DE2165434A1

DE2165434A1 - Hydraulische Zementzusammensetzung

Info

Publication number: DE2165434A1
Application number: DE19712165434
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Funabashi Chiba Uchikawa (Japan); Uchida, Shunichiro, Tokio. P
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1970-12-29
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1972-07-06
Also published as: AU3740071A; IT944464B; JPS5239844B1; AU463750B2; FR2121100A5; CH584166A5; GB1373780A; DE2165434B2; US3782992A

Description

"Hydraulische Zementzusammensetzung"

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zementzusammensetzung, und insbesondere eine hydraulische Zementzusammensetzung, die hinsichtlich der Abbindezeit steuerbar ist und die eine hohe Festigkeit sowohl bei Beginn wie zu späteren Zeitpunkten aufweist.

Wenn die vermischten Rohmaterialien, welche siliziumhaltiges \. und tonerdehaltiges Material sowie eine geringe Menge an *-* Halogeniden wie Fluorit, Kalziumchlorid etc. umfassen, ge-

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sintert werden, βο wird der anfängliche Kristalllsationebereiob des Kaleiumaluminates (3CaO'Al₂O,) extrem verengt und der erhaltene Klinker enthält kein Kalsiumaluainat, sonderen 11GaO»7Al₂O,· üa*₂als etabile Phaee und so erhält man den 11GaOTAl₂Oa⁴CaX₂ sowie 3 CaO¹SiO₂, 2CaO-SiO₂, 4CaO·Α1₂0,·Ρβ₂Ο, etc. enthaltenden Klinker.

Die 11 CaO · 7Al₂O, ·CaX₂ Komponente hat eine hohe Hydratuionsaktivität und eine größere Härtbarkeit und der sie enthaltende Zement entwickelt eine Festigkeit in der mehrere Stunden umfassenden Anfangsstufe und weiter durch Kinbau von Kalziurasilikat (insbesondere 3CaO*SiO₂ feststofflösung); und nan erhält einen hydraulischen Zement mit verbesserter 3?estigkeitsentwicklung im frUhen Stadium (12 Stunden bis 3 l'age) und im späteren Sta um·

Der obengenannte Klinker ist schnell/abbindend und seine frühe Festigkeit ist gering. Es wurde dagegen gefunden, daß dann, wenn Anhydrit (oder Gipsanhaydrit) gegebenenfalls mit Haibhydraht ( oder Gipshaibhydraht) und wenigstens Sulfaten, Nitraten und/oder Cholriden dem'Klinker zugesetzt werden, so verzögert sich seine Abbindezeit und ein verbesserter Zement mit guter Verarbeitbarkeit und einer ausgezeichneten Festigkeitsentwieklung im frühen und den späteren Stadien kann erhalten werden.

Jirfindungsgemäß soll nun einahydraulische Zementzsuatmneneebzung vorgeschlagen werden, die in geeigneter Weise liinsichtlich der Abbinde zeit staierbar ist und die eine günstige Verarbeitbarkeit und eine hohe Anfangsfestigkeit aufweist und nach Vermischung mit Wasser eine hohe festigkeit für eine lange Zeitdauer bietet.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Steuern des Abbindens des Zementes.

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Die Erfindung gjht aus von einer hydraulischen Eementzusammensetzung, die sich auszeichnet durch :

(a) den Klinker der enthält: 5 - 6o & Gew.-# 11CaO-TAl₀O_x-OaX (X ist ein Halogeneton)» mehr als 5 Gew.-Jt 3OaO-SiO₂ in Festetofflösung, und weiter 2CaO-SiOg in Feststofflöeuug und weniger als 15 Gew.-Jt

(b) Anhydrit gegebenenfalls mit Halbhydrat (engl·: Hemihydrate); und

en

(c) wenigstens ein/Vertreter der Sulfate, Nitrate und Chloride

des Kaliums, !{atriums, Magnesiums, Kalziums, Aluminiums oder AoHoniuBB, wobei das Anhydrit in einer Menge derart enthalten ist, daß das Al 0,/SO^ Qewichtsverhältnis dee Al₂O₅ im Klinker und des²S0, im Anhydrit 0,7 -1,8 beträgt.

