform kann alsdann irgendeinem Härteprozeß unterworfen werden, wie er für die betreffende Betonmischung sich als vorteilhaft erwiesen feat. Nach teilweiser oder vollkommener Durchführung des Härteprosesses wird die

Trocknung durch Verdampfung des Wasserüberschusses aus dem Betongefüge eingeleitet. Während dieser Trocknung beginnt die Wirkstofflösung oder Wirkstoffsuspension aus dem Innern des porösen Aggregats unter dem Einfluß wohlbekannter physikalischer Gesetze in das Betongefüge überzuwechseln und führt dabei den Wirkstoff mit sich, so daß er mit den Verbindungen des Zementgefüges in Reaktion tritt und die gewünschte Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Betons herbeiführt. Einige nützliche Wirkungen können auch in den Hohlräumen selbst auftreten.

Der Zeitpunkt während des Hydratationsvorganges im Zement, in welchem die Reaktion der Wirkstoffe eingeleitet wird, läßt sich steuern, da der Wirkstoff aus den Hohräumen des Leichtstoffaggregates nicht austreten kann, solange die Form naß gehalten wird. Es ist daher nur erforderlich, den Beginn der Trocknung des Betons richtig auszuwählen, um W die Reaktion des Wirkstoffes durch Auswanderung seiner Trägerflüssigkeit aus dem porösen Leichtstoff in das Betongefüge zum rechten Zeitpunkt einzuleiten.

Das neue Verfahren hat somit den wesentlichen Vorteil, daß dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Wirkstoffe über den ganzen Räume der Betonform erzielt wird, und daß dabei der Wirkstoff über eine steuerbare Zeit in latentem Zustand gehalten wird. Auf diese Weise wird eine wesentlich hochwertigere Verbesserung des Betons ermöglicht als

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- mit den bisher bekannten Verfahren.

Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht beschränkt auf den Gebrauch von Wirkstoffen, die nur mit Bestandteilen reagieren, welche natürlicherweise in anentmischungen vorhanden sind. So ist es möglich, einen zweiten Reagenzstoff, der natürlich nicht in unzulässiger ¥eise mit Zement oder Aggregatbestandteilen reagieren darf, in die Betonmischung einzubringen, worin er unbeeinflußt verharrt, bis der in dem porösen Aggregat absorbierte Wirkstoff austritt und die gewünschte Reaktion, gegebenenfalls durcH Katalyse, herbeiführt.

Eine Abwandlung der vorgenannten Anwendung mehrerer Wirkstoffe besteht darin, daß eine Mischung von Aggregaten mit verschiedenen Wirkstoffen verwendet wird. Diese Wirkstoffe können derart sein, daß sie miteinander oder mit Komponenten des Zements reagieren und es kann auch ein Wirkstoff nur als Ablagerung vorgesehen sein.

DAS Verfahren nach der Erfindung erfordert nicht, daß das gesamte Aggregat der Betonmischung aus porösem Leichtstoff als Träger für Wirkstoffe besteht; die Aggregate können vielmehr zum Teil auch aus üblichem Steinmaterial bestehen, besonders dann, wenn es auf ein besonders geringes Gewicht des Betons nicht ankommt« Die Menge an porösem Leichtstoffaggregat muß lediglich so groß sein, daß sie ausreicht, um die erforderliche Menge an Wirk-

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stoff aufzunehmen.

Jedwedes Material, daß sich als Wirkstoff für die Verbesserung der physikalischen .Eigenschaften von Beton eignet, kann Verwendung finden. Solche Wirkstoffe können aus gelösten oder dispergierten Metallsalzen von Silikaten, Chloriden, • Karbonaten, Bikarbonaten, Sulfaten und dgl. Verbindungen bestehen. Als Wirkstoffe können auch organische Verbindungen wie Melaminharze, Acryl-Polyvenyl-Chloride, Azetatpolymere W und ähnliche organische Latexe sowie Alkohol, Glykole, Äthylen-Polyoxide, Urea-Formaldehyde, Organsilikone, VjLnylidenchloride sowie auch andere brauchbare Verbindungen verwendet werden.

Vorzugsweise wird als Träger für die Wirkstoffe Wasser verwendet, wobei der Wirkstoff eine Lösung oder Suspension im Wasser bildet.

Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß der Wirkstoff und seine Trägerflüssigkeit in den Hohlräumen wie Poren und Kapillaren des porösen Leichtstoffaggregats verharren, während die Hydratation des Zements vor sich geht, und daß sie nicht in das Betongefüge eintreten, bevor das anfängliche in der Betonmischung enthaltende Wasser, zusammen mit beim Härten zugeführtem Wasser, die Form verläßt, indem der Trocknungsprozeß eingeleitet wird, was gewähnlich geschieht, nachdem die Hydratation des Zements im wesentlichen vollzogen ist. Infolgedessen kommen die

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Wirkstoffe im Zementgerüst erst zur Wirkung, nachdem das Kristallgitter durch die Hydratation 0estalt angenommen hat«

