DE2628718A1

DE2628718A1 - Aus kunststoff und zement bestehender mischbeton zur herstellung von fertigbauteilen

Info

Publication number: DE2628718A1
Application number: DE19762628718
Authority: DE
Inventors: Christian Germain Luois Dussel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1977-01-13
Also published as: AR209372A1; BR7603992A; ES449599A1; AU1523276A; OA05361A; IN142993B; FR2315487B1; FR2315487A1; GB1497022A

Description

Christian DUSSEL, 11, Rue de l'Yser 31000 Toulouse, France

Aus Kunststoff und Zement bestellender Mischbeton zur Herstellung von Fertigbauteilen

Die Erfindung betrifft einen aus Kunststoff und Zement, insbesondere Tonerdezement, bestehenden Mischbeton zur Herstellung von Fertigbauteilen in einer Gußform.

lieben den althergebrachten Betonarten aus Steinschlag, Sand, hydraulischem Zement und Wasser ist Puzzolan-Beton bekannt, der aus dem vorgenannten Beton durch Ersetzen des Steinschlags durch Puzzolangranulat, eine verhältnismässig leichte vulkanische Asche, abgeleitet ist.

Es sind Betons aus Kunststoff bekannt, bei denen der Steinschlag und die mineralischen Zusätze mit einem Bindemittel vermischt sind, das ein Kunststoff ist. Insbesondere hat man ein mit Wasser emulgierfähiges Polyester-Kunstharz als Bindemittel in einem Beton verwendet. Mit diesen Kunststoffen wurden jedoch keine guten Erfahrungen gemacht, da die mineralischen Zusatzstoffe die Emulsion zerstören, so dass ein heterogenes Produkt entsteht. Aus diesem Grund können, ohne bestimmte

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Mischverhältnisse zu überschreiten, nur bestimmte Zusätze verwendet werden, wodurch der Beton verhältnismässig teuer un für die Verwendung bei der Erstellung von Bauten praktisch unbrauchbar ist. Er ist nur für bestimmte Anwendungszwecke, beispielsweise zurDekoration oder zum Ausfüllen von Öffnungen verwendbar.

Wenn andererseits der Beton zur Herstellung von mehr oder weniger komplizierten Fertigbauteilen in Formen verwendet wird, besitzt der Puzzolan-Beton mit hydraulischem Zement den Nachteil, dass er vier bis fünf Stunden zum Abbinden braucht, so dass die verhältnismässig teuren Formen während dieser langen Zeit belegt sind. Der Kunststoff-Beton hat in dieser Beziehung einen erheblichen Vorteil mit Polymerisationszeiten, die sehr viel kleiner sein können. Jedoch ist sein Preis wesentlich höher und, wie oben erwähnt, ist es nicht möglict), ihn mit beliebigen Zuschlagstoffen in beliebigen Mischverhältnissen zu mischen, weswegen es wiederum nicht möglich ist, ihm die erwünschten Eigenschaften mit Bezug auf Druckfestigkeit und Feuersicherheit zu verleihen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Beton zu schaffen, der für die Herstellung von Fertigbauteilen geeignet ist, die üblichen Formen nur eine kurze Zeit belegt, dessen Formgenauigkeit grosser ist und der dennoch Eigenschaften aufweist, die mit denjenigen der herkömmlichen Materialien vergleichbar sind, ohne einen wesentlich höheren Preis zu haben. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Mischbeton erfindungsgemäss einen Zuschlagstoff aus Puzzolangranulat oder dgl. , ein Bindemittel aus mit Wasser emulgiertem Polyester-Kunstharz mit einem Katalysator und einem Beschleuniger und aus einem hydraulischen Bindemittel aus gebranntem Zement enthält, dessen Wasserbedarf zum Abbinden und Aushärten wenigstens zum Teil durch das Wasser der Emulsion

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gedeckt ist.

Gemäss weiterer Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des Mischbetons der oben genannten Art durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

a) In einer Mischmaschine wird eine Menge von Puzzolangranulat geeigneter Korngrösse, die durch Eintauchen in Wasser mit anschliessender Entwässerung befeuchtet worden ist_; mit einer Menge von gebranntem Zement, die ungefähr 25% des Volumens des Puzzolans beträgt, zu einem ersten Gemisch vermischt.

b) In Wasser emulgierfähiges Polyesterkunstharz, hierbei wenigstens 70 g Polyesterkunstharz pro kg Puzzolan, wird mit einer Wassermenge vermischt, deren Gewicht 50% des Gewichtes des Polyesterkunstharzes beträgt, und der entstehenden Emulsion wird anschliessend ein Katalysator sowie ein Beschleuniger hinzugefügt, wonach das Ganze 1 bis 2 Minuten zu einem zweiten Gemisch vermischt wird.

c) Das erste Gemisch wird mit dem zweiten Gemisch

1 bis 2 Minuten vermischt, wonach der Mischbeton auf einem Gitterrost entwässert wird und ggf. anschliessend in eine Form gegossen wird, aus der er nach etwa 15 Minunten entnommen wird.

