DE2255501B2

DE2255501B2 - Sich ausdehnendes Zementadditiv und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2255501B2
Application number: DE2255501A
Authority: DE
Inventors: Toshio Kawasaki Kawano (Japan)
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1971-11-13
Filing date: 1972-11-13
Publication date: 1978-04-20
Also published as: AU463939B2; IT974780B; GB1403587A; FR2160206A5; GB1403586A; CA988950A; US3785844A; AU4866972A; DE2255501C3; CH583148A5; DE2255501A1

Description

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4 CaO ■ Ai₂O₃ · Fe₂O₃ und 3 CaO · Al₂O₃

besteht.

2. Expansives Zementadditiv aus einem gepulverten Klinker, der ein Gemisch aus Kalkstein, Ton, silicium- und eisenhaltiger Substanz sowie Gips enthält, wobei der gepulverte Klinker eine Feinheit derart aufweist, daß 1 bis 40 Gewichtsprozent des Klinkers eine Korngröße von mehr als 0,088 mm jo aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf das Klinkergewicht, dieser Klinker 30 bis 80 Gewichtsprozent Calciumoxydkristalle mit einer Kristallabmessung zwischen 15 bis 60 μπι sowie Alit-Kristalle mit einer Kristallabmessung zwischen j5 i 00 bis 200 μΐη enthält, die in 10 bis 30 Gewichtsprozent glasiger interstitieller Substanz dispergiert sind, welche im wesentlichen aus den drei Phasen

4 CaO ■ Al₂O₃ · Fe₂O₃,3 CaO · Al₂O₃ und CaSO₄

besteht.

3. Verfahren zum Herstellen eines Zementadditivs, wobei ein Gemisch aus den gepulverten 4-5 Rohmaterialien Kalkstein, Tonerde, silicium- und eisenhaltiger Substanz hergestellt wird, das Gemisch bei einer Temperatur zwischen 1300 und 1600⁰C zum Erhalt des Klinkers gebrannt wird und der Klinker derartig gepulvert wird, daß 1 bis 40 Gewichtsprozent des Klinkers eine Korngröße von mehr als 0,088 mm aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch der gepulverten Rohmaterialien ein Kieselerdemodul — das ist das Mischungsverhältnis von SiO₂ zu (Al₂O₃ -I- Fe₂O₃) — zwischen 1,0 bis 4,0 und ein Eisenmodul — das ist das Mischungsverhältnis von AI₂O₃ zu Fe₂O₃ — zwischen 0,5 bis 4,0 eingestellt wird, daß dem Gemisch eine ausreichende Menge an Calciumoxyd für eine Reaktion mit Siliciumoxyd, Aluminiumoxyd und e>o Eisenoxyd im Gemisch einverleibt wird und daß das Calctumoxyd veranlaßt wird als freies Kristall dispergiert in der glasigen interstitiellen im Klinker ausgebildeten Substanz zu verbleiben und 30 bis 80 Gewichtsprozent des Klinkers einzunehmen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen des außer den Rohmaterialien 10 bis 20 Gewichtsprozent Gips als CaSO₄, Die Erfindung betrifft ein sich ausdehnendes Zementadditiv aus einem gepulverten Klinker, der aus einem Gemisch aus Kalk, Ton sowie silicium- und eisenhaltigen Materialien besteht und wobei die Feinheit des gepulverten Klinkers derart ist, daß 1 bis 40 Gewichtsprozent des Klinkers eine Korngröße von mehr als 0,088 mm aufweisen.

Bisher wurden die üblichen expansiven Zementadditive ausschließlich als Kompensiermittel für das Schrumpfen beim Trocknen von Mörtel und Beton eingesetzt. Unter dem Namen »Expansive Cement« war im Handel ein pulverisiertes ternäres Gemisch erhältlich, welches beispielsweise aus 65 bis 70 Gewichtsprozent Portlsndzementklinker, 10 bis 20 Gewichtsprozent Hochofenschlacke und 10 bis 25 Gewichtsprozent Calciumsulfoaluminatklinker als expansives Additiv bestand.

Wie beispielsweise in der britischen Patentschrift 11 59 246 dargelegt, wurde kürzlich ein pulverisierter Calciumsulfoaluminatklinker vorgeschlagen, der aus speziellen Anteilen von Komponenten bestand und eine besondere Partikelgrößenverteilung aufwies. Dieser pulverisierte Klinker wird bekanntlich nicht nur als Kompensationsagens für das Trocknungsschrumpfen des Zementes verwendet, sondern ist auch, wenn er in größeren Mengen eingebaut ist, als chemisches Vorspannungsadditiv erhältlich. Seine gesteigerte Anwendung führt jedoch zu wirtschaftlichen Nachteilen; der dieses Material enthaltende Zement zeigt, wenn er ausgehärtet ist, leicht einen Abfall der mechanischen Festigkeit und bietet so große Schwierigkeiten bei der Erzielung einer Vorspannung durch chemische Additive.

Eine hydraulische Bindemittelkomposition der eingangs genannten Art andererseits entwickelt nach der Vermischung keine ausreichende Ausdehnungskraft beim Aushärten in trockener Luft, da sich wenig Ettringit, das ist Calciumsulfoaluminathydrat, bildet. Um die Bildung von Ettringit zu steigern, wurde gemäß der DT-OS 16 71 201 also Schlacke und Kalk dem Gemisch aus Portlandzement, Tonerdezement und Calciumsulfat zugesetzt. Dieser sich ausdehnende Zement hat jedoch eine kleinere mechanische Festigkeit als für den Fall, daß nur normaler Portlandzement verwendet wird; es ist eine lange Zeitdauer erforderlich, um eine maximale Expansion zu erreichen. Dieser sich ausdehnende Zement kann also in wirksamer Weise nicht zu einer chemischen Vorspannung in einem Mörtel oder Beton führen.

Demgegenüber soll nun erfindungsgemäß eine Bindemittelkomposition der eingangs genannten Art so weitergebildet werden, daß im ausgehärteten Zement selbst bei geringem Anteil an Bindemittelkomposition herausragende chemische Vorspannungseigenschaften bei gleichzeitigem geringen Verlust an mechanischer Festigkeit erreicht wird.