In weiterer Ausbildung der lärfindung iet ein Verfahren zum Steuern der Abbindezeit und zur Verbesserung der frühen und späten l'estigkeitsentwicklung des den Klinker bilde den hydraulischen Zementes vorgesehen, der enthält: 11CaQ-( X stellt ein Halogenatom dar), mehr als 5 Gew.-#

3 CaO-SiO₂ und w.lter 2 CaO-SiO₂ ⁱⁿ %tstoff lösung und weniger als 15 Gew„-# 4CaO-Al₂O₅Pe₂O₅ und Anhydrit gegebenenfaT :iβ mit Halbhydrat; wobei das Anhydrit in einer Menge deivart enthalten ist dass das AlgO^/SO^-Yerhältnis dee AIpO^ ira Klinker und SO, im ' Anhydrit Oi7 - 1,8 beträgt; nach dem Verfahren vermischt man wenigstens einen der Vertreter der Sulfate, Nitrate und Chloride des Kaliums, Hatriums, Magnesiums, Kalziums, Aluminiums oder Ammoniums (mit Ausnahme von CaSO₄-1 /2H₂O und CaSO.*2HoO) in einer Menge von o,1 - 5 Gew.-^ SO- als Sulfat, 0,1-7 Gew.£ NO^ als Nitrat und 0,1- 7 Gew.-# Cl als Chlorid mit dem obengenamiten Zement zusammen mit Wasser*

Die Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert v/erden, in denen

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Pig. 1 das Verhältnis zwischen der !Druckfestigkeit des den Klinker ι Anhydrit und ΗεϊίΟ« umfassenden Zementmörtels und dem Al^O^/SO^ Verhältnis zeigt ί

Pig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit des Zementes und dem Kalii2taalaungeha;j.t|

Fig. 3 zeigt das gleiche Verhältnis wie in Fig. 2

wenn Kaliumnitrat an Stelle von Kaliumalaun zugegeben wird.j und

Pig. 4 steigt das gleiche Verhältnis wie in Pig· 2 wenn Natriumchlorid anstelle vm Kaliumalaun zugesetzt wird«

Gefunden wurden nun Verfahren zum Verbessern der frühen and späten iestigkeitsentwicklung und Bteuern der Abbindeseit des obengenannten Zecmtes; eowie 2aientZusammensetzungen, die hinsiehtIioh der Verarbeitbarkeit zufiedensteilend sind* wenn sie als Mgrtel oder Beton verwendet werden und die eine hohe Festigkeit über eine lange Zeitdauer beibehalten_a

Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß der Zusatz wenigstens eines Vertreters von Sulfaten, Nitraten und Chloriden dee Kaliume, Natriums, Magnesiums, Kalziums, Aluminiums oder Ammoniums (mit Ausnahme von Sipshalbhydrat CaSO^·1/2Η₂0 und Gipsdihydrat CaSO.-2HgO) zusammen mit Anhydrit zum Klinker wirksam ist, um eine gute Verarbeitung von Mörtel oder Beton zu erhalten und daß ein Zusatz einer geeigneten Menge hiervon die Festigkeitsentwicklung in den frühen und späteren Stadien günstig beeinflußt.

Eb hat sich auch herausgestellt, daß dann, wenn diese Additive im Überschuß zugesetzt werden, nicht nur die Abbindezeit übermäßig verzögert wird, sondern auch die Anfangs und frühe

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Festigkeit gesenkt wird.} und daß die resultierenden Sementprodukte nicht mehr mit den obengenannten verbesserten Anteilen bzw, Eigenschaften erhalten werden, Wie sich gezeigt hat, sollte, um die Charakteristiken der Zementzuaaramensetzungen nach der .Erfindung zu erbringen, ein bevorzugter Klinker 5-6OGeW.# (wenn nicht besonders angegeben, sind im folgenden immer £}ewichtsproz3nte gemeint ) an- 11 CaO"7AIgOaOaX₂ (Z bedeutet auch im folgenden ein Halogenatom), mehr als 5 G-ew«-^ an 3CaO=SiOp in Peststofflösung als Mineralzusammensetzung hiervon enthalten und wenigstens eines der obengenannten Sulfate, JTiträte und Chloride sollte jeweils in einer Menge von (%**«> $ Gew«-$ als S0_v 0,1 - 7 eew.~# als NO₅ oder 0,1 - 7,0 # als 01 dem