Poröse Leichtstoffaggregate, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind in der Betonherstellung wohlbekannt. Solche porösen Leichtstoffaggregate tragen die Bezeichnung ASTM-C 332 T. Zusätzlich zu gesinterter Schlacke, Ton, Schiefer, Brandschiefer, Diatomit und dgl. Stoffen können auch natürliche Materialien wie Gesteinsschlacken, Tuff oder Bimsstein verwendet werden wie auch andere synthetische poröse Aggregate, durch Teilfusionen aus kompakten Partikelchen von Plugasche, Aluminium, Glaspulver und ähnlichen Teilchen hergestellt. Für alle diese Aggregate ist charakteristisch das Vorhandensein einer Vielzahl von Hohlräumen aus Poren oder Blasen und Kapillaren, welche ihnen eine starke Absorptionsfähxgkeit verleihen. In den meisten Fällen stehen die Hohlräume mit der äußeren Oberfläche des Aggregatteilchens durch Kapillarkanäle oder Sonstige öffnungen in Verbindung. Das Aggregat kann in verschiedenen Teilchengrößen von-5 cm bis herab zu der Korngröße von Feinsanden Verwendung finden.

Vorzugsweise hat das poröse Aggregat Hohlräume von 20 bis 40 % seines Gesamtvolumens, es können aber auch Porositäten oberhalb oder unterhalb dieses Bereiches verwendet werden, wenn man die Konzentration des Wirkstoffes in der Trägerflüssigkeit entsprechend bemißt. So, beispielsweise, kann ein Aggregat mit 40 Volumprozent Absorption mit einer Zwei-

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prozentlösung von Wirkstoff gefüllt werden, während man bei nur zehnprozentiger Absorptionsfähigkeit eine Lösungskonzentration von 8 % verwenden wird, um zur gleichen Menge des Wirkstoffes in der Betonmischung zu gelangen.

Verschiedene Verfahren können eingesetzt werden, um die Hohlräume des porösen Leichtstoffaggregates mit der Lösung oder Suspension der Wirkstoffe zu füllen. Eine besonders vorteilhafte Art ist im U.S.-Reissue-Patent No. 26.545 vom 11. März 1969 von Robert J. Albert beschrieben. Dieses Patent beschreibt eine Vakuumbehandlung der porösen Leichtstoffaggregate. Dabei wird das Aggregat einem Vakuum von 65 bis 75» vorzugsweise 70 cm Quecksilber unterworfen, und zwar für eine Dauer, die ausreicht, um im wesentlichen alle Gase, welche die inneren Hohlräume des Aggregats ausfüllen, auszutreiben. Diese Hohlräume bestehen aus Kapillaren, die mit der Oberfläche des Aggregats in Verbindung stehen und aus Hohlräumen^ in den Partikelchen des Aggregats. Vorzugsweise wird unter Vakuum Wasser oder die sonstige Trägerflüssigkeit mit dem Wirkstoff in einer Menge zugeführt, welche ausreicht, das Aggregat völlig zu durchtränken derart, daß es nach Fortnahme des Vakuums durchtränkt bleibt. Die Trägerflüssigkeit mit dem Wirkstoff füllt dann im wesentlichen alle Poren und Kapillaren des Aggregates aus. Es kann natürlich auch eine teilweise Durchtränkung völlig den mit der Erfindung angestrebten Zweck erfüllen. Der ÜBaschuß an Trägerflüssigkeit mit Wirkstoffen wird

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nach Tränkung abgeleitet und das verbleibende gesättigte Aggregat ist alsdann zum unmittelbaren Gebrauch in einer Betonmischung fertig. Das Wasser oder die sonstige Trägerflüssigkeit mit den Wirkstoffen kann vor Erzeugung des Vakuums in die Behandlungskammer eingeführt werden. Danach erst wird das Vakuum erzeugt und es werden die Gase aus den Hohlräumen des Aggregatstoffes entfernt und durch die Trägerflüssigkeit mit den Wirkstoffen ersetzt. Das durchtränkte Aggregat muß nicht unmittelbar nach seiner Herstellung verwendet werden, sondern kann auch in einer Atmosphäre gelagert werden, die genügend feucht gehalten wird, um ein Trocknen des Aggregats zu verhindert. Eine Lagerung unter normalen Raumbedingungen über längere Zeit führt zu einer mehr oder weniger starken Wanderung der Trägerflüssigkeit mit den Wirkstoffen in den Kapillaren nahe der Aggregatoberfläche. Ein Teil der auf diese Weise an die.Oberfläche gelangten Wirkstoffe wird in die Hohlräume des Aggregats zurückgespült, wenn man das Aggregat der Betonmischung zusetzt, während ein anderer Teil in die Betonmischung übergeht.

Ein anderes Verfahren zum Füllen bzw. Hochgradigen Durchtränken des porösen Aggregatstoffes mit der Lösung oder Suspension der Wirkstoffe besteht darin, daß man das Aggregat auf Temperaturen von 350 bis 600°F„ eniitzt und unmittelbar darauf in die Lösung oder Suspension des Wirkstoffes

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eintaucht. Durch die Kontraktion der in den Hohlräumen verbliebenen Restgase ergibt sich alsdann eine entsprechend hochgradige Durchtränkung. Dieses Verfahren ist besonders nützlich und wirtschaftlich, wenn es als letzte Verfahrensstufe bei der Herstellung des Aggregats Einsatz finden kann, da das Aggregat dann bereits die gewünschte hohe Temperatur aufweist. Dieses Verfahren der Erhitzung kann natürlich dann nicht Anwendung finden, wenn die verwendeten Wirkstoffe durch die Hitze verändert oder sonstwie ungünstig beänflußt werden.