Erreicht wird dies überraschend erfindungsgemäß dadurch, daß der Klinker, bezogen auf sein Gewicht, 30 bis 80 Gewichtsprozent Calciumoxydkristalle mit einer Kristallabmessung zwischen 15 und 60 μπι sowie

Alit-Kristalle mit einer Kristallabmessung zwischen 50 und 100 μηι aufweist, die in 2 bis 27 Gewichtsprozent glasiger interstitieller Substanz, bezogen auf das Gewicht des Klinkers, dispergiert sine!, wobei die Substanz im wesentlichen aus den beiden Phasen

4 CaO · Al₂O₃ ■ Fe₂O₃ und 3 CaO · Al₂O₃

besteht

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich ein maximaler Expansionskoeffizient im ausgehärteten Mörtel oder Beton erreichen, wenn die Härtung mit Wasser drei bis sieben Tage lang vorgenommen wurde.

Die Erfindung soll nun weiter, insbesondere mit Bezug auf die Zeichnungen, näher erläutert werden. In diesen zeigt

F i g. 1 drei Kurven, die das Verhältnis zwischen der Zeitdauer der Wasserhärtung und dem linearen Expansionskoeffizienten dreier Mörtelarten angeben,

IU F i g. 2 sechs Kurven, die das Verhältnis zwischen der Zeitdauer der Wasserhärtung und dem linearen Expansionskoeffizienten von weiteren sechs Mörtelarten angeben,

Fig.3 zwei Kurven, die das Verhältnis zwischen der Zeitdauer der Wasserhärtung und dem linearen Expansionskoeffizienten zweier Mörtelarten zeigt, welche die aus den Klinkern hergestellten Klinkerpulver enthalten, welche nach unterschiedlichen im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen gebrannt wurden.

I. Versuche mit CaO-Kristallen unterschiedlicher

Abmessungen, die in einer glasigen
interstitiellen Substanz dispergiert sind

Es w!>-de ein Gemisch aus Kalkstein, Ton, Kieselgestein der in Tafel 1 gegebenen Zusammensetzung in den Gewichtsteilen von 96,6%, 2,2%, 0,9 bzw. 0,3% hergestellt.

Tafel 1

Chemische Zusammensetzung der Rohmaterialien (Gewichtsprozent)

Rohmaterial	SiO₂	AI2O3	Fe₂O₃	CaO	MgO	Brennverlust	Ge samt
Kalkstein Ton Kieselgestein Kupferschlacke	1.8 60,6 88,6 37,4	0,7 19,7 4,7 5,0	0,3 7,3 1.8 43,9	53,6 1,1 0,9 10,3	0,9 2,0 1,0 2,0	42,2 7,3 2,2 -4,9	99,5 98,0 99,2 98,6

Das Gemisch wurde so weit pulverisiert, daß ein Rückstand auf einem Sieb von 88 Mikronmaschen 1,5 y> Gewichtsprozent dieses Gemisches ausmachte. Die gepulverten Proben wurden 30 Minuten lang in einem Elektroofen bei drei verschiedenen in Tafel 2 angegebenen Temperaturen gebrannt, wobei man drei Arten von Klinker, A, B und C, erhielt.

45

50

55

Die Klinker wurden so weit pulverisiert, daß 25 Gewichtsprozent dieser Klinker Korngrößen über 0,088 mm aufwiesen, wobei man drei Arten von expansiven Zementadditiven erhielt. Bei mikroskop!- scher Betrachtung waren die in den Additiven enthaltenen CaO-Kristalle fast nicht zerstört.

Es wurden drei Arten von Mörtel hergestellt, indem man 95 Gewichtsprozent normalen Portlandzementes mit 5 Gewichtsteilen der jeweilig erhaltenen Additive, 200 Gewichtsteilen von Toyoura-Normsand und 60 Gewichtsteilen Wasser vermischte. Diese Mörtelproben wurden in kubische Gestalt von 4 cm χ 4 cm χ 16 cm

Tafel 2	Brenn	Abmessungsbereich	Anteil an CaO-
	temperatur	der CaO-Kristalle,	Kristallen,
Erhaltene Klinker		die in einer glasigen	bezogen auf
Klinker		interstitiellen	den Klinker
probe		Substanz dis
		pergiert sind
	(⁰C)	(μ)	(Gew.-%)
	1200	10 bis 15	71,3
	1380	15 bis 45	70,8
	1530	25 bis 60	70,1
A
B
C

geformt. Die geformten Prüfkörper wurden einen Tag lang in einem Härtungskasten gehärtet, der bei einer Temperatur von 20°C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% gehalten wurde. Hernach wurden die Prüfkörper in Wasser von 20"C getaucht, um die linearen Expansionskoeffizienien der entformten Prüfkörper entsprechend der Perioden des Wasserhärtens zu messen, wobei die Ergebnisse in Fig. 1 angegeben sind.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, zeigte der geformte, den gepulverten Klinker A enthaltende Mörtel einen maximalen linearen Expansionskoeffizienten von 23 · ΙΟ-⁴, wenn die Wasserhärtung nur einen Tag fortgeführt wurde; dieser Koeffizient blieb später konstant. Im allgemeinen macht das Wasserhärten von nur einem Tag den Mörtel nicht vollkommen hart. Somit lieferte die zu diesem Zeitpunkt: erreichte Expansion nicht eine chemische Vorspannungseigenschaft für den gehärteten Mörtelprüfkörper. Bei einer vier bzw. fünf Tage dauernden Härtung (Abbinden) mit Wasser dagegen zeitigten die die gepulverten Klinker B und C enthaltenden Mörtelprüfkörper maximale lineare Expansionskoeffizienten von 47,5 · ΙΟ-⁴ bzw. 59,5 · ΙΟ-⁴, wobei diese Werte später unverändert gehalten wurden. Im Falle der Klinker B und C wurde darum die Wasserhärtung 3 bis 7 Tage lang fortgesetzt, und die Mörtelprüfkörper erreichten eine chemische Vorspanneigenschaft. Wo jedoch ein geformter Mörtel einen maximalen Expansionskoeffizienten durch eine Wasserhärtung von mehr als sieben Tagen zeitigte, wurde der Mörtel manchmal zerstört.

Es kann erwartet werden, daß dann, wenn ein Klinker erhalten wird, dessen CaO-Kristalle eine Größe von mehr als 60 μΐη erreichen könnten, dieser Klinker eine Expansiveigenschaft haben würde, die geeigneter für

das chemische Vorspannen als im Falle des Klinkers C wäre. Tatsächlich jedoch stellten sich beachtliche Schwierigkeiten bei der Entwicklung dieser CaO-Kristalle in eine Größe von mehr als 60 μΐη ein, selbst wenn die Brenntemperatur erhöht wurde. Um daher dem Mörtel eine chemische Vorspanneigenschaft zu erteilen, sollten in der glasigen interstitiellen Substanz enthaltene CaO-Kristalle im Abmessungsbereich zwischen 15 und 60 μιη liegen.