Klinker zugesetzt werden, wenn die gunstigstens Ergebnisse erwartet werden.

tia hat sich auch herausgestellt, daß die Zugabe der obengenannten Additive für eine -wünschenswerte Festigkeitsentwicklung nicht a-usseBoisidtt und daß die kombinierte Verwendung . von Anhydrit wesentlich ist* JSln oder mehrere dieser Sulfat-₉ Uitrat- und ühloridadditive können dem Klinker und Anhydrit gegebenenfalls im Halbhydrataustand des Pulvers »«gemischt werden_} oder zugesetzt neiden, indem/einer geeigneten Konzentration eine Auflösung im An.machwaaser vorgenommen wird*

ISs hat sich aiioh gezeigt, daß dann, wenn ein oder osehrere der Sulfate, iiiefcliiaEtfee und Chloride in Form von Pulver oder einer Lösung im Anmachwasser dem öemisoh aus obengenannten Klinker, Anhydrit und Halbhydrat zugesetzt werden, die Anfangsfestigkeit des Zementes etwas abgesenkt wird, verglichen mit dem Pail, daß Halbhydrat vcm Gemisch aus gesohlosee» wird,-die Festigkeit nach dem frühen Stadium wird aber in beachtlicher Weise erhöht«

Wie oben erläutert, ist das Vorhandensein τοη Anhydrit verantwortlich, für die anfängliche und spätere hohe Festigkeits-

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entwicklung» Die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen haben gezeigt, daß die Festigkeit sieb in beachtlicher Weise entwickelt, wenn Anhydrit' in einer Menge derart zugesetzt wird, daß das Al₂O₃ZSO₃ Verhältnis der AIpO₃ Menge im Klinker und der SO₃ Menge im Gips 0,7 - 1,8 Gew.-$> beträgt, Außerhalb dieses Bereiches nimmt die Festigkeit ab«

Die Erfindung soll nun an hand einer praktischen Verwirklichungen form näher erläutert werden»

Der Klinker wurde hergestellt, indem weißer '£qxl (white clay) φ als sillzlumhaltiges Material, Bauxit als tonerdehaltigea Material, ungelöschter, gebrannter Kalk als kalkhaltiges Material, Fluorit als Kalziumhalogenid,. Kupferschlacke als Eisenträger verwendet wurde und daß resultierende Gemxsdi geformt und achüteßlieh bei 152Ο - 1350 °(i gesintert wurde. Der so erhaltene Klinkeijwurde zu Pulver vermählen und hatte eine reine spezifische Oberfläohenauadefcnung von TFOO c-w'/g. (engl.: Blain bzw, .Blance bzw» Blaine specific surface area). Die Zusammensetzung dieses Klinkers, die durch chemisch« Analyse und durch Röntgenstrahleniffraktionanalyse erhalten wurde, ist wie in l'afel 1 dargestellte

l'afel

Chemische Zusammensetzung in $	Al_?0₃ 12,9	Pe_P0~ 2,4	GaO 62,3	MgO 0,6	Ingsges e 95,5	Mineralzusammensetzung	3CaO-SiO₉ 52
SiO₂ 17,7	11CaO·7AIpO^ CaP₂ 2.3

In der Äusammenaetzung der i'afel 1 ist 11 GaO·7^

eine Kotnpenente, die für die Feetikeitaentwieklung in den

anfänglichen und frühen Stad.i an Teraiitwortlich ist und

UiO₀ ist für d.:ie Entwicklung der Festigkeit in der frühen

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BAD ORIGINAL

Stife und in späteren Stufen verantwortlich»