Da poröse Lexchtstoffaggregate bereits wesentliche Flüssigkeitsmengen schon bei normalen Raumbedingungen absorbieren, läßt sich auch dieses einfache Verfahren einer Tränkung bei normalen Raumverhältnissen durchführen, wenn man den geringeren Grad der Absorption, verglichen mit dem Vakuumoder Erhitzungsverfahren, durch Anwendung höherer Konzentration der Lösung oder Suspension ausgleicht, so daß man durch W die Behandlung die gleiche Menge an Wirkstoff einbringt wie bei der stärkeren Absorption mit verdünnter Lösung oder Suspension.

Es lassen sich Betonmischungen aller Art in Verbindung mit Leichtstoffaggregaten nach der Erfindung verwenden. Auch Zementsorten aller Art können Anwendung finden. Nichtporöse Aggregate wie Sand, Steinmaterial und dgl. kann als Komponente zugesetzt werden. Die Mengen der verschiedenen Kompo-

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nenten der Betonmischung lassen sich in weiten Grenzen verändern. In den meisten Fällen wird man das poröse, mit Wirkstoff beladene Leichtstoffaggregat nach der Erfindung als einzige Komponente der gesamten Aggregatmasse verwenden, es können aber auch kleine Mengen von Aggregat nach der Erfindung eingesetzt werden, um die gewünschte Menge an Wirkstoff einzuführen, während das Aggregat der Betonmischung im übrigen aus nichtporösem Material besteht» Das poröse Leichtstoffaggregat nach der Erfindung kann der Betonmischung in üblicher Weise zugesetzt und in normalen Betonmischern verarbeitet werden. Auch kann die fertige Betonmischung in üblicher Weise den geeigneten Formprozessen unterworfen ■\ja?den. Die Betonmischung wird einer Naßhärtung unterworfen und danach, normalerweise unter atmosphärischen Bedingungen, getrocknet. Die Zeiten für Härtung und Trocknung sowie die angewandten Temperaturen können in bekannter Weise in weiten Grenzen wechseln.

Die meist bevorzugte Flüssigkeit zur Herstellung der Lösungen und Suspensionen feiner Feststoffe ist Wasser. Flüssige organische Verbindungen können ebenfalls als Tragerflüssigkeit für die Wirkstoffe dienen. So lassen sich insbesondere Äthylenglykol oder andere Alkohole und organische Lösemittelais Träger für solche Wirkstoffe verwenden, die in Wasser unlöslich, sind, und zwar entweder als reine Flüssigkeiten in Emulsionskombinationen.

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Als Wirkstoffe zur Verbesserung einer oder mehrerer Eigenschaften des Betons nach der Erfindung können organische oder anorganische Verbindungen und Materialien eingesetzt werden. Die Wirkstoffe können in der Trägerflüssigkeit löslich sein oder von ihr in Suspensionsform aufgenommen werden.

Als organische Wirkstoffe kommen unter anderem Poly.vinylacetate, Acryle, Polyvinylchloride und ähnlihce polymere Latexe, Alkohole, Äthylenglykol, Hart;suspensionen oder Harzlösungen wie Melamine oder Harnstoff-Formaldehyde, Äthylen-PoIyoxide und dgl. in Betracht.

Organische Verbindungen verzögern im allgemeinen den Grad der Hydratation von Portlandzementkomponenten, was im allgemeinen für den Betonbildungsvorgang unvorteilhaft ist. Aus diesem Grunde konnten bisher po»tentiell nützliche Wirkstoffe nicht eingesetzt werden, weil die für eine intensive Wirkung erforderliche gleichmäßige Verteilung des Wirkstoffes nur dadurch möglich ist, daß dieser Wirkstoff bereits bei der Herstellung der Betonmischung eingebracht wird. Durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird hingegen der Wirkstoff in dem porösen Leichtstoffaggregat sozusagen gefangengehalten, so daß er die Hydratation und die Kristallisation der Zementkomponenten nicht beeinträchtigen kann, und er wird erst zu einem ausgewählten Zeitpunkt zur Einwirkung gebracht, der

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sick am besten, hierzu eignet.

Im folgenden werden Beispiele der Anwendung von organischen Wirkstoffen zur Verbesserung der Betoneigenschaften nach der Erfindung kurz beschriebene

Äthylenglykol und niedere organische Alkohole können als

Wirkstoffe in Trägerflüssigkeiten Verwendet werden, um die Frostbeständigkeit von Beton zu verbessern, womit sich Schäden durch Frosteinwirkungen verhindern lassen„ Wenn trockenes, poröses Aggregat in herkömmlichen Betonmischungen verwendet wird, absorbiert es Wasser aus der nassen Mischung und speichert Wasser in seinen Hohlräumen. Wenn dieses Wasser gefriert, wird das Gefüge der Aggregatteilchen durch Expansion gesprengt und auch das Gefüge des umgebenden Zementgerüstes gefährdet. Fügt man Antifroststoffe wie Alkohle oder Glykole direkt der Betonmischung bei, so wird dadurch die Hydratation und Kristallisation der Zementkomponenten gestört und die Frostbeständigkeit mit einem wesentlichen Verlust an Festigkeit erkauft. Mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist der Frostschutz ohne Beeinträchtigung der Hydratation des Zements möglich.