II. Versuche mit unterschiedlichen Anteilen an

CaO-Kristallen in einer glasigen
interstitiellen Substanz (dispergiert)

Gemischt wurden Kalkslein, Ton, Kiesel und Kupferschlacke mit den in Tafel 1 gezeigten Zusammensetzungen in verschiedenen in Tafel 3 unten angegebenen Anteilen.

Tafel 3	Missverhältnis	der Rohmaterialien (Gew.-°/o)	Kiesel	Kupferschlacke	Brennzeit	Q:
	Kalkstein	Ton				Anteil der in der glasigen *1 π tow c* 4 111 a11 q ψ^ ^ta t ihr 4 ο ητ**
Erhaltene Klinker						inicrSUllcllcn OUuSIaIlZ dispergierten
Klinkerprobe					(Min.)	CaO-Kristalle
			3,4	1,1		(Gew.-%, bezogen auf
	86,8	8,7	3,1	1,0	30	den Klinker)
	88,0	7,9	1,9	0,7	30	25,0
	92,4	5,0	0,9	0,3	30	30,0
D	96,6	2,2	0,4	0,1	60	50,3
E	98,6	0,9	0,1	0,1	60	70,3
F	99,4	0,4			60	80,1
G					85,7
H
1

Diese Gemische wurden so weit pulverisiert, daß ein Rest auf einem 88-Mikronmaschensieb 1,5 Gewichtsprozent dieser Gemische ausmachte. Die gepulverten Gemische wurden in einem Elektroofen bei einer Temperatur von 1530°C während der in Tafel 3 gegebenen Zeitdauern gebrannt, wobei man sechs Klinkerproben D, E, F, G, H und / erhielt. Diese Klinkerproben enthielten, wie Tafel 3 oben zeigt, unterschiedliche Anteile an CaO-Kristallen, deren Abmessungsverteilung in einer glasigen interstitiellen Substanz zwischen 25 und 60 μιη betrug.

Die Klinkerproben D, E, F, G, Hund /wurden so weit pulverisiert, daß 25 Gewichtsprozent der Proben auf einem 88-Mikronmaschensieb zurückblieben, wobei man sechs Arten an expansivem Zementadditiv erhielt. Bei der mikroskopischen Untersuchung waren die in den Proben enthaltenen CaO-Kristalle nur geringfügig zerstört.

Hergestellt wurden sechs Mörtelprüfkörper, indem man 90 Gewichtsteile normalen Portlandzement, 10 Gewichtsteile der jeweiligen Klinkerproben, 200 Gewichtsteile Nonnsand und 60 Gewichtsteile Wasser vermischte. Die erhaltenen Mörtelprüfkörper wurden der gleichen Behandlung wie unter I. beschrieben ausgesetzt. Gemessen wurden die linearen Expansionskoeffizienten der entformten Mörlclprüfkörper entsprechend der jeweiligen Dauer der Wasserhärtung, wobei die Ergebnisse in F i g. 2 dargestellt sind.

Fig. 2 zeigt, daß, je größer der Gehalt an CaO-Kristallen ist, desto höher liegt der lineare Expansionskocffizient des gehärteten oder abgebundenen Mörtels. Der die gepulverte Klinkerprobe / enthaltende Mörtel jedoch dessen CaO-Gehalt bei 85,7% lag, wies einen maximalen linearen Expansionskoeffizienten von etwa 350 · 10-" auf, wenn dieser Mörtel etwa einen Tag lang mit Wasser gehärtet wurde. Der gepulverte Klinker / wäre also nicht in der Lage, irgendeinem Mörtel eine chemische Vorspannungseigenschaft wegen der obengenannten Gründe zu verleihen. Andererseits zeigte der die gepulverte Klinkerprobe D enthaltende Mörtel, dessen CaO-Gehalt 25% betrug, keinen merklichen Expansionskoeffi-

Ji zienten. Dagegen zeigten die Klinkerproben E, F, G und H einen merklichen maximalen Expansionskoeffizienten, wenn eine Härtung mit Wasser vier oder fünf Tage lang vorgenommen wurde, wobei dieser Wert später konstant blieb. Somit sollte der Gehalt an in der glasigen

4(i Substanz des Klinkers dispergierten CaO-Kristallen zwischen 30 bis 80 Gewichtsprozent, basierend auf dem Klinker, liegen.

Die die Klinkerprobe C nach Fig. 1 und die Klinkerprobe G nach F i g. 2 enthaltenden Mörtelprüfkörper (beide enthielten etwa 70 Gewichtsprozent an CaO-Kristallen) zeitigten erheblich variierende Expansionskoeffizienten. Dies ist hauptsächlich auf die Tatsache zurückzuführen, daß diese Klinkerproben C und G in unterschiedlichen Anteilen den Mörtelprüfkörpern zugesetzt wurden.

III. Versuche mit der mechanischen Festigkeit
des gehärteten oder abgebundenen Mörtels

Selbst wenn die Zementadditive eine gute Expansiveigenschaft haben sollten, so verliert doch deren Einbau in Mörtel oder Beton seine Bedeutung, wenn dieser Mörtel oder Beton, wenn er gehärtet ist, hinsichtlich der mechanischen Festigkeit abnehmen sollte. Daher

w) wurden erfindungsgemäß durch verschiedene Experimente die Einflüsse der Additive nach der Erfindung auf diese mechanische Festigkeit festgestellt.

Zunächst wurden eine Anzahl von Klinkerproben aus Gemischen mit verschiedenen Anteilen an Rohmuteria-

h^r> lien bereitet, deren chemische Zusammensetzung in Tafel 1 gezeigt ist, und zwar bei unterschiedlichen Brennbedingungen. Von diesen Klinkerproben wurden die in Tafel 4 unten aufgeführten gewählt.

