DE2718236C2 - Verfahren zum Herstellen von hochkolloidalen Zement-Wasser-Gemischen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von hochkolloidalen Zement-Wasser-GemischenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
- B28C5/003—Methods for mixing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0025—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability obtaining colloidal mortar
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
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- B01F27/15—Stirrers with tubes for guiding the material
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Zement-Wasser-Gemischen, das in einem
mit Mischflügeln ausgerüsteten Mischer in zwei Stufen mit unterschiedlichem Energieeintrag abläuft
und bei dem Wasser und Zement in einem Verhältnis von 0.25 bis 0,6 gemischt werden.
Es ist ein Verfahren dieser Art zum Herstellen eines
glasfaserverstärkten Zementverbundmaterials bekannt (DE-OS 26 30 200), bei dem das Wasser/Zement-Verhältnis
im Bereich von 0.25 bis 0,4 liegt und die Zementaufschlämmung
zunächst aus einer Zement-Wasser-Mischung nach einem Hochscherkraftmischverfahren erzeugt
wird, und dann die geschnittenen Glasfaserlitzen in die Zememaufschlämmung mittels eines Mischverfahrens
mit relativ niedriger Scherkraft eingemischt werden. In der ersten Stufe dieses Verfahrens mit dem
erhöhten Energieeintrag werden die Zementaglomerate in ihre Primärteilchen, also in die Zementkörner, zerkleinert.
Eine für eine Kolloidierung erforderliche Zerkleinerung der Zementkörner wird bei diesem Verfahren
nicht durchgeführt.
Es ist ferner ein Verfahren zur Aufbereitung von bindemittelhaltigen
Baustoffmischungen durch Vermischen der Bestandteile in einem Zwangsmischer bekannt
(DE-OS 16 83 811), bei dem das Bindemittel und Zuschlagstoffe mit einer derart bemessenen Wassermenge
vermischt werden, daß der Mischer nahezu mit der Nennlast arbeitet.
Enthält das Feststoff-Wasser-Gemisch zusätzlich zum Zement Sand und/oder sonstige grobkörnige Zuschlagstoffe,
so werden im Mischer diese Feststoffkörner nicht zu einer ausreichenden Zerkleinerung oder zur