Melaminharze in wässrigen Suspensionen verschmelzen und bilden harte dichte Rückstände, wenn das Wasser entfernt wird.^:Sie lassen sich als Wirkstoffe in Verfahren nach der Erfindung verwenden, um eine wesentliche Verbesserungder Druckfestigkeit des Betons hervorzurufen und die -

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Absorptionsfähigkeit des Betons herabzusetzen. Das poröse Aggregat wird mit einer geeigneten Melaminsuspension, insbesondere einer wässrigen Suspension, getränkt bzw. gesättigt und in die gewünschte Betonmischung eingebracht. Wenn die erzeugte Betonform getrocknet wird, wandern die Harzteilchen aus dem porösen Aggregat aus und es findet alsdann die Verschmelzung der Teilchen in den Hohlräumen statt, welche die Leichtstoffaggregatteilchen umgeben. Dadurch werden die k kleinen Hohlräume, die normalerweise in einem BetonKrper vorhanden sind, zum Teil oder vollkommen ausgefüllt, sowohl in dem Zementgerüst als auch zwischen den Aggregatteilchen. Dadurch und durch die leichte Schrumpfung des Zements, die bei der Trocknung auftritt, ergibt sich eine weitgehende Ausfüllung und Überbrückung sowohl zwischen den Partikelchen des Leichtstoffaggregates als auch den übrigen Partikeln des Betonkörpers und damit eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit.

Alkyl- Acryl-Latexe als Wirkstoff verschmelzen zu einem Polymer, das etwas mehr elastisch und weniger hart ist als die Melamine. Diese Latexe sind daher geeignet, um Biege- und Zugfestigkeit zu erhöhen; sie verbessern auch die Druckfestigkeit, jedoch in einem geringeren Maße als die Melamine.

Polyvinylchloride und Azetatlatexe sind elastische Polymere und werden im Verfahren nach der Erfindung als Wirkstoffe

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verwendet, um die Zugfestigkeit und den Elastizitätsmodul des Betons zu verbessern. Die Anlagerung solcher Polymere im Oberflächenbereich der Aggregatteilchen gibt den Wirkstoffen eine Sperrfunktion gegen'die Ausbreitung von Rissen im Betonkörper und erteilt dem Betonkörper eine größere Festigkeit gegen Biegebeanspruchungen.

Alle Latexe machen, wenn sie im Sinne der vorliegenden Erfindung eingebracht werden, die porösen Aggregate und den Betonkörper selbst im wesentlichen undurchlässig für Wasser, sobald sie miteinander verschmolzen bzw. vereinigt sind. - Diese Herabsetzung der normalen Absorptionsfähigkeit von Leichtstoffaggregaten im Betonkörper begrenzt das Totgewicht von Wasser, das die getrocknete Form sonst wieder aufnehmen kann. Eine geringe Absorptionsfähigkeit des Betons erhäht aber auch die Frostbeständigkeit.

Organische Harze haben im wesentlichen die gleiche Eigenschaft wie Latexpolymerverbindungen, haben aber den Vorteil, daß sie tiefer in das Zementgefüge eindringen als Polymere, weil sie eine kleinere molekulare Kettenlänge und daher geringere Partikelgröße aufweisen. Wasserlösliche Harze wie Äthylenpolyoxide werden als Mittel zur Wassereindickung verweilet und können im Verfahren nach der Erfindung die Wanderung des Wassers als Träger für die Wirkstoffe drastisch verlangsamen und damit die Verfügbarkeit des Wassers mit den Wirkstoffen erheblich verlängern, was insbesondere wichtig

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iät bei der Härtung unter relativ trockenen Verhältnissen, bei denen trotzdem eine möglichst hohe Festigkeit des Betons erreicht werden soll.

Organische Silikonlösungen und organische Halosilane,/Normalerweise als Überzüge für Betonkörper Verwendung finden, um diese wasserdicht zu machen, gewinnen in Verbindung mit einer Behandlung durch Wirkstoffe nach dem Verfahren gemäß ^ der Erfindung eine noch größere Wirksamkeit. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird der wasserabweisende Wirkstoff durch die ganze Form verteilt, im Gegensatz zu der dünnen und leicht zerstörbaren Pilmförmigen UHifaiillung der bisher bekannten Art.

Das Verfahren nach der Erfindung kann ferner angewandt werden, um eine gesteuerte Polymerisation im Betonkörper durchzuführen und dadurch eine wesentliche Vergrößerung seiner f Druckfestigkeit hervorzurufen. Beispielsweise kann man zu diesem Zweck eine_c geeignete Menge von PolyhydroxyIphenol,

oder
wie Resorcinol,/wie Phlorogluzinol in die Betonmischung einbringen. Die poröse Leichtstoffmasse wird mit einer Lösung von Aldehyd, wie Formalin oder Paraformaldehyd genügender Konzentration, vorgesättigt, so daß ein leichter Überschuß dieses Wirkstoffes erreicht wird (etwa 2,5 mol je mol Polyhydroxylphenol) . Wenn die Auswanderung der Aldehyde aus dem porösen Aggregat durch Trocknung der Form hervorgerufen wird, geht die Reaktion der Copolymere setzt bei

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mäßigen Temperaturen schnell vor sich« Die Festigkeit und Dichte der so im Betongerüst gebildeten Phenolformaldehydharze trägt wesentlich zur Festigkeit des Erzeugnisses bei.