Tafel 4

Druckfestigkeit abgebundener bzw. gehärteter Versuchskörper

Versuchs- Klinkerpulver
nummer

Gehalt an CaO-Kristallen	Druckfestigkeit der	Vergleich
in der interstitiellen	gehärteten Prüfkörper	der Druck
Substanz		festigkeiten
(Gew.-%, bezogen auf den	(kg/cm2)
Klinker)
—	342	100
86,1	89	26
83,6	186	54
71,2	226	66
51,6	230	59
33,2	201	59
26,0	218	64
85,1	258	75
80,1	362	106
70,3	433	127
50,3	440	129
30,0	421	123
25,0	370	98

normaler Portlandzement allein

2	CaO-Kristalle, dispergiert
3	in einer glasigen
4	interstitiellen Substanz
5	mit einer Abmessungsver
6	teilung zwischen 10 und
7	15 Mikron
8	CaO-Kristalle, dispergiert
9	in einer glasigen
10	interstitiellen Substanz
11	mit einer Abmessungsver
12	teilung zwischen 25 und
13	60 Miicron

Die gewählten Klinkerproben wurden so weit gepulvert, daß etwa 25 Gewichtsprozent dieser Proben eine Korngröße von mehr als 0,088 mm aufwiesen. Es wurden 100 Gewichtsteile der jeweiligen Pulver und 35 Gewichtsteile Wasser zur Herstellung der Prüfkörper gemischt. Diese Prüfkörper wurden jeweils in einen säulenartigen Rahmen von 25 mm Innendurchmesser und 25 mm Höhe gefüllt. Die Proben wurden einen Tag lang unter dreiaxialer Beanspruchung in einer Atmosphäre gehärtet, die bei einer Temperatur von 20°C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% eingestellt war, und wurden weiter drei Stunden lang in einer nassen Atmosphäre bei einer Temperatur von 65°C gehärtet. Zum Vergleich wurden Versuche mit normalem Portlandzement zusätzlich zu gehärteten Prüfkörpern gemacht, die die genannten gepulverten Klinker

Tafel 5

Druckfestigkeit von gehärteten Versuchskörpern unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben enthielten. Bestimmt wurde die Druckfestigkeit der gehärteten Materialien, die Ergebnisse sind in Tafel 4 oben angegeben.

Zweitens wurden Proben bereitet, indem 50 Ge-

jo wichtsteile Wasser, 100 Gewichtsteile eines Gemisches zugesetzt wurden, das aus 7 Gewichtsteilen der gepulverten in Tafel 4 aufgeführten Klinkerproben und Gewichtsteilen normalen Portlandzementes bestand. Versuche wurden an den erhaltenen Prüfkörpern unter

j5 den gleichen oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Die Versuche wurden auch mit normalem Portlandzement allein zusätzlich zu den genannten Gemischen durchgeführt. Es wurde die Druckfestigkeit der gehärteten Materialien bestimmt; die Ergebnisse sind in Tafel 5 unten angegeben.

Versuchnummer

Klinkerpulver

Gehalt an CaO-Kristallen
in der interstitiellen
Substanz

(Gew.-%, basierend auf
dem Klinker)

Druckfestigkeit
der gehärteten
Versuchskörper

Vergleich der Druckfestigkeiten

normaler Portlandzement allein

15	CaO-Kristalle, dispergiert	86.1
16	in einer glasigen	83,6
17	interstitiellen Substanz	71,2
18	mit einer Korngrößenver	51,6
19	teilung zwischen 10 und	33,2
20	15 Mikron	26,0
21	CaO-Kristalle, dispergiert	85,1
22	in einer glasigen	80,1
23	interstitiellen Substanz	70,3
24	mit einer Korngrößenver	50,3
25	teilung zwischen 25 und	30,0
26	60 Mikron	25,0

180

88
146
137
149
149
122

92
212
218
221
200
176

100

49 81 76 83 83 68

51 118 121 123 111

Die Tafeln 4 und 5 lassen klar die folgenden Fakten erkennen:
1. Ein aus einer Paste von Klinkerpulver allein hergestellter gehärteter Artikel, in welchem CaO-Kristalle in der glasigen interstitiellen Substanz dispergiert sind, haben eine Korngrößenverteilung zwischen 10 bis

15 μπι, mit einem Anteil von Wasser zu Klinkerpulver 0,35, einer Druckfestigkeit zwischen etwa 60 bis 80% derjenigen eines gehärteten Artikels, der aus Portlandzement allein, unabhängig vorn Gehalt an CaO-Kristallen im Klinker hergestellt ist. Enthält der Klinker jedoch 30 bis 80 Gewichtsprozent CaO-Kristalle, deren Korngrößenverteilung in der glasigen interstitiellen Substanz zwischen 25 und 60 μπι beträgt, so hat der resultierende gehärtete Gegenstand eine größere Druckfestigkeit als der, der aus Portlandzement allein erhalten wurde. Besonders wenn der Klinker 30 bis 70 Gewichtsprozent CaO-Kristalle enthält, hat der entstehende gehärtete bzw. abgebundene Gegenstand eine Druckfestigkeit von etwa 120 bis 130% mehr als diejenige, die bei normalem Portlandzement allein gefunden wird.

2. Der gehärtete Gegenstand, erhalten aus einer pastenförmigen Mischung aus normalem Portlandzement und 7 Gewichtsprozent Klinkenpulver, in denen CaO-Kristalle in der glasigen interstitiellen Substanz dispergiert sind und eine Korngrößenverteilung zwischen 10 bis 15 μπι aufweisen, bei einem Wasser/Gemischverhältnis von 0,5, hat eine niedrigere Druckfestigkeit als der aus Portlandzement allein hergestellte unabhängig von dem Anteil von CaO-Krislallen im Klinker. Enthält jedoch der Klinker 30 bis 80 Gewichtsprozent an CaO-Kristallen, deren Korngrößenverteilung in der glasigen interstitiellen Substanz zwischen 25 und 60 μπι liegt, dann hat der gehärtete Gegenstand eine Druckfestigkeit, die etwa 110 bis 120% höher als die bei normalem Portlandzement allein erhaltene liegt.

IV. Versuch mit der Feinheit von Klinkerpulvern

Das nach der Erfindung verwendete Klinkerpulver soll bevorzugt eine solche Feinheit haben, daß ein Rückstand von einer Korngröße über 0,088 mm 1 bis 40 Gewichtsprozent dieser Pulver ausmacht. Wurde der Klinker auf eine solche Feinheit gepulvert, daß ein Rückstand von einer Korngröße von mehr als 0,088 mm weniger als 1 Gewichtsprozent dieses Klinkers ausmachte, da zeitigte ein gehärteter aus solch einem Klinkerpulver bestehender Mörtel, der mit anderen angegebenen Materialien vermischt war, einen maximal extrem niedrigen linearen Expansionskoeffizienten, wenn er nur einen Tag mit Wasser gehärtet war. Es zeigte sich auch, daß dann, wenn Klinkerpulver eine solche Feinheit hatte, daß mehr als 40 Gewichtsprozent des Pulvers eine Korngröße größer als 0,088 mm aufwiesen, der resultierende, gehärtete Mörtel nicht einen maximalen linearen Expansionskoeffizienten erreichte, selbst wenn eine Wasserhärtung zwischen 3 bis 7 Tagen vorgenommen wurde. Machte der Rückstand von mehr als 0,088 mm 1 bis 30 Gewichtsprozent des abgesiebten Klinkerpulvers aus, so hatte ein solche Klinkerpulver enthaltender Mörtel immer einen maximalen Expansionskoeffizienten bei einer Wasserhärtung von 3 bis 7 Tagen. Soll jedoch ein Klinker auf eine solche Feinheit pulverisiert werden, daß 1 bis 15 Gewichtsprozent dieses Klinkers auf dem genannten Sieb zurückgehalten werden, so wird eine ungeheure Energie erforderlich, was zu einem großen wirtschaftlichen Nachteil führ». Somit bevorzugt man vor allen Dingen einen Klinker als Additiv, der auf eine solche Feinheit gepulvert ist, das er lfi bis 30 Gewichtsprozent Rückstand auf dem Sieb erreicht.