Zur Herstellung des erfindungsgemässen Betons geht man von einer gewissen Menge Puzzolan-Granulat aus, dessen Korngrössen entsprechend den gewünschten Eigenschaften ausgewählt sind. Es ist beispielsweise bekannt, dass zur Herstellung eines sehr porösen Materials die verwendeten Korngrössen nur in einem engen Bereich streuen dürfen. Wird jedoch andererseits ein Material mit grösserer Dichte und grösserer Druckfestigkeit gewünscht, werden vorteilhafterweise grobkörnige und feinkörnige

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Stoffe gemischt, die möglichst wenig Stoffe mit mittlerer Korngrösse enthalten. Um ein Baumaterial zu schaffen, das sowohl eine sehr grosse Festigkeit als auch einen guten Wärmedämmwert aufweist, werden vorteilhaft 50% Granulat mit 2-3 mm Korngrösse und 50% Granulat mit 3,5 - 4,5 mm Korngrösse verwendet.

Das Puzzolan-Granulat wird durch Eintauchen in Wasser eingefeuchtet und anschliessend abgetropft. Dieser Zuschlagstoff wird hiernach in eine Betonmischmaschine bekannter Bauart eingebracht und es wird gebrannter Zement in einer Menge von 25 Volumenprozent des Puzzolans hinzugefügt. Man durchmischt das Ganze eineinhalb Minuten, das dann praktisch trocken ist.

Das emulgierfähige Polyester-Kunstharz ist eine zähe Flüssigkeit, die in einem Mischverhältnis von 7 Gewichtsprozenten verwendet wird, d.h. 70 g Kunstharz kommen auf 1 kg Puzzolan. Zu diesem Kunstharz fügt man die zur Herstellung einer Emulsion benötigte Wassermenge hinzu, d.h. ungefähr 50 Gewichtsprozent des Kunstharzes. Anschliessend wird die Emulsion des Wassers im Kunstharz mit Hilfe eines bekannten Emulgierrührwerkes hergestellt. Der so erhaltenen Emulsion werden 2% eines Katalysators und nach dessen Einrühren 1% Beschleuniger hinzugefügt, wonach nochmals durchgerührt wird. Auf diese Weise wird eine cremeähnliche Masse geringer Viskosität erhalten, die dem pulverförmigen Gemisch, das vorher aus feuchtem Puzzolan und gebranntem Zement hergestellt wurde, hinzugefügt wird. Die Gesamtmenge wird anschliessend nochmals in einer Betonmischmaschine 1,5 Minuten lang durchmischt, bis ein homogenes Gemisch erhalten wird.

Das derart vorbereitete Gemisch wird anschliessend auf einem Gitterrost entwässert, um überschüssiges Wasser

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zu entfernen. Das erhaltene Tropfwasser ist vollkommen klar und enthält keine festen Bestandteile, da das Kunstharz während des Mischvorganges das durch den gebrannten Zement imprägnierte Puzzolan-Granulat eingeschlossen hat.

Der entwässerte Mörtel wird anschliessend in Formen eingebracht, und zwar durch Giessen, Spritzen oder Transferieren. Die Palette der hergestellten Bauteile erstreckt sich vom einfachen Baustein bis zum Fertigbauteil mit wesentlich grösseren Abmessungen. Vorteilhaft wird eine Metallform auf einem vibrationsfreien Tisch verwendet, um die Vorzüge der grossen Formgenauigkeit, die durch dieses Material ermöglicht wird, voll auszunutzen.

Nach einer verhältnismässig kurzen Zeit von etwa 15 Minunten hat wegen der Polymerisation des Polyester-Kunstharzes bei Zimmertemperatur das Gussteil eine genügende Festigkeit erreicht, um aus der Form entnommen werden zu können. Man kann daher bei einer vorgegebenen Zahl von Formen wegen des nur ungefähr 15 bis 20 Minuten dauernden Arbeitszyklus schnell eine grosse Zahl identir.cher Teile herstellen. Die aus der Form herausgenommenen Teile können leicht gehandhabt und gelagert v/erden. In den folgenden Stunden setzt sich das Aushärten des Materials wegen des Abbindens des gebrannten Zementes fort, der das in der Polyesteremulsion zurückgebliebene Wasser und das das Puzzolan-Granulat imprägnierende Wasser verwendet.

