DE2222490A1 - Casting compsn - contg calcium sulphate hemihydrate and portland cement, with minimum water requirement - Google Patents

Casting compsn - contg calcium sulphate hemihydrate and portland cement, with minimum water requirement

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Abstract

A casting compsn. of high density, extended pot life and high cure rate, comprises 60-95 pts. CaSO46H2O, 5-40% Portland cement with no secondary constituent, a cure retarder and sufficient plasticiser to give adequate consistency when the powder is mixed with water in the ratio water/powder is not 0.45. Only a small amt. is required for casting. The pdt. has high tensile strength, reduced porosity and water-sensitivity.

Description

Schnellhärtende Gußmischung auf Gipsbasis mit hoher Dichte und verlängerter Gießbarkeitsdauer.Fast-hardening gypsum-based casting mix with high density and extended Pourability time.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sußmlschung auf Gipsbasis von hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitbarkeitsdauer und der Fähigkeit, schnell zu erhärten.The invention relates to a gypsum-based sweetener of high density with extended workability and the ability to quickly to harden.

Die Mischung gemäß der Erfindung ist für die Vorfabrikation schwerer Bauelemente mit erhöter mechanischer Beanspruchbarkeit bzw. zu deren Herstellung auf der Baustelle bestimmt.The mixture according to the invention is heavier for prefabrication Components with increased mechanical strength or for their manufacture determined on the construction site.

Es ist bekannt, daß die Vorfabrikation von schweren Bauteilen für den Bau von Gebäuden bzw. deren Herstellung auf der Baustelle unter Verwendung von Formen oder Schalungen es erforderlich macht, Materialien zu verwenden, die sich durch eine verhältnismäßig lange Dauer der Verarbeitbarkeit auszeichnen und ein schnelles Erhärten der gegossenen oder geformten Elemente gestatten. Die Verwendung herkömmlicher Materialien, wie Gips oder Zement, ermöglicht die Erfüllung dieser widersprüchlichen Anforderungen nur sehr unvollkommen.It is known that the prefabrication of heavy components for the construction of buildings or their production on the construction site using Molds or formwork makes it necessary to use materials that can characterized by a relatively long processing time and a allow the cast or molded elements to set rapidly. The usage Conventional materials, such as plaster of paris or cement, allow this to be met contradicting requirements are very imperfect.

So gestattet die Verwendung von Gips allein hohe Leistungen beim Formen, jedoch erreichen die Widerstände der Bauteile gegen mechanische Beanspruchungen erst nach vollem Austrocknen hohe Werte. Andererseits bieten Zementmörtel binnen kurzer Zeit hohe mechanische Festigkeiten, jedoch der Zeitbedarf bis zum Ausformen gestattet keinen genügend schnellen Takt der Wiederverwendung der Formen oder Schalungen'.The use of plaster of paris alone allows high molding performance, however, the resistances of the components to mechanical stresses reach high values only after fully drying out. On the other hand, cement mortars offer inside high mechanical strengths in a short time, but the time required to form does not allow a sufficiently rapid cycle of reuse of the molds or formwork.

Es wurde nun festgestellt, daß die beiden angestrebten Vorteile miteinander vereinbart werden können, indem ein Gemisch von Gips und Zement in vorherberechneten Anteilen verwendet wird, das in geeigneter Weise abbindeverzögert und derart behandelt ist, daß gleichzeitig ein Anrühren mit wenig Wasser und die Entwicklung geeigneter rheologischer Eigenschaften erreicht wird.It has now been found that the two advantages sought are mutually exclusive can be agreed by putting a mixture of plaster of paris and cement in pre-calculated Shares is used that is retarded in a suitable manner and treated in this way is that at the same time mixing with a little water and development is more suitable rheological properties is achieved.