Beispiele für Additive, die dem Klinke» nach !Cafel 1 zugegeben werden, sind in !Cafel 2 aufgeführt« Biese Substanzen wurden mit einer Iiabormühls auf άΐβ gleiche leinhext wie die des Klinkers nrer mahlen. Anhydrit und. EaIbhydrat wurden nach dem weiter unten erläuterten ferfahren unter Verwendung der in Tafel 3 aufgefülrfes». Auagsnggm&terialien hergestellt»

i'afel 2

IJr _β Additiv

1 Aluminiumkaliumsulfat

2 Kaliumsulfat

3 Aluminiumsulfat

4 Natriumsulfat

5 Magnesiumsulfat

6 Aiamoniuiasulfat

7 Kaliumnitrat

8 Hatriumni&rat

9 Kalziumnitrat

Ir* Additiv

10 Magnesiumnitrat

11 Aluminiuanitrat

12 Ammoniumnitrat 15 Kaliumchlorid

14 natriumchlorid

15 Kaisiumchlorid

16 Magnesiumchlorid

17 Aluminiumchloriä

18 ABWHoniumchlorid

Merkes Bei sämtlichen in I'afel 2 aufgeführten Stoffen handelt es sich um reine Chemikalien«,

I'afel 3

Brennverlust

21,1

'2-

1,8

GaO

31,3

SO₃ Total

45,6

99₉8

Natürlicher G-ips mit der Zusammens-etzung nach i'afel 3 v/urde zur Erzeugung der folgenden Produkte benutzt.

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BAD ORIGINAL

Halbhydrat: Der natürlich Gips nach ii'afel 3 wurde

3 Stunden lang bei 16O⁰C gehalten,^kUhXt und. zu Pulver vermählen und hatte eine reine spezifische OberflächenerStreckung von 5000 cm²

Anhydrit; Der natfe^.icheGips nach Tafel 3 wurde

auf 700⁰G in einem Elektroofen eine Stunde lang erwarat, gekühlt un& zn Pulver mit einer reinen spezifischen OberfläohenerStreckung von 3 3oo cm'/g (eng!.: siehe oben) vermählen_c

Diese G-ipsprodit&e wurden verwendet nach- deren chemische Form durch thermische Analyse beiepiel weise thermische Differwtia!analyse oder nach dem Wär-raebilansverfahren ο bestimmt worden war.

Um die Beziehung swisehen der lienge an einen? au verwendendem Additiv und der Abbindeseit und der Druckfestigkeit nach dem Abbinden zu bestimmen, wurden die Abbindeseit uid die Druckfestigkeit des Mörtels bezüglich des Zementes bestimmt, in welchem jedes der Additive nach !tabelle 2 allein vermischt .war und in welchem Anhydrit in Kombirat3on mit irgendeinem der genannten Additive in einer Menge derart vermischt wurde, daß das ALpO^/SO* Verhältnis der Menge an Al₂O, im Klinker und der ISige an SO, ItD G-ij s 1,0 GeWc-^ betrug.

Die anfängliche und endgültige -aAbbindegeit des Mörtels wurde nach dem Prüfverfairen nach dem Abbinden von Fegten bestimmt, daß in JXS R52Ö1 beschrieben war₅ wobei eine Probe verwendet wurde, deren Zement ('Jöyoura- ) liorasandverhäntis 1 'Vt und. ¥/C 9»55 betrugo

Die Druckfestigkeit wurde nach dem Prüfverfahren für Festigkeit de? Mörtels bestimmt_s das in JIS R 5201 beschrieben ißt«, So wurde die Beziehung zwischen der Abbinde—

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zelt und der Festigkeit des Mörtels und der Me age an verwendetem Additiv (Na3$fO„) ale Repräsentant bestimmt. Die ±irge bisse sind in Tafel 4 aufgetragen;

Tafel 4

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«*δ fa

	15OiTg¹O SIT HaUO^ in Gew.-$> als	(Minuten)	Ende	Dl¹ ι££53ι.Π3 Mörtels	(Kg/cm^)	1 Tag	3 Tage	Zus^ alüd der MÖrtelprtVbe „jx&Glti 'Verniiscliiuai
1	0,3	Anfang	4		6 Std_e	91,2	103	mit V/asser
2	1,0	3	8	19,5	50,4	80,5	112	ziemlich trocken
3	5.0	6	17	14,6	27,7	51,2	76_S4
4	8,0	11	30	9,6	13,2		48,8	einfach 2u lsartd- haben
	21				wässrig