Nach einigen Stunden haben die.geformten Teile im wesentlichen ihre endgültige Härte erreicht und können ohne längere Lagerhaltung sogleich zum Bau verwendet werden. Andererseits können diese Bauteile gelagert

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werden, falls sich dies als nötig erweisen sollte, ohne dass sich ihre Eigenschaften durch TemperaturSchwankungen bei der Lagerhaltung verändern, da der Aushärtevorgang sehr schnell abgeschlossen ist. Mit 1 kg Puzzolan werden ungefähr 1,5 kg Beton hergestellt, der nach seinem Aushärten eine Dichte von ungefähr 1,5 bis 1,6 gegenüber einer Dichte von 2,6 bis 2,7 für gewöhnlichen Beton aufweist. Es handelt sich daher um ein verhältnismässig leichtes Material mit einer niedrigen Wärmedurchgangszahl (k = 0,2), das gleichzeitig die Herstellung von Mauern mit guter Schallisolation ermöglicht und eine Dämfpung in der Grössenordnung von 30 bis 43 db ergibt.

Dank des geringen Anteils an Kunstharz ist das erhaltene Produkt verhältnismässig wirtschaftlich und weist gleichzeitig eine ausgezeichnete Feuerfestigkeit auf. Ausserdem besitzt es auch allgemeine Eigenschaften, die denen der herkömmlichen Baumaterialien ähnlich sind. Jedoch weist es diesen gegenüber mit Gusszeiten, die 16 bis 2O mal kürzer sind als diejenigen für herkömmlichen Beton, den Vorzug der schnellen Herstellbarkeit auf, wodurch die Investitionen für Gussformen in gleichem Maße reduziert werden. Weiterhin sind die so erhaltenen Fertibauteile wesentlich massgenauer als üblich, was für sehr grosse Fertigbauteile wesentlich ist und v/odurch die geringe Preiserhöhung, die sich aus der Verwendung dieses Materials ergibt, bei weitem ausgeglichen wird. Weiterhin besitzen die so hergestellten Bauteile den Vorteil des herkömmlichen Erscheinungsbildes und können durch alle im Baugewerbe üblichen Verfahren behandelt, bearbeitet, zusammengesetzt oder überstrichen werden.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das erfindungsgemässe Material dank der Zweiphasenaushärtung alle Vorzüge sowohl des herkömmlichen Betons als auch

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des Kunststoffbetons vereinigt, ohne deren Nachteile aufzuweisen. Das Abbinden des gebrannten Zements setzt sich nach der Polymerisation des emulgierten Kunstharzes fort, indem das in der Emulsion zurückgebliebene Wasser sowie das die Zuschlagstoffe imprägnierende Wasser zur Wirkung kommt.

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Claims

Patentansprüche

1. Aus Kunststoff und Zement,insbesondere Tonerdezement, bestehender Mischbeton zur Herstellung von Fertigbauteilen in einer Gußform, dadurch gekennzeichnet, dass dieser einen Zuschlagstoff aus Puzzolan-Granulat oder dgl., ein Bindemittel aus mit Wasser emulgiertem Polyester-Kunstharz mit einem Katalysator und einem Beschleuniger und aus einem hydraulischen Bindemittel aur gebranntem Zement enthält, dessen Wasserbedarf zum Abbinden und Aushärten wenigstens zum Teil durch das Wasser der Emulsion gedeckt ist.

2. Mischbeton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 50% des Puzzolan-Granulats eine Korngrösse von 2 -3 mm und 50% des Granulats eine Korngrösse von 3,5 - 4,5 mm aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung von Mischbeton nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte.

a) In einer Mischmaschine wird eine Menge von Puzzolan-Granulat geeigneter Korngrösse, die durch Eintauchen in Wasser mit anschlxessender Entwässerung befeuchtet worden ISt₇ mit einer Menge von gebranntem Zement, die ungefähr 25% des Volumens des Puzzolans beträgt, zu einem ersten Gemisch vermischt.

b) In Wasser emulgierfähiges Polyester-Kunstharz, hierbei wenigstens 70 g Polyester-Kunstharz pro kg Puzzolan_/wird mit einer Wassermenge vermischt

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deren Gewicht 50% des Gewichtes des Polyester-Kunstharzes beträgt, und der entstehenden Emulsion wird anschliessend ein Katalysator sowie ein Beschleuniger hinzugefügt, wonach das Ganze 1 bis 2 Minuten zu einem zweiten Gemisch vermischt wird.

c) Das erste Gemisch wird mit dem zweiten Gemisch vermischt, wonach der Mischbeton auf einem Gitterrost entwässert wird und ggf. anschliessend in eine Form gegossen wird, aus der er nach etwa 15 Minuten entnommen wird.

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