V. Versuche mit einem Zement
zuzusetzenden Klinkerpulvermengen

Enthält ein Zement weniger als 2 Gewichtsprozent ■> eines Additivs nach der Erfindung, so zeitigt das Gemisch bei der Härtung keine Eigenschaft der vollen chemischen Vorspannung. Überschritt der Zusatz an diesem Additiv 15 Gewichtsprozent, so könnte man vom Gemisch nicht erwarten, daß es eine Steigerung in

H) der mechanischen Festigkeit im Ausmaß eines solchen Zusatzes hatte, obwohl das Gemisch tatsächlich gute chemische Vorspanneigenschaften lieferte. Es ist daher wünschenswert, daß die Klinkerpulver nach der Erfindung einem Zement in einer Menge zugesetzt

ij werden, die zwischen 2 bis 15 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gemisch, rangieren.

Vl. Zusammenfassung und Verschiedenes

Ein Zementadditiv, das also 30 bis 80 Gewichtsprozent an Calciumoxydkristallen, bezogen auf das Klinkergewicht, in welchem CaO-Kristalle in der glasigen interstitiellen Substanz mit einer Korngrößenverteilung zwischen 15 und 60 μπι, vorzugsweise 25 bis 60 μιτι, dispergiert sind, weist also, wenn ein mit diesem

2:3 Additiv vermischter Zement gehärtet wird, ausgezeichnete physikalische Eigenschaften wie Geschwindigkeit und Koeffizient der linearen Expansion sowie mechanische Festigkeit auf. So ermöglicht es also das Zementadditiv nach der Erfindung offensichtlich, einen

jo gehärteten Gegenstand mit einer vorherrschenden chemischen Vorspannungseigenschaft zu erhalten.

Wie in Tafel 4 gezeigt, hat eine gehärtete Masse des Additivs nach der Erfindung, in welchem die in der glasigen interstitiellen Substanz dispergierten CaO-Kri-

J3 stalle eine Korngrößenverteilung zwischen 25 und 60 μιη aufweisen, eine größere Druckfestigkeit als die, die von normalem Portlandzement allein erhalten wird. Somit können auch obengenannte Klinkerpulver allein als expansiver Zement selbst Verwendung finden. In

M) diesem Fall bevorzugt man, eine richtige Menge Gips (CaSÜ4 · 2 H2O) den Klinkerpulvern zuzusetzen, um zu erreichen, daß der SO3-Gehalt 1 bis 3 Gewichtsprozent basierend auf der Gesamtmenge der interstitiellen Substanz und des im Klinker enthaltenen Alit ausmacht, wodurch das Abbinden dieser Klinkerpulver gesteuert wird.

Bisher wurde nur auf normalem Portlandzement Bezug genommen; selbstverständlich können aber die Additive nach der Erfindung auch bei anderen

M hydraulischen zementartigen Materialien Verwendung finden wie frühhochfestem Portlandzement, Hochofenschlackenzement, Silicazement, weißem Portlandzement, Flugaschezement und Tonerdezement.

y_} VII. Verfahren zur Erzeugung der Additive

Das Verfahren zur Erzeugung der Additive nach der

Erfindung ist das folgende. Zunächst werden bemessene Rohmaterialanteile von Kalkstein, Ton und siliciumhaltigen und eisenhaltigen Substanzen derart vermischt,

M) daß das Gemisch einen Silicamodul

SiO;%/(Al₂O₃% + Fe₂O₃%)

aufweist, der zwischen 1,0 und 4,0 liegt, und einen Eisenmodul

" (Al₂O3%/Fe₂O₃%)

aufweist, der zwischen 0,5 und 4,0 liegt, und ausreichende Mengen an CaO zur Reaktion mit SiO₂, AI₂O₃ und

aufweist, um Alitkristalle sowie eine glasige interstitielle Substanz zu bilden und auch zu veranlassen, daß die erforderlichen Mengen an CaO-Kristallen in dieser glasigen interstitiellen Substanz dispergiert werden (Verhältniswerte in Gew.-%). -,

Dann wird das Gemisch lange genug bei einer Temperatur von 1300°C bis 1600⁰C zur Erzeugung eines Klinkers gebrannt, gefolgt von der Umformung sämtlicher im Klinker gebildeter Belit-Kristalle (iCaO · S1O2) in solche von Alit. Das Brennen muß m etwa 30 bis 60 Minuten lang, wie in den Tafeln 2 und 3 gezeigt, fortgesetzt werden. In diesem Falle neigt, da der CaO-Gehalt im Rohmaterialgemisch größer wird, das Ausbrennen des Klinkers dazu, schwieriger zu werden. Wenn in einem solchen Fall das Mischverhältnis der Rohmaterialien eingestellt wird, daß der Silicamodul im Gemisch reduziert wird, nämlich eine größere Gesamtmenge an AI2O3 und Fe2Ü3 erhalten wird und Temperatur und Brennzeit richtig gesteuert werden, dann wird der gewünschte Klinker leicht erzeugt. Der erhaltene Klinker wird, wie vorher beschrieben, auf eine solche Feinheit pulverisiert, daß ein Rückstand auf einem 88-Mikromaschensieb 1 bis 40 Gewichtsprozent des Klinkers ausmacht. Die Pulverisierung auf eine solche Feinheit hindert die in der glasigen interstitiellen Substanz dispergierten CaO-Kristalle daran, zerstört zu werden.