CD cn

4
In 'liafel/sind von den vielen Additiven der 'Dafel 2 die

JSrgebnise bezüglich Natriumnitrat allein dargestellt. Pie anderen in Tafel 2 auf gefühlten Additive führten zu den gleichen Ergebnissen wie .'jüafel 4. d.h., da der Anteil an diesen zugegebenen Additiven zunimmt wird die Abbindezeit vazögert« Und mit Zunahme der Menge an Additiv wird die Druckfestigkeit im Anfangestadium eowie im frühen Stadium herabgesetzt»

.Tm Gegensatz aur vorgenannten Tatsache hat es eich herausgestellt, daß dann, Aahydrit in Kombination mit dem Additiv der i'afel 2 verwendet wird, Festigkeiten in den anfänglichen und späteren Stufen sich in beachtlicher V/eise entwickeln, obwohl die Abbindeaeit etwas verlängert wird, verglichen mit dem Zustand, bei dem das Additiv allein Verwendung findet. Diese, i'atsache lehrt, daß das Vorhanden sein von Anhydrit wesentlich zur Erreichung extrem hoher anfänglicher und späterer Festigkeit ist.

'Jiafel 5

ORIGINAL

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Beachte: Die Mengen an diesen Additiven (£) basieren auf data GeuLoht des Klinkers mit Anhydrit.

In den Zementszusammensetzungen der l'afel 5 betrug das AlgO/SO,- Verhältnis dae ist das Verhältnis des Al₃O₃ im Klinker zum SO im Anhydrit,. , 1,0.

Die Besiehung zwischen der Abbindezeit und der Druckfestigkeit sowie der Menge an zugesetzen Additiven wurde bezüglich der Klinker untersucht, die 5-60$ an 11 CaO7Al₂Ow-CaXg und mehr als 5 # an 3OaO' SiOg und weiter 2CaO· SiO₂, 4CaO-AIgO₅ enthielten. Die Ergebnisse haben gezeigt, daß die anfängliche Abbindezeit auf den Bereich von etwa 7 -30 Minuten steuerbar iöt und daß diese Steuerung so sehr wünschenswert für die Realisierung einer guteii Verarbeitbarkeit und für hohe anfängliche und spä-tere !festigkeit ist, wenn der Züment als Mörtel oder Beton verwendet werden soll» Weiter hat es sich gezeigt, daß zur Steüerrung der anfänglichen Abbindezeit auf 7 - 3o Minuten die oben genannten Additive vorzugsweise in einer Menge von 0.1 - 5 36 in form von SO, ale Sulfat, 0,1 - 7 56 in Porm von HO₃ als Hittfate und 0.1 - 7 % in Form von Cl als Chlorid verwendet werden sollten.

Die Ergebnisse der Untersuchung hinsichtlich einer optimalen zuzusetzenden Anhydritmenge sind wie folgt:

Fig.1 zeigt das Verhältnis zwischen dem Al₂0-/S0, Verhältnis und der Druckfestigkeit des Mörtels, wenn Natriumnitrat als Repräsentant von abbindenden steuernden Mitteln nach der Erfin dung in einer Menge von 1.0 Jt ale HO- verwendet wurde und verschiedenartige Mengen an Anhydrit dem Klinker zugesetzt wurden