Die anorganischen Wirkstoffe, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung nützlich angewandt werden können, ist sehr zahlreich und läßt sich allgemein charakterisieren durch die Verbindung im Zement oder Betonkörper, die durch ihre Anwesenheit hervorgerufen wird. Unter anderen brauchbaren anorganischen Wirkstoffen seien hier nur Metallsalze von Silikaten, Karbonaten, Bikarbonaten, Chloriden und Sulfaten erwähnt. Die Metallionen können.z.B. aus Natrium, Kalium, Lithium, Barium, Strontium, Kupfer oder Zink bestehen.

Zur Reaktion mit normalerweise vorhandenem Überschußkalk in hydratisiertem Portlandzement wird vorzugsweise als Wirkstoff lösbares Kaliumsilikat mit einem Molverhältnis 2,2:3,6 von Silikat zu Alkali verwendet. Die bevorzugte Menge von löslichem Silikat ist 2 bis 6 % des Gewichtes von Zement in der Betonm,ischung, und die Stärke oder Konzentration der benutzten Silikatlösung zum Füllen der porösen Leichtstoffaggregate wird bestimmt durch die Menge der von dem Aggregat zu absorbierenden Lösung. Wenn man beispielsweise das oben beschriebene Vakuumverfahren anwendet, wird ein vorgegebenes poröses Aggregat die Wirkstofflösung beispielsweise mit 40 % ihres eigenen Trockengewichtes absorbieren. Bei einer

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Betonmischung mit 900 lbs„ Aggregat und 500 lbs. Zement je Kubikfuß Beton (und geeigneten Gewichtsmengen von Sand und Wasser), muß die Lösung, wenn 2 % lösliches Silikat, auf den Zement bezogen, wirksam werden soll, 500 - 0,02 oder 10 lbs ο Silikat enthalten. Das Aggregat wird dann 0,40 oder 360 lbs_o Wasser aufnehmen und es muß infolgedessen die richtige Konzentration an Silikatlösung 10/360 oder 2,75 Gewichtsprozent betragen.

Lösliche Silikate reagieren schnell mit Kalk und erzeugen äußerst feine monokline Kristalle, die unlöslich und stabil in Wasser sind. Der Überschußkalk in hydratisiertem Portlandzement ist nicht nur löslich und bildet dadurch häufig die Ursache von weißlichen, an Betonbauten oder Betonkörpern vielfach zu beobachtenden Verfärbungen, er ist überdies auch als Hauptursache für Kristal!strukturänderungen anzusehen, welche Abspaltungen an der Oberfläche der Betonkör- | per zur Folge haben. Kalk lagert sich vornehmlich im Zwischenraum zwischen dem Aggregat und dem Zementgerüst ab und insbesondere in den Schrumpfspalten, die sich an diesen Stellen des Betonkörpers bilden. Durch das Verfahren nach der Erfindung werden diese Risse oder Fehlstellen im Betongefüge im wesentlichen ausgebessert bzw. Vermieden. Nachdem die Hydratation vollendet ist oder das gewünschte Maß erreicht hat, wird der Trocknungsprozeß der Betonform eingeleitet und die Silikatlösung wandert aus dem porösen Leichtstoff-

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aggregat ab, wonach der Wirkstoff mit dem Kalk in den Zementaggregat-Zwischenräumen reagiert,, Das dabei gebildete Kalzium-Silikat-Präzipitat nimmt einen größeren Raum an als der zuvor abgelagerte Kalk und die neu gebildeten monoklinen Kristalle überbrücken die Hohlräume zwischen dem Zementgerüst und dem Aggregat in vorzüglicher Weise und verbessern die Fähigkeit zur Kraftübertragung im Betonkörper und damit die Druckfestigkeit. Da die Wanderung der noch keiner Reaktion unterworfenen Silikatlösung zur Oberfläche der Form sich fortsetzt, wird der Überschußkalk vollständig oder zum Teil an seinem ursprünglichen Ort im ganzen Betonkörper in stabiles Kalziumsilikat umgewandelt.

Lösliche Karbonat- und Bikarbonatsalze, wie Natriumkarbonat, reagieren, wenn sie als Wirkstoffe Verwendung finden., ebenfalls mit Kalk und bilden Kalziumkarbonat oder KaIk₀ Die Karbonatumwandlung kann zu jedem Zeitpunkt der Hydratation im gesamten Betonkörper einheitlich durchgeführt werden; sie bringt Verbesserungen der Betonfestigkeit von 10 bis 25 %$ erniedrigt die Porösität des Betons und bringt den Überschußkalk zum Verschwinden«,

Die Kalziumaluminatverbindungen von Zement bilden bekanntlich mit Sulfatsalzen Kaliumsulfataluminate. Da die Kristallgröße und das Volumen von Sulfataluminaten größer ist als bei den Ausgangsaluminaten, wird durch diese Räaktion eine