VIII. Modifizierte Additive nach der Erfindung
und Verfahren zu deren Herstellung

Es hat sich herausgestellt, daß, obwohl im obengenannten Herstellungsverfahren das Mischungsverhältnis der Rohmaterialien, die Feinheit eines pulverisierten Gemisches der Rohmaterialien, die Feinheit der Pulver des erhaltenen Klinkers sowie die Zugabemenge an y, Klinkerpulvern an den Mörtel oder Beton doch der maximale lineare Expansionskoeffizient von gehärtetem Mörtel oder Beton dazu neigt, mit den Bedingungen, unter denen der Klinker gebrannt wird, zu variieren, d. h., mit der Geschwindigkeit, mit der ein Gemisch aus Rohmaterialien in einen Ofen gegeben wird, sowie mit Brenntemperatur und Brennzeit. Dies führt zu einem gewissen Grad der Instabilität bei der Erzeugung von Gegenständen aus Mörtel oder Beton mit einer chemischen Vorspannungseigenschaft, die 4-, genau der Auslegung entspricht.

Ebenfalls wurde beschrieben, daß, da Zementadditive der Verwitterung bei langer Speicherdauer ausgesetzt sind, die Verwendung solcher verwitterten Additive nur einen verminderten Effekt erreicht. -,0

Als Ergebnis weiterer Studien wurde gefunden, daß Additive, die durch Einbau von Gips in ein Gemisch der genannten Rohmaterialien verbessert wurden, der Verwitterung nicht ausgesetzt sind und somit zu einer geringen Änderung im maximalen linearen Expansions- vi koeffizienten und der mechanischen Festigkeit des gehärteten diese verbesserten Additive enthaltenden Mörtels oder Betons führen.

Die Zugabe von Gips (einem aus der Gruppe CaSO₄ · 2 H₂O, CaSO₄ · 1/2 H₂O und CaSO₄) zu <,« einem Gemisch der genannten Rohmaterialien fällt definitionsgemäß in den Bereich von 10 bis 20 Gewichtsprozent unter Umformung in CaSO₄, bezogen auf das Gewicht des gesamten CaO im Gemisch. Fällt die Zugabe von Gips unter 10%, so stellt sich die ι,·, obengenannte Wirkung nicht ein. Geht umgekehrt diese Zugabe über 20% hinaus, so schmilzt das gesamte Gemisch und man erhält keinen Klinker, in dem CaO-Kristalle, die eine Größe von mehr als 15 μπι aufweisen, in der glasigen interstitiellen Substanz dispergiert sind.

Eine wichtige Bedingung beim Brennen eines Gips enthaltenden Klinkers besteht darin, daß das Brennen unterbrochen wird, bevor mehr als 20% des zugegebenen CaSO₄ zersetzt und verdampft ist. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Zersetzung von mehr als 20% völlig die Wirkung der Gipszugabe eliminiert.

Der Grund, warum eine Zugabe von Gips zu einem Klinker die obengenannte Wirkung erreicht, ist bisher nicht voll verständlich. Mikroskopische Betrachtungen dünner Stückchen erhaltener Klinker zeigen jedoch, daß CaO-Kristalle, die in der glasigen interstitiellen Substanz eines einen geeigneten Anteil Gips enthaltenden Klinkers dispergiert waren, von im wesentlichen gleichförmiger Größe waren, wogegen in der glasigen interstitiellen Substanz eines Klinkers dispergierte CaO-Kristalle, die keinerlei Gips enthielten, von unregelmäßigen Abmessungen waren; auch stellte man bei Alk-Kristallen fest, daß sie solch eine große Abmessung wie 100 bis 200 μπι aufwiesen, verglichen mit 50 bis ΙΟΟμίτι, wenn ein Gips nicht verwendet wurde. Weiterhin konnte man beobachten, daß einige Teile des Gipses in der glasigen interstitiellen Substanz geschmolzen waren, was dazu führte, daß der Gehalt an dieser Substanz gesteigert wurde von 10 bis 38 Gewichtsprozent, basierend auf dem Klinker; Vergleich: 2 bis 27 Gew.-% im Falle, daß Gips nicht verwendet wurde. Die genannte Wirkung des Gipses soll ihren Ursprung bei diesen Faktoren haben. Die Tatsache, daß ein gehärteter Mörtel plötzlich eine erhöhte Änderung oder Variation im Expansionskoeffizienten und der mechanischen Festigkeit aufwies, wenn der darin enthaltene Gips in einem Ausmaß von etwa 20% zum Zeitpunkt des Brennens zersetzt war, ist vermutlich durch eine vorherrschende Änderung in der Innenstruktur der glasigen interstitiellen Substanz eines Klinkers zu suchen, wobei der obengenannte Zersetzungsgrad von etwa 20% als Wendepunkt zu betrachten ist.

IX. Beispiele

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen. Beschrieben werden expansive Zementadditive und Verfahren zu deren Herstellung.

Beispiel 1

Gemischt wurden Kalkstein, Ton, Kieselstein und Kupferschlacke mit den in Tafel I wiedergegebenen Zusammensetzungen in den Anteilen 96,6,2,2,0,9 und 0,3 Gewichtsprozent. Dieses Mischen wurde unter den folgenden Bedingungen vorgenommen:

Kalksättigungsgrad:

CaO%/(SiO₂% · 2,80
+ Fe₂Oj% · 0,65) = 4,05

AI₂O₃% · 1,20

Hydraulischer Modul:

CaO%/(SiO₂% + AljO₃% + Fe₂O₃%) - 8.95

Kieselerdemodul bzw. Silicamodul:

SiO₂%/(Al3O,% + Fe₂O₃%) - 2,05

Eisenmodul:

Al₂Oj%/Fc₂Oj% = 1,71

Aktivitätsindex·.

SiO₂%/Al₂O₃% = 3,25

(Vorstehend alle Verhältniswerte in Gew.-%.)

Das Gemisch wurde auf solche Feinheit gepulvert, daß 1,5 Gewichts-% dieses Gemisches Korngrößen über 0,088 mm aufwiesen. Etwas Wasser wurde dem pulverisierten Gemisch zugesetzt. Die Masse wurde zu Pellets durch eine tiegelartige Pelletisiervorrichtung verarbeitet. Die Pellets wurden in kleine Gruppen unterteilt, die in zwei bei 143O⁰C bzw. 1530°C gehaltene Elektroöfen gegeben und 30 Minuten lang gebrannt wurden. Bei der mikroskopischen Untersuchung hatten beide Gruppen von Klinkerpellets Alit-Kristalle von etwa 100 μίτι Größe sowie CaO-Kristalle verschiedener Abmessungen, welche unabhängig in der glasigen interstitiellen Substanz dispergiert waren. Eine Gruppe von bei 143O⁰C gebrannten Klinkerpellets enthielten 72,0 Gewichtsprozent CaO-Kristalle, welche eine Korngrößenverteilung zwischen 25 und 40 μΐη in der glasigen interstitiellen Substanz zeitigten. Die andere Gruppe von bei 1530⁰C gebrannten Klinkerpellets enthielten 71,7 Gewichtsprozent an CaO-Kristallen, die eine Verteilung der Korngrößen zwischen 25 und 60 μιη in der glasigen interstitiellen Substanz aufwiesen. Jeder Gehalt an glasiger interstitieller Substanz betrug etwa 6 Gewichtsprozent, bezogen auf den Klinker.