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Durch diesen Versuch wurde festgestellt» daß, um eine Extrem hohe Festigkeit zu einem anfänglichen sowie zu einem späteren Zeitpunkt beim oben genannten Klinker zu erreichen, Anhydrit in einer Menge derart verwendet werden sollte, daß das AlgO-/RO, Gewichtsverhältnis i.-t Bereich zwischen 0.7 und 1.8 liegt..Ist das Verhältnis ,niedriger als 0.7, so i-ritt ein Reißen und Krümle In der Mörtelprobe auf, und, wenn das Verhältnis mehr als 1.8 beträgt, wird die Festigkeiteentwicklung beeinträchtigt. Die gleichen Experimente wurden bezüglich Kaliumalaun, Natriumchlorid, Kaliumnitrat u.a. als einstellen- ; des oder steuerndes Ahbindemittel wiederholt und es wurden fast die gleichen Ergebnisse erhalten. Weiterhin wurden die gleichen Versuche bezüglich Zementen wiederholt, die hergestellt wurden, indem der Klinker nach iafel 1 und 15 # (bezogen auf das Gewicht des Klinkers) an Anhydrit und 3 $> (bezogen auf das Gewicht des Klinkers) an Halbhydrat gemischt wurden und weiter Sulfate, Nitrate und Chloride als zusätzliche Komponenten zugesetzt wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind wie in den Pig. 2, 3 und 4 und in i'afel 7 dargestellt.

i'afel 6 zeigt die Beziehung zwischen der Abbindezeit und der Druckfestigkeit des Mörtels, wenn Anhydrit und Halhydrat dem Klinker augesetzt wurden.

i'afel 6

Kischverhältnis des Sipses {%)*	Halbhy drat	Abbindezeit (min)	Ende	Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm^z)	6h	1'j!ag	3 i'age	7'1'age	28 Tage
Wasserfrei	15	Anfang	18	3h	149	212	225	298	485
3	12	85,3

* Bezogen auf das Gewicht des Klinker.

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In den Pig. 2 bis 4 sind auf den Abszissen jeweils die Menge an Kaliumalaun, Ca(NQ,)« und ITaGl aufgetragen, die prozentual als SO«» NO, und Cl zugegeben wurden.

i'afel 7 zeigt die Abbindezeit und die Druckfestigkeit des Mörtels für verschiedene Mengen der Abbinderegulatoren und die nach der Erfindung, das ist Kaliumalaun, Kaliumnitrat und Natriumchlorid.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen das Verhältnis zwischen der Druckfestigkeit des Mörtels und der Menge der zugesetzten Abbinderegulatoren. Man sieht, daß der Einbau svon Sulfat, Nitrat und Chlorid zusätzlich zum Halbhydrat beachtlich wirksam bezüglich der Verbesserung der Druckfestigkeit der frühen und späteren Periode ist. Die Ergebnise zeigen, daß, obwohl der Zusatz dieser Additive etwas die Anfangsfestigkeit herabsetzt, die Festigkeitsentwicklung in der frühen und späteren Periode in beachtlicher Weise verglichen mit dem JPaIl, daß keine Additive verwendet werden, verbessert wird. Eb besteht jedoch eine Grenze in der Zusatzmenge dieser Additive. Im allgemeinen ist es brauchbar," die Additive bis zum Bereich von 0,1 - 556 in Form von SO, als Sulfat, o,1 - 7 # in Form von NO₅ als Nitrat und 0,1 in.Form von Cl als Chlorid zuzusetzen. Und es ist wesentlich, so einzustellen, daß die anfängliche Abbindezeit des Mörtels innerhalb eines Bereiches zwischen 7 und 40 Minuten beträgt.

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i'afel 7

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Additiv kdditionstnenge U)	1	Abbinde des Mo ι (min) Anfang	izeit Druckfestigkeit des Mörtels (kg/cm²) •tels 3 h 6h 1 Tag 3 l'age 7 lage 28 Tage Ende	74,2	162	244	271	325	493
	3	25	37	88,0	133	223	260	312	500
Kalium-	5	H	25	mm	8,4	105	182	247	338
elXCl UXi. JptJLS ' SO₃)	7	12	20	-	-	62,1	113	184	262
	8	42	65	-	-	36,4	99,6	171	235
	1	95	125	112	155	244	252	313	498
	3	18	23	76,3	134	286	312	379	528
Kalzium- nitrat (als NO₃)	5	20	35	43,1	115	233	265	343	493
•	7	17	24	27,8	66,7	112	175	243	417
Natrium»*...' cblorid (als Cl)	8	31	56	15,1	55,2	103	167	232	403
1	53	98	25.0	37,2	182	231	299	487
r	25	41	!00	125	237	275	363	524
5	18	26 1	102	122	267	303	350	503
7	14	22 ,	50,2	69,3	174	204	256	342
8	H	20	48,8	69,5	173	193	251	312
46	65