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Expansionskraft auf das Zementkristallgitter ausgeübt, sofern die Reaktion durchgeführt wird, nachdem das Zementkristallgitter durch Hydratation gebildet worden ist. Ein ungünstiges Beispiel für diese Expansionswirkung ist die Zerstörung von Beton durch Seewasser oder Grundwasser, das Sulfatsalze enthält. Viele Versuche sind gemacht worden, um diese Kristallexpansion von Aluminaten zur Vermeidung der charakterisitischen Schrumpfung von Silikatkristall-

fc gittern in hydratisiertem Zement zu beseitigen. Das Baden oder Tränken fertiger Betonkörper mit SuIfatlösungen ist unwirksam, weil dabei die Reaktion und Expansion an der Oberfläche der Körper beginnt statt gleichmäßig über das ganze Volumen wirksam zu werden und infolgedessen nur die Oberflächenschichten abgesprengt werden, wie ee bei der Seewasserzerstörung von Betonkörpern· Die Beigabe von Sulfatsalzen von SuIfatsaltzen im Mischzustand des Betons ist unwirksam, weil Sulfate die Zementhydratation stark ver-

* zögern und weil überdies die gewünschte Sulfoaluminatbildung und Expansion bereits stattfindet, ein festes hydratisiertes Silikatgitter gebildet ist. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine wohl abgewogene Menge von geeignetem Metallsulfatsalz als Wirkstoff eingesetzt und dabei gleichmäßig über den ganzen Formkörper bis zu einem Zeitpunkt für die Reaktion aufbewahrt, zu welchem die Kristallgitterbildung genügend weit fortgeschritten ist, um die Expansionskräfte der Kalziumsulfataluminate im gewünschten Maße zur Wirkung zu bringen. Die so erzeugte

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Expansion kann so vorbestimmt werden, daß sie die normale Schrumpfung des Zementgitters ausgleicht oder daß sogar eine Expansion des Betonkörpers stattfindet. Die Menge an löslichen Sulfatsalzen wechselt mit der Zusammensetzung des verwendeten Zements und mit dem Grad der gewünschten Expansion, jedoch wird im allgemeinen eine Zugabe von 1 bis 6 % vom Zementgewicht in der Betonmischung brauchbar sein»

Kaliumchlorid ist ein wohlbekannter beschleunigender Wirkstoff für die Zementhydratation bei Zugabe zur Betonmischung. Dabei ergibt sich jedoch keine bedeutende Beeinflussung der Betonfestigkeit. Festigkeitssteigerungen von 25 % sind bei Behandlung im Tauchverfahren für gehärtete Betonkörper in vierprozentige Kalziumchloridlösungen festgestellt worden» Der Gewinn an Festigkeit läßt sich durch Behandlung während des ganzen Hydratationsvorganges erhöhen, wobei eine feiner gegliederte und gleichmäßigere Kristallstruktur erzielt wird. Durch das Verfahren nach der Erfindung läßt sich ohne ein umständliches Tauchverfahren oder eine Behandlung im Bad eine gleichmäßige Verteilung des Kalziumchlorids, falls solches als Wirkstoff Verwendung findet, über das ganze Volumen der Form bzw» des Betonkörpers und damit eine insgesamt bessere Festigkeitssteigerung erzielen.

Chloridsalze von Kupfer und Zink als Wirkstoff sind geeignet, die normale Trocknungsschrumpfung von Zement zu verringern oder auszuschließen. Es konnte noch nicht festgestellt wer-

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ι?

den, ob sie die Silikatschrumpfung selbt beeinflussen oder ob sie durch Metallionenaustausch oder Metallioneneingabe in die Kalziumeisenaluminatvertändung des Zements einen Kristallschub hervorrufen. Wie SuIfatsalze, so wirken auch Kupfer- und Zinkchloride stark verzögernd auf die Zementhydratation, so daß ihre Zugabe zur frischen Betonmischung im allgemeinen unerwünscht ist. Sind sie von Anbeginn der Hydratation gegenwärtig, so ist die Expansionswirkung äußerst schwer zu steuern. Das Baden oder eintauchen von Betonformen in Salzlösungen ist deshalb ungebräuchlich. Durch das Verfahren nach der Erfindung hingegen läßt sich zur .rechten Zeit eine gleichmäßige und schnelle Diffusion der gewünschten Menge von Kupfer- oder Zinkchlorid durch das wohlentwickelte Zementkristallgitter herbeiführen, so daß die Eäspansionswirkung im wesentlichen konkurrierend mit der normalen Trocknungsschrumpfung einhergeht und dadurch ein Betongefüge von erhöhter Stabilität und Festigkeit, im wesentlichen frei von Schrumpfschaden, zustandekommt.

Die obigen Beispiele befassen sich nur mit einigen wenigen Stoffen, die als Wirkstoffe zur Verbesserung der Betoneigenschaften geeignet sind. Das Verfahren nach der Erfindung befaßt sich nicht mit Wirkstoffen, die bereits beim Mischen der Betonbestandteile wirksam sein müssen, wie z.B. Beschleuniger, Verzögerer, Wasserverminderer, Luftbindemittel und dgl_o Beim Verfahren nach der Erfindung handelt es sich

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darum, Wirkstoffe absichtlich an der Reaktion in dem Betongefüge zu hindern, so daß sie die normale Hydratation und Kristallisation des Zements nicht beeinflussen;, obwohl sie gleichmäßig über die ganze Form verteilt sind₀' Der Zeitpunkt im Hydratationsprozeß, zu welchem die Wirkstoffe in das Betongefüge zur Einwirkung freigegeben werden, ist steuerbar, und erst nach dieser Freigabe beginnt der gleichmäßig verteilte Wirkstoff die beabsichtigte Funktion gleichmäßig und gleichzeitig über das ganze Volumen des Betonkörpers auszuüben. Dadurch wird die Wirksamkeit des Wirkstoffes wesentlich gesteigert und in manchen Fällen überhaupt erst ermöglicht, die gewünschte Verbesserung der Betoneigenschaft herbeizuführen. Dieses Verfahren macht es insbesondere möglich, Wirkstoffe zum Einsatz zu bringen, deren Nützlichkeit zur Verbesserung der Eigenschaften zwar bekannt war, die aber bisher nicht verwendet werden konnten ₉ weil man es nicht verstand, sie zur rechten Zeit gleichmäßig über das ganze Volumen der Form verteilt zur Einwirkung zu bringen.