Klinkerpellets jeder Gruppe wurden auf eine solche Feinheit gepulvert, daß 25 Gewichtsprozent der Pellets auf einem 88-Mikronmaschensieb zurückgehalten wurden. Unter vollständiger Durchrührung wurden vermischt: 7 Gewichtsteile der erhaltenen Klinkerpulver, 93 Gewichtsteile normalen Portlandzementes, 200 Gewichtsteüe Standardsand und 60 Gewichtsteile Wasser, um die Mörtelprüfkörper zu erzeugen. Diese Prüflinge wurden in Formen mit jeweiligen Abmessungen von 4 cm χ 4 cm χ 16 cm gefüllt und unter diesen Bedingungen einen Tag lang in einer Härtungsbox gehärtet, die eine Atmosphäre mit einer Temperatur von 2O⁰C und eine relative Feuchte von 90% aufwies. Nach dem Herausnehmen aus den Formen wurden die Mörtelprüfkörper weiter gehärtet, indem sie in Wasser von 20⁰C über unterschiedliche Zeitdauern getaucht wurden. Bestimmt wurden der lineare Expansionskoeffizient der Mörtelprüfkörper, wobei die Ergebnisse durch Kurven a und b in Fig.3 angegeben sind, wobei die Kurve a die Mörtelprüfkörper, die bei einer Temperatur von 1530⁰C gebrannte Klinkerpulver enthalten, und die Kurve b Mörtelprüfkörper angibt, die bei 1430⁰C gebrannte Klinkerpulver enthalten.

Als nächstes wurden 50 Gewichtsteile Wasser zu 100 Gewichtsteilen des Gemisches gegeben, das aus 93 Teilen Zement und 7 Teilen Klinkerpulvern von jeder der beiden obengenannten Gruppen bestand, wodurch zwei Arten von Mörtelmasse bereitet wurden. Jede Masse wurde in eine zylindrische Form von 25 mm Durchmesser und 25 mm Höhe gefüllt. Die Form wurde einer dreiachsigen Beanspruchung ausgesetzt, d. h. außen durch zahlreiche Bolzen und Muttern festgezogen, so daß die Expansion der aufgegebenen Masse verhindert wurde; man ließ die Masse einen Tag unter diesen Bedingungen in einem Zimmer bei 20⁰C stehen. Hernach wurde die noch in dieser Form gehaltene Masse drei Stunden lang in einer feuchten Atmosphäre bei 65⁰C gehärtet und später frei auf Zimmertemperatur abkühlengelassen. Die gehärteten oder abgebundenen Prüfkörper, welche bei 1430⁰C gebrannte Klinker-

pulver enthielten, hatten eine Druckfestigkeit von 215 kg/cm² und die gehärteten, bei 1530⁰C gebrannte Klinkerpulver enthaltenden Prüfkörper hatten eine Druckfestigkeit von 217 kg/cm². Zum Vergleich wurden gehärtete Prüfkörper, die keine Klinkerpulver enthielten, hergestellt; diese Prüfkörper wiesen eine Druckfestigkeit von 183 kg/cm² auf.

Beispiel 2

Gemischt wurden Kalkstein, Ton, Silica-Stein bzw. Kieselstein und Kupferschlacke mit den in Tafel 1 gegebenen chemischen Zusammensetzungen in Anteilen von 90,2, 6,5, 2,5 und 0,8 Gewichtsprozent. Das Gemisch wurde auf eine solche Feinheit gepulvert, daß 2,0 Gewichtsprozent dieses Gemisches Korngrößen über 0,088 mm aufwiesen. Eine durch Zugabe von etwas Wasser zum Gemisch erzeugte Masse oder Paste wurde zu Pellets von 15 bis 20 mm Durchmesser durch eine tiegelartige Pelletisiervorrichtung hergestellt. Die Pellets wurden in einem Drehrohrofen von 8,34 Meter Länge, 0,45 Meter Innendurchmesser einer Neigung von 5/100, der sich von einer Geschwindigkeit von 50 Umdrehungen/Stunde drehte, gebrannt. Bei der mikroskopischen Untersuci ung hatten die dünnen Stücke dieses gebrannten Klinkers keine Belit-Kristalle, aber Alit-Kristalle, die in der glasigen interstitiellen Substanz bei einer Korngrößenverteilung zwischen 50 bis 100 μιτι dispergiert waren: CaO-Kristalle waren in dieser glasigen interstitiellen Substanz mit einer Korngrößenverteilung zwischen 25 und 60 μιτι dispergiert. Der Klinker enthielt 40,2 Gewichtsprozent CaO-Kristalle bezogen auf den Klinker.

Die erhaltenen Pellets wurden auf eine solche Feinheit pulverisiert, daß 25 Gewichtsprozent der Klinkerpulver Korngrößen über 0,088 mm aufwiesen. Hergestellt wurden Betonproben, indem 9 Gewichtsteile der Klinkerpulver und 91 Gewichtsteile normalen Portlandzements unter folgenden Bedingungen gemischt wurden:

Maximale Aggregatgröße 10 mm

Senkung 7 cm

Wasser 198 kg/m³

Gemischte zementartige Materialien 17 kg/m³

Prozentualer Anteil feinen Aggregats 46%.

Der so hergestellte Beton wurde in doppelt bewehrte Schleudergußbetonrohre von 110 cm Innendurchmesser, 8,8 cm Wanddicke und 2,43 m Länge geformt, wobei das Stahlverhältnis bei 0,43 lag. Noch in den Formen ließ man die Betonrohre drei Stunden bei einer Zimmertemperatur von 20⁰C stehen; später wurde drei Stunden lang in einem anderen nassen Raum bei 65⁰C gehärtet. Nachdem man die Formen frei auf Zimmertemperatur abkühlengelassen hatte, wurden die Betonrohre herausgenommen und später sieben Tage lang in Wasser bei 2O⁰C gehärtet. Die gehärteten Betonrohre wurden einem Test ausgesetzt, um die Größe der Belastung zu bestimmen, bei der ein erster Riß sich zeigte; die erforderliche Last lag bei 6,7 Tonnen pro Meter. Zum Vergleich wurde ein Betonrohr, das keine Klinkerpulver enthielt, hergestellt. Die zur Erzeugung eines anfänglichen Risses in diesem Rohr erforderliche Belastung lag bei 3,9 Tonnen pro Meter.