Beaofctat Kaliumnitrat wurde dem Anmachwaeeer in Form einer Lösung hiervon kugegeben· Die anderen beiden Additive wurden de» Klinker in Pulvorform eugeeetzt*

Wie oben dargelegt wurde, entwiokelt eich, «renn Anhydrit gegebenenfalls mit Halbhydrat dem Zementklinker in einer Menge derart sugeeetzt wird, daß das Verhältnis von Al₃O₃ im Klinker und SO- im Anhydrit, d.h. Al₂0,/ß0, ewiaohen o,7 und 1,8 liegt, die Featigkeit deä Mörtels in der frühen und apäteren Periode in beachlioher Weise· Wird dagegen ein hydraulischer Zementklinker lediglich mit Wasser vermischt, so tritt schnell Abbinden ein.

Aue den obengenannten Tatsachen ergibt eich, daß bei Zusatz von Anhydrit, gegebenenfalls mit Halbhydrat, das Salzadditiv nach der Erfindung zur Steuerung ded Abbindens des Mörtels beiträgt und die Festigkeit in der anfän&ichen und späteren Periode bei weitem mehr verbessert wird als nach dem Stand der Technik vorauszusehen gewesen wäre. Die Erfindung stellt also einen beachtlichen Beitrag auf dem Zementfachgebiet dar.

Das folgend? Beispiel erläutert die Erfindung ohne sie EU begrenzen.

Beispiel

Weißer U!on, weißer Bauxit, ungelöschter gebrannter Kalk, Kupferschlacke und eine geringe Menge an Gips sowie Fluorit und Kaliumchlorid wurden mit einer Wellenkugelmühle von 85 cm Durchmesser und 100 cm Länge vermählen und mittels eines großen Mischers vermischt, so daß man den Klinker mit einer Zusammensetzung, wie in l'afel β dargestellt, erhält.

BAD

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Tafel 8

Clinker	Chemische Zusammensetzung	2 3	*'	cao	(*)	³	1,2	²	0,07-	insge samt	Freier Kalk	Minerals setzung	3öaö SiO₂
A	SIu₂	15,7	2,3	61,9	ligTT	1,0	Oj 08	0,05;	97,6		11UaO" Al₂O₃ CaX₂	51
B	15,9	15,1	2,0	61,5	0,5		0,03		97,9	.0,2....	Χ=Φ 27	44
17,8			0,4				0,1	XsCl 25

Beachte: die Mineralzusammensetzung wurde mittels Röntgenstrahlbeugungsanalyse bestimmt·

Der erhaltene Klinker wurde mit in iafel 9 aufgeführten Gipsqualitäten, natriumchlorid, KAl(SO^)₂ (Reinheit 95 % oder mehr) und HaJfO₃ (Reinheit 98£ oder mehr) jeweils vermiecht und jedes gemisch wurde auf Abbindezeit und Hb'rtelfestigkeit nach dem l'estvedahren JIS H5201 untersucht» Die Ergebnisse sind in Tafel 10 zusammengefaßt. ^:

Jipe	Brennverlust	SiO₂	Al₂O₅ + ^fe2°3	CaO	j MgO	SO₅	Insgesamt
Ealbhydrat	6,1	1,8	0,9	37,5	I 0,2	53,6	100,1
Ljdrit	. -	1,9	1,0	40,0	■j 0,3	57,2	100,4

'Jiafel

feusammensetzung	Additiv	«rase er freier Gripe	Gripena2>- hydrat	Abbinden des MSrtela (min) A,nf<Hiif "tfndfl	Druckfestigkeit des Mörtels (ke/cm	6 ;n t ■i	vi'ag	3 t'age	7	307 (65,9)	484 (90,6)
Elin, ker	HaCl 3	18	-			114 (24,5)	206 (43.6)	256 (50.3)	296 (54,6)	438 (85,7)
[(A) p9	Kalium alaun 3	18	-	15 24	96,1 (18.6)	126 (30,2)	195 (38,2)	(^8,5)	313 (64,3)	485 (93,4)
(A) 79	NaNO, 3 *	18	-	15 22	108 (20,4)	156 (34,5)	212 (42,4)	258 (51,2)	336 (6^β)	?²⁵ , *(9β7)**
W	UaOl 2	17	3	Η 24	84,5 (16,8)	105	225 (45,1)	285 (52,7	268 (54,6)	467 (87,7>
U) (Q	HaCl 2	18	-	21 43	62,3 (13,4)	12i5 *(296)**	221 (47,4)	243 (52,4
(B) 79	18 30	101 (22,4)

Beachtet 1.) Sie Werte in Klammern geben die Biegefestigkeit (kg/ca2) an.

2.) Sie Additivmenge ist gleich dem Gewicht dee verwendeten Additive·

Patentansprüche

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Claims

1.) Hydraulische Zementzusammensetzung, gekenneeichnet durch:

(a) einen Klinker, der enthält j 5-60 Gew.-^ an 11CaO·7AIgO,, wobei X ein Halogenato« dare te 11t, mehr als 5 öew.-jt an 5CaO-BiO₂ in Feststoff lösung und «reiter 2CaO · SiO₂ in Feststofflösung sowie weniger al« 15 Gew.-Jt 4CaO·Al₂O,;

(b) Anhydrit; und

(c) wenigstens einen Vertreter der Sulfate, Nitrate und Chloride des Kaliuna, Natrium- Magnesium^ Caleiuaq Aluminium? oder Ammoniums (mit Ausnahme von CaSO^·2H₂O und GaSO₄·1/2H₂O), wobei dieses Anhydrit in einer Menge derart enthalten ist, daß das Al 0,/SO,

Gewiohtsverhältnis des Al₂O₅ im Klinker und des SO, im Anhydrit 0,7-1,8 beträgt.

2.) Hydraulische Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch

gekenneeichnet, daß der Zement 0,1-5 Gew.-^ SO₅ als Sulfat (mit Ausnahme von Anhydrit und Halbhydrat), 0,1 - 7 Gew.-NO- «le Sitrat und 0,1 - 7 Gew.jt an Cl als Chlorid enthält.

3·) Hydraulische Zementzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet, daß die Zusammensetzung weiter Halbhydrat von weniger als 5 £ %n Form von SO, enthält·

4.) Verfahren eum Steuern der Abbindezeit des hydraulischen Zementes, dadurch gekennzeichnet, daß einem Klinker zusammen mit Wasser eine geeignete Menge wenigstens eines Materials zugesetzt wird, das aus der Gruppe gewählt wird, die besteht aus den Sulfaten des Kaliums, Natriums, Magnesiums, Aluminiums und Aemoniums (mit Ausnahme von CaSO₄-1/2HgO und CaSO^HpO); den Hitaten des Kaliues, Natriums, Magnesiums, Aluminiums, Ammoniums und Kaleiums; und den Chloriden des Kaliums, Natriums, Magnesiums, Aluminiums, Ammoniums und Kaleiums; dass sämtliche

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Komponenten gemischt werden; und daß dieser Klinker 5-60 and 11 CaO* 7Al₂O,'CaX₂ (^wo X ^ein Halogenaton darstellt) mehr als 5 Gew,-£ 3CaQ-SiO₂ in Peststofflösung, 2CaO»8iO₂ in feststofflösung und weniger als 15 Gew«-ji an 4CaO*Al₂O- tind Anhydrit enthält, welches in einer Menge derart enthalten ist, daß das A1₂O,/SO₃ Verhältnis des Al₂O, in Klinker und des SO, im Anhydrit 0,7 -1,8 beträgt, wobei diese geeignete Menge 0,1 - 5 Gew.-J* in form von SO, als Sulfat, 0,1- 7 Gew.-jl in Fora als NO- ale Nitrat und 0,1-7 Gew.-Ji in Vorm von Cl als Chlorid ausmaoht*

5» Verfahren zum Einstellen der Abbindezeit der hydrauliahen . Zement zusammensetzung naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» i daß die Zusammensetzung Ha&hydrat von weniger als 5 Gew.-5i in Form von SO, enthält.

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