Der Gedanke, Calciumsulfat und Zement zu mischen, ist an sich bekannt, jedoch ist auch bekannt, daß die erzielbaren Gemische sehr schnell abbinden, sobald sie in Wasser angerührt werden. Diese Eigenschaft ist bereits dazu genutzt worden, Spezialgipse für den Guß und für die Vorfabrikation von leichten Bauteilen o,dgl. zu schaffen, jedoch ist man nicht in der Lage, schwere Teile großer Abmessungen bequem herzustellen. Diese Gemische können nach bekannten Verfahrensweisen unter Verwendung von Produkten abbindeverzögert werden, die herkömmlicherweise zur Beeinflussung des Abbindens der Gipse verwendet werden. Diese Gemische gestatten es jedoch nur, Massen oder Pasten von geringer Dichte herzustellen, die mit einer bedeutenden Wassermenge angerührt sind, und dies ergibt nach dem Hydratisieren und Trocknen nur verhältnismäßig poröse und wenig widerstandsfähige Massen.The idea of mixing calcium sulphate and cement is known per se, however, it is also known that the mixtures obtainable set very quickly once they are mixed in water. This property has already been used to Special plaster for casting and for the prefabrication of light components o, the like. to create, however, one is unable to produce heavy parts of large dimensions convenient to manufacture. These mixtures can under known procedures Use of products that are traditionally used to influence the setting the setting of the plaster can be used. However, these mixtures only allow To prepare masses or pastes of low density that contain a significant amount of water are mixed, and this is only proportionate after hydration and drying porous and less resistant masses.

Die gemäß der Erfindung geschaffene Mischung weist als eine ihrer Haupteigenschaften die Eigenheit auf, daß sie mit wenig Wasser angerührt werden kann und trotzdem eine geringe Dickflllssigkeit erhält, die es gestattet, die Masse durch Gießen oder durch Pumpen einzubringen bzw. zu verarbeiten. Da im übrigen das Produkt nur mit wenig Wasser angerührt zu werden braucht, ist die für die Trocknung der Teile erforderliche Zeit nur kurz, und die erzielten mechanischen Festigkeitswerte sind hoch. Die besonders wichtige Zufestigkeit ist erheblich höher als die von reinem Gips; diese Eigenheit ermöglicht die Verwendung der Mischung gemäß der Erfindung für spezielle Anwendungsfälle. Zugitich sind die Porosität und die Wa8serempfindlichkeit dr.Teile endgultigen erheblich vermindert. Es wurde restgesteilt, daX die/mechanischen Widerstandswerte des Produktes von den Eigenschaften der verwendeten Hauptbestandteile, nämlich Zement und Gips, sowie von den Anteilen dieser Bestandteile in der Mischung abhängen.The mixture created according to the invention has as one of its Main properties have the peculiarity that they are mixed with a little water and still has a low viscosity, which allows the mass to be introduced or processed by pouring or pumping. Since, by the way, that The product only needs to be mixed with a little water for drying of the parts required only a short time, and the achieved mechanical strength values are high. The most important one Strength is considerably higher than that of pure plaster of paris; this peculiarity enables the mixture to be used according to the invention for special applications. In addition, the porosity and the water sensitivity of the parts is finally considerably reduced. It was split up daX the / mechanical resistance values of the product depend on the properties of the used Main ingredients, namely cement and plaster, and the proportions of these ingredients depend in the mix.

Die besten Resultate werden erzielt, wenn ein Portlandzement ohne mekundäre Bestandteil und ein Gips, bestehend aus so reinem Oalciumsulfathemihydrat wie möglich, gemischt werden. Die optimalen Mengenverhältnisse dieser beiden Hauptbestandteile hängenvon der Zusammensetzung des Zementes ab. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß diese Mengenverhältnisse zwischen 5 und 40 Vo für den Zement und 60 bis 95 % für das Calciumsulfathemihydrat betragen können Vorzugsweise enthalten die Gemische 15 bis 25 % Portlandzement ohne sekundären Bestandteil und 75 bis 80 % Calciumsulfathemihydrat.The best results are achieved when a Portland cement without secondary component and a plaster of paris, consisting of such pure calcium sulfate hemihydrate be mixed as possible. The optimal proportions of these two main ingredients depend on the composition of the cement. According to the invention it is provided that these proportions are between 5 and 40 Vo for the cement and 60 to 95% for the calcium sulfate hemihydrate preferably contain the mixtures 15 to 25% Portland cement with no secondary component and 75 to 80% calcium sulfate hemihydrate.