Der in der vorbeschriebenen Weise unter Zusatz der Klinkerpulver hergestellte Beton wurde in eine Form von 10 cm χ 10 cm χ 40 cm Größe gefüllt. Nach dei Herausnahme aus der Form ließ man den Prüfkörpei einen Tag lang bei Zimmertemperatur von 20⁰C Steher

und härtete unter den gleichen Bedingungen wie bei den vorgenannten Rohren. Der Prüfkörper hatte einen linearen Expansionskoeffizienten von 60,1 · 10-⁴. Zum Vergleich wurde ein Prüfkörper ohne Zusatz von Klinkerpulvern hergestellt. Dieser Prüfkörper zeigte einen linearen Expansionskoeffizienten von nur 2,1 · 10-".

Beispiel 3

Gemischt wurden Kalkstein, Ton und wasserfreier Gips mit den in Tafel 6 angegebenen chemischen Zusammensetzungen in den Anteilen von 85,7, 6,9 und 7,4 Gewichtsprozent.

Tafel 6

Chemische Zusammensetzung der Rohmaterialien (Gew.-%)

Rohmaterial

SiO₃

AI2O3

MgO

SO3

Brennverlust

Insgesamt

Kalkstein	1,6	0,2	0,1	55,5	0,5
Tonerde	63,0	13,1	8,8	1,5	2,2
Wasserfreier Gips	3,6	0,7	0,1	41,9	0,2

42,9	100,8
6,4	95,0
4,6	98,3

Der Anteil des CaSO₄ im Gemisch machte 13 2« Gewichtsprozent, basierend auf der gesamten CaO-Menge, aus. Das Gemisch wurde auf eine solche Feinheit pulverisiert, daß der Rückstand auf einem 88-Mikronmaschensieb 2% dieses Gemisches ausmachte. Eine durch Zugabe von gewissen Mengen von Wasser zu dem pulverisierten Gemisch hergestellte Masse oder Paste wurde in Pelletform durch eine tiegelartige Pelletisiervorrichtung gebracht. Die Pellets wurden bei 1500⁰C bei einer Rate bzw. einem Durchsatz von einer Tonne pro Stunde in einem Drehrohrofen von 20 Meter Länge und 1,5 Meter Innendurchmesser gebrannt, der eine Neigung von 2/100 aufwies und sich bei einer Geschwindigkeit von 35 U/h drehte. Bei dieser Brenntemperatur wurden nur kleine Mengen purpurfarbigen Rauches durch Zersetzung des im Gemisch enthaltenen Gipses entwickelt. Der vom Ofen gelieferte Klinker enthielt etwa 50 Gewichtsprozent CaO-Kristal-Ie und etwa 16 Gewichtsprozent glasiger interstitieller Substanz, bezogen auf den Klinker.

Aus dem kontinuierlich aus dem Drehrohrofen abgezogenen Klinker wurden 20 Haufen von etwa 2 kg in einem Intervall von 2 Stunden hergestellt. Jeder Haufen wurde auf eine solche Feinheit pulverisiert, daß 20 Gewichtsprozent dieses Haufens Korngrößen über 0,088 mm aufwiesen. Gemischt wurden 7 Gewichtsteile der erhaltenen Klinkerpulver, 93 Gewichtsteile normalen Portlandzementes, 200 Gewichtsteile Standardsand und 60 Gewichtsteile Wasser zur Herstellung eines breiigen Mörtels. Der Mörtel wurde in Formen von 47,2

4 cm χ 4 cm χ 16 cm gefüllt und einen Tag lang in einer Härtungsbox gehärtet, die eine Atmosphäre mit einer Temperatur von 2O⁰C und einer relativen Feuchte von 90% enthielt. Nach Freigabe aus den Formen wurden die Mörtelprüfkörper weiter in Wasser bei 20° C gehärtet. Bestimmt wurde der maximale lineare Expansionskoeffizient dieser Prüfkörper. Das Mittel hiervon lag bei 126,6 ■ ΙΟ-⁴ und der Variationskoeffizient bei 8,3%.

Hergestellt wurde eine Masse unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben, nur daß Sand nicht zugegeben wurde und das Wasser im Verhältnis von 0,5 der gesamten Mengen an zementartigen Materialien zugesetzt wurde. Die Masse wurde gehärtet, indem sie in eine Form gefüllt wurde, die einer dreiaxialen Beanspruchung entsprechend Beispiel 1 ausgesetzt wurde. Die Druckfestigkeit dieses Prüfkörpers lag bei 184 kg/cm² bei einem Variationskoeffizienten von 2,6%.

Zum Vergleich wurden Klinkerpulver hergestellt, indem Kalkstein und Ton in Anteilen von 92,5 und 7,5 Gewichtsprozent ohne Verwendung von Gips vermischt wurden. Die gleichen Versuche wie oben beschrieben wurden mit den erhaltenen Klinkerpulvern durchgeführt; es zeigte sich ein mittlerer maximaler linearer Expansionskoeffizient von 102,1 · ΙΟ-⁴ des Prüfkörpers, mit einem vorwiegend breiten Variationskoeffizienten von 43,1%, wobei die mittlere Druckfestigkeit bei 170 kg/cm², bei einem Variationskoeffizient von 7,6% lag.

1 -lier/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisches expansives Zementadditiv aus einem gepulverten Klinker, der aus einem Gemisch ^r, aus Kalk, Ton sowie silicium- und eisenhaltigen Materialien besteht und. wobei die Feinheit des gepulverten Klinkers derart ist, daß 1 bis 40 Gewichtsprozent des Klinkers eine Korngröße von mehr als 0,088 mm aufweisen, dadurch ge- ι ο kennzeichnet, daß der Klinker, bezogen auf sein Gewicht, 30 bis 80 Gewichtsprozent Calciumoxydkristalle mit einer Kristallabmessung zwischen 15 und 60 μΐη sowie Alit-Kristalle mit einer Kristallabmessung zwischen 50 und 100 μπι aufweist, die in 2 bis 27 Gewichtsprozent glasiger interstitieller Substanz, bezogen auf das Gewicht des Klinkers, dispergiert sind, wobei die Substanz im wesentlichen aus den beiden Phasen

basierend auf der Gesamtmenge an Calciumoxyd, enthaltenden Gemisches unterbrochen wird, bevor 20 Gewichtsprozent des zugegebenen Gipses zersetzt sind.