Die folgenden Beispiele veranschaulxchen die Verbesserung der Druckfestigkeit, die sich mit dem Verfahren nach der Erfindung erzielen läßt.

Beispiel I betrifft Beton mit zur Zeit üblichem Aggregat zur Herstellung von Leichtstoffbeeton.

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Beispiel II betrifft Beton mit einem Aggregat, das mit reinem Wasser ohne Wirkstoff unter Vakuum gesättigt ist.

Beispiel III betrifft Beton mit einem Aggregat, das unter Vakuum mit einer Wasserlösung von zwei Gewichtsprozent Kaliumsilikat mit einem Molverhältnis Silikat zu K_pO und einem spezifischen Gewicht von 1,25 (29,8 Be)gesättigt worden ist.

Beispiel IV betrifft Beton mit Aggregat, das unter Vakuum mit einer Wasserlösung von 4 Gewichtsprozent Kalziumchlorid gesättigt worden ist.

Die Vakuumsättigung wurde unter 29,5 Zoll Quecksilber ausgeführt, und zwar nach dem Verfahren, wie es von R₀J. Albert im US-Reissue-Patent 26.545 beschrieben ist. Dabei wird das Aggregat zunächst dem Vakuum ausgesetzt, alsdann mit Wasser bzw. der Wirkstofflösung geflutet und vorzugsweise unmittelbar darauf der tränkenden Wirkstofflösung entzogen.

I. II. III. IV. Portland Cement, Type I, lbs 505 505 505 505 Sand,(Ottawa Shot-Grad)

trocken lbs 1000 1000 1000 1000

Poröses Aggregat, Trockenzustand, IbS. 9-10 1000 1000 1000

Aufgenommene Wirkstofflösung,

lbs O. 395 254 395

Mischwasser, lbs. 278 260 260 260

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Io	Ho	III.	IVo
104,0	116,0	111,0	116,8
96,4	98,0	98,6	98,4
3320	3550	4110	3620

Naßdichte, pcf

Lufttrocknungsversuchsdichte,
pcf

Druckfestigkeit, psi .

Die verwendeten Materialien wurden in allen Proben aus dem- · selben Vorrat genommen, um die Einflüsse von Verschiedenheiten im Sand, Zement und Aggregat auszuschließen„ Das poröse Leichtstoffaggregat handelsüblicher Blähton nach ASTM Bezeichnung 330-69» Seine Schüttdichte war 43 pcf und sein spezifisches Gewicht 1,10; seine Wasserebsorption betrug bei einfachem Eintauchen über 2 Stunden 11 Gewichtsprozent, über X 48 Stunden 16,5 Gewichtsprozent und bei Vakuumträn-"kung unter 28,5 Zoll Quecksilber 38 Gewichtsprozent«, Die Vakuumtränkung des Aggregats wurde in den Beispielen II, III und IV angewandt.

Die Mischung wurde jedesmal in der für Beton üblichen Art durchgeführt. Es wurden zylindrische Standardversuchsstäbe von drei Zoll . sechs Zoll (3" x 6^M) hergestellte einer Naßhärtung über 28 Tage bei 72⁰F und einer Lufttrocknung unter Raumbedingungen über 21 Tage unterworfen und schließlich der üblichen ASTM-Prüfung zugeführt« Der Feuchtigkeits=· gehalt der Proben zur Zeit der Prüfung betrug 1_p76 bis 2_S11% und war beim Beispiel I am kleinsten„

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Die Mischungsverhältnisse wurden so gewählt, daß sich etwa gleiche Betondichten nach Ofentrocknung ergaben, da es wohl bekannt ist, daß die Festigkeit im allgemeinen mit wachsender Dichte größer wird. Eine Korrektur der Testdichten der oben angegebenen Daten bei Ofentrocknung ergab Abweichungen der Dichte von + 0,5 pcf. Für Beispiel I wurde die Menge des Mischwassers willkürlich so gewählt, daß sich eine gute Verarbeitbarkeit ergab und diese Menge

ψ wurde identisch bei den anderen Versuchsbeispielen beibehalten (z.B. 3"-Sturz). Das Gewicht der aufgenommenen Lösung von Kaliumsilikat (Beispiel III) war kleiner als in den Beispielen II und IV, weil das verwendete Aggregat eine Reaktion mit dem Silikat ergab, welche die Kristallbildung in den Kapillarkanälen des Aggregats beschleunigte, wodurch die weitere Aufnahme der Lösung gehemmt wurde. Versuche mit allen unter Vakuum gesättigten Aggregaten unter 100 lbs, hydraulischem Druck zeigten jedoch, daß eine weitere Auf-

^ nähme von Flüssigkeit nicht zu erreichen war.

Um den Vergleich zu vervollkommnen, wurde Beispiel I unter Beigabe von fünf lbs. Kaliumsilikat (gleiche Menge wie im Beispiel III) direkt zur Mischung wiederholt. Die Enddruckfestigkeit des so hergestellten Betons betrug lediglich 3115 psi, woraus klar hervorgeht, daß die Beigabe dieses Wirkstoffes vorwiegend zur Verbesserung beiträgt.

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Wie aus der obigen Tabelle zu entnehmen ist, haben die Beispiele III und IV, in denen Wirkstoffe nach der Erfindung eingesetzt worden sind, eine erhöhte Druckfestigkeit verglichen mit der Verwendung von trockenem Aggregat und von Aggregat, das mit reinem Wasser gesättigt wurde.

Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. Insbesondere können auch zwei oder mehr Wirkstoffe gleichzeitig zur Verbesserung eingesetzt werden, indem sie von einem porösen Leichtstoff aggregat in einer Trägerflüssigkeit aufgenommen werden. Behandlungszeiten und Behändlungstemperatüren können je nach den vorhandenen atmosphärischen Bedingungen sowohl für den Härte- als auch den Trocknungsvorgang der Betonkörper, Steine oder anderen Steinkörpern weitgehend geändert werden. Es müssen nur Temperaturen vermieden werden, welche die Eigenschaften und Wirksamkeit der Wirkstoffe und des verwendeten Zements beeinträchtigen. Auch können die Mengen der verwendeten Wirkstoffe, Trägerflüssigkeiten und anderen Komponenten in Anpassung an die gewünschten Eigenschaften und die vorhandenen Mischungkomponenten weitgehend wechseln.

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Die Erfindung ist schließlich nicht nur auf Zement-, sondern auch auf Kalksandsteine vorteilhaft anwendbar.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   M„) Verfahren zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton durch Beigabe eines Wirkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischkomponente in Form eines porösen Leichtstoffes mit einer Flüssigkeit als Wirkstoffträger getränkt, in eine Betonmischung eingebracht, und daß der .Wirkstoff durch einen nachfolgenden Trocknungsprozeß zusammen mit der Trägerflüssigkeit aus den Poren des Leichtstoffes ausgetrieben wird und dabei seine verbessernde Wirkung ausübt»

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Masse (Aggregat) zusammen mit Bestandteilen der Betonmischung: Zement, Sand und Wasser, gemischt wird,,

   ■3o Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betonmischung.ein zweiter Wirkstoff zugesetzt wird, der mit dem ersten Wirkstoff reagiert.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit, den Leichtstoff umschließend, durch Verdrängung von Gas aus den Hohlräumen des porösen Leichtstoffes in diesen eingebracht wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängung unter Vakuumeinwirkung erfolgt.

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   Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Verwendung
   von Wasser als Wirkstoffträger.

   7_β Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Verwendung eines Wirkstoffes aus der Gruppe der Metallsalze von
   Silikaten, Bikarbonaten, Chloriden und/oder Sulfaten.

   8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
   der Wirkstoff in der Trägerflüssigkeit gelöst wird»

   9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines organischen Stoffes als Wirkstoff.

   10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines in der Trägerflüssigkeit löslichen Metallsilikates als Wirkstoff.

   11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines in der Trägerflüssigkeit löslichen Metallkarbonates als Wirkstoff.

   12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines in der Trägerflüssigkeit löslichen Metallbikarbonates als Wirkstoff.

   13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines in der Trägerflüssigkeit löslichen Metallchlorides als Wirkstoff.

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   14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch Verwendung eines in der Trägerflüssigkeit löslichen Metallsulfates als Wirkstoff ο

   15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Mischung einem kombinierten Trocknungs- und Härtungsprozeß unterworfen wird.

   16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die fertige Mischung geformt, gehärtet und anschließend getrocknet wird.

   17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Leichtstoff auf z.B. 350 bis 600°P erhitzt und anschließend mit der Trägerflüssigkeit getränkt wird.

   18. Mischkomponente zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Beton, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

   (Aggregat)

   einem porösen Leichtstoff/besteht, der mit einer Trägerflüssigkeit getränkt ist, die einen die physikalischen Eigenschaften des Betons verbessernden "Wirkstoff enthält.

   19. Mischkomponente nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigkeit aus Wasser besteht.

   20. Mischkomponente nach Anspruch 18 und 19, gekennzeichnet durch einen Wirkstoff aus der Gruppe der Metallsalze von Silikaten, Bikarbonaten, Chloriden und/oder Sulfaten.

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   21. Mischkomponente nach. Anspruch 18 und 19, gekennzeichnet
   durch einen organischen Wirkstoff.

   22. Mischkomponente nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff aus in der Trägerflüssigkeit

   löslichem Metallsilikat besteht.

   23. Mischkomponente nach Anspruch'18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff aus in der Trägerflüssigkeit löslichem Metallkarbönat besteht.

   24. Mischkomponente nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff aus in der Trägerflüssigkeit löslichem Metallbikarbonat besteht.

   25. Mischkomponente nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff aus in der Trägerflüssigkeit

   " löslichem Metallchlorid besteht.

   26. Mischkomponente nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkstoff aus in der Trägerflüssigkeit löslichem Metallsulfat besteht.

   27. Bausteine oder Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Verwendung einer Mischkomponenten nach Anspruch 18 bis 26 hergestellt sind.

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