Es ist bekannt, daß unter diesen Bedingungen das Produkt zu sehr rascher Hydratation neigt, und diese Eigenschaft wird bereits dazu genutzt, eine große Erhärtungsgeschwindigkeit zu erzielen. Da jedoch die Abbindezeit solcher Gemische sehr kurz ist, ist es erforderlich, diese unter Verwendung von Abbindeverzögerern zu verlängern, die es gestatten, die Hydratationszeit des Bindemittels hinauszuschieben, ohne darüberhinaus in nennenswerter Weise die Geschwindigkeit dieser Hydratation zu verändern. Um dies zu erreichen, können organische Abbindeverzögerer, wie Keratin, abgebaute Aminoverbindungen, Proteine, Aminosäuren, aliphatische Säuren, Dicarbonsäuren bzw. Komplexbildner verwendet werden.It is known that under these conditions the product is too rapid Hydration tends, and this property is already used to achieve a great rate of hardening to achieve. However, since the setting time of such mixtures is very short, it is necessary to to extend these using setting retarders that allow the Postpone the hydration time of the binder without going beyond that in any significant amount Way to change the rate of this hydration. To achieve this, organic setting retarders such as keratin, degraded amino compounds, Proteins, Amino acids, aliphatic acids, dicarboxylic acids or complexing agents can be used.

Im übrigen erfordert die ins Auge gefaßte Anwendung der gemäß der Erfindung vorgesehenen Mischung: den Zusatz eines Wasserhaltemittels zu der Mischung, das dazu bestimmt ist, eine Wasserabgabe durch das angerührt Pulver zu verhindern und die Homogenität der Padk zu gewährleisten. Die Anwesenheit dieses Zusatzes ist ebenfalls erforderlich, um maximale endgültige Festigkeitswerte zu erhalten.In addition, the envisaged application requires the according to Mixture provided for in the invention: the addition of a water-retaining agent to the mixture, which is intended to prevent water being released by the mixed powder and to ensure the homogeneity of the padk. The presence of this addition is also required to obtain maximum final strength values.

Andererseits kann normalerweise ein Gemisch aus Gips und Zement in den gemäß der Erfindung vorgesehenen Anteilen keine für den Guß günstige Konsistenz aufweisen, es sei denn, daß es mit einer erheblichen Wassermange angerührt wird, wobei das Verhältnis von Wasser zu Pulver mindestens 0,8 beträgt. Da nun eine der Hauptaufgaben der Erfindung darin besteht, die Schaffung gießfähiger Pasten von hoher Dichte zu ermöglichen, die fähig sind, zu Massen abzubinden, die sich durch gute mechanische Eigenschaften auszeichnen, ist es erforderlich, ein Verhältnis von Wasser zu Pulver zwischen 0,40 und 0,45 zueermöglichen. Diese Forderung wird erfüllt, indem der Mischung ein Plastifizierungsmittel zugegeben wird, das die Paste so weit verflüssigt, daß sie die für das Gießen erforderliche Konsistenz aufweist, ohne daß es erforderlich ist, den Wassergehalt des angerührten Produktes übermäßig zu erhöhen.On the other hand, a mixture of plaster of paris and cement can normally be used in the proportions provided according to the invention do not have a favorable consistency for casting unless it is touched with a considerable amount of water, the ratio of water to powder being at least 0.8. Since now one of the The main objects of the invention is to create pourable pastes from high density that are able to bond into masses that can be cut through excellent mechanical properties, it is necessary to have a ratio from water to powder between 0.40 and 0.45. This requirement will fulfilled by adding a plasticizer to the mixture, which makes the paste liquefied to such an extent that it has the consistency required for pouring, without the need to increase the water content of the mixed product excessively to increase.

Es wurde festgestellt, daß gewisse Zusatzprodukte gleichzeitig als Wasserhaltemittel und als Plastifizierungsmittel dienen können. Die zu diesem Zweck im weitesten Umfang verwendeten Produkte sind Cellulosederivate und insbesondere Methylcellulosen, Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropylcellulosen, deren Viskosität in 2 -iger Lösung zwischen 4000 und 6000 cP liegt. Beispielsweise weist eine in dieser Weise bereitete Paste, bestehend aus ca. 75 % Calciumsulfathemihydrat ca. 25 % Portlandzement ohne sekundären Bestandteil 0,03 bis 0,1 % organischem Abbindeverzögerer und 0,1 bis 0,2 % Cellulosederivat, die folgenden Eigenschaften bei Anrühren im Verhältnis Wasser zu Pulver = 0,40 auf: Gießbarkeitsdauer: 1 bis 4 Stunde, je nach der ver wendeten Dosis des Verzögerers, Druckfestigkeit der feuchten Teile beim Ausformen: 100 bar, Druckfestigkeit der trockenen Teile nach 24 Stunden: 200 bar, maximale Festigkeit der trockenen, vollständig hydratisierten Produkte: 250 barO Natürlich ist die Erfindung nicht auf die alleinige Verwendung der oben angegebenen Zusammensetzung beschränkt, sondern dieser Zusammensetzung können mannigfaltige Zusätze hinzugefügt werden, um besondere Wirkungen zu erzielen.It was found that certain additive products at the same time as Water retention agents and can serve as plasticizers. The for this purpose The most widely used products are cellulose derivatives and in particular Methyl celluloses, Hydroxyethyl or hydroxypropyl celluloses, their viscosity in 2-solution between 4000 and 6000 cP. For example, a paste prepared in this way has, Consists of approx. 75% calcium sulfate hemihydrate approx. 25% Portland cement without secondary Component 0.03 to 0.1% organic setting retarder and 0.1 to 0.2% cellulose derivative, the following properties when mixed in a ratio of water to powder = 0.40: Pouring time: 1 to 4 hours, depending on the dose of retarder used, Compressive strength of the moist parts during molding: 100 bar, compressive strength of the dry parts after 24 hours: 200 bar, maximum strength of dry, complete hydrated products: 250 barO Of course, the invention is not limited to the sole Use of the above composition is limited, but this composition Various additives can be added to achieve special effects.

Insbesondere können in die oben definierte Zusammensetzung totgebrannte Gipse, Feingranulate, wasserabweisende Zu sätze, Harze und Färbemittel eingeführt werden.In particular, dead burned ones can be used in the composition defined above Plaster, fine granules, water-repellent additives, resins and dyes introduced will.

Ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken können ferner gewisse Abwandlungen der Grundzusammensetzung vorgenommen werden9 zum Beispiel: 1) das Calciumsulfathemihydrat kann durch ein Gemisch von 60 bis 75 Gew.-% Calciumsulfathemihydrat und 15 bis 40 % natürlichem oder synthetischem Anhydrid ersetzt werden.Certain modifications can also be made without deviating from the inventive concept the basic composition9 for example: 1) the calcium sulfate hemihydrate can by a mixture of 60 to 75 wt .-% calcium sulfate hemihydrate and 15 to 40 % natural or synthetic anhydride can be replaced.

2) Ein Teil des nalciumsulfats und des Zements kann durch einen mineralischen Zuschlagstoff (Sand, feine Kieselerde, gemahlenen Kalkstein) oder durch ein Puzzolanmaterial ersetzt werden, was ein Gemisch folgender Art ergibt: 60 % Hemihydrat 30 % Feinsand oder eines anderen Zuschlagstoffes 10 % Zement ohne Sekundärbestandteil.2) Part of the calcium sulphate and the cement can be replaced by a mineral Aggregate (sand, fine silica, ground limestone) or a pozzolan material be replaced, which results in a mixture of the following type: 60% hemihydrate 30% fine sand or another aggregate 10% cement without secondary components.

3) Der Zusammensetzung gemäß 2), die die Basis eines Mikro-Mörtels bildet, können Farbzusätze in Anteilen unter 1 Gew.-% des Gemisches, Harze insbesondere Vinylpolymere oder -mischpolymerisate in Anteilen im Bereich von 1 bis 5 % und wasserabweisende Zusätze. deren Masse hauptsächlich aus Erdalkalisalzen von Fettsäuren besteht, in Anteilen unter 1 Gew.-% des Gesamtgewichtes des Gemisches hin2ugefügt werden0 - Patentansprüche -3) The composition according to 2), which is the base of a micro-mortar color additives in proportions below 1% by weight of the mixture, resins in particular Vinyl polymers or copolymers in proportions in the range from 1 to 5% and water-repellent Additions. whose mass consists mainly of alkaline earth salts of fatty acids, in Fractions less than 1% by weight of the total weight of the mixture are added 0 - Claims -

Claims (5)

Patentansprüche 0 Gußmischung hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitbarkeitsdauer und schnellem Aushärtungsvermögen, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält: Calciumsulfathemihydrat als Hauptbestandteil, Portlandzement ohne Sekundärbestandteil, einen Abbindeverzögerer und ein Plastifizierungsmittel, das derart gewähl und in solchen Mengen zugesetzt ist, daß die Mischung (Masse) nach Anrühren im Verhältnis von Wasser zu Pulver von hZchstens 0,45 eine für den Guß geeignete Plastizität aufweist. Claims 0 casting mixture of high density with extended processing time and rapid hardening properties, characterized in that it contains: calcium sulphate hemihydrate as the main component, Portland cement without a secondary component, a setting retarder and a plasticizer so selected and added in such amounts is that the mixture (mass) after mixing in the ratio of water to powder of at most 0.45 has a plasticity suitable for casting. 2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen enthält: 60 bis 95 Teile des Calciumsulfathemihydrates und 5 bis 40 Portlandzement ohne sekundären Bestandteil. 2. Mixture according to claim 1, characterized in that it is substantially Contains: 60 to 95 parts of calcium sulfate hemihydrate and 5 to 40 parts of portland cement without a secondary component. 3. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,01 bis 0,1 % eines organischen Abbindeverzögerers und bis zu 0,2 % Celluloseester oder sonstiges Platifizierungsmittel enthält. 3. Composition according to claim 2, characterized in that it additionally 0.01 to 0.1% of an organic setting retarder and up to 0.2% cellulose ester or other platifying agent. 4. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfathemihydrat durch ein Gemisch von 60 bis 75 % Calciumsulfathemihydrat und 15 bis 40 % natürlichem oder synthetischen Anhydrit ersetzt ist. 4. Mixture according to claim 2, characterized in that the calcium sulfate hemihydrate with a mixture of 60 to 75% calcium sulfate hemihydrate and 15 to 40% natural or synthetic anhydrite is replaced. 5. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für besondere Zwecke Zusätze hinzugefüt sind. 5. Mixture according to one of claims 1 to 4, characterized in that that additives are added for special purposes.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3742913A1 (en) * 1987-12-17 1989-06-29 Polychemie Gmbh USE OF PLASTER MATERIALS AS ADHESIVE OR GROUNDING DIMENSIONS
DE3937432A1 (en) * 1989-11-10 1991-05-16 Knauf Westdeutsche Gips BINDERS AND ITS USE
DE102006034969A1 (en) * 2006-07-28 2008-02-21 Heide, Michael, Dipl.-Ing. (FH) Manufacturing method for multi-colored high-strength concrete products with sharp-contoured color transitions, involves connecting multi-colored concrete mechanically during hardening in grout casting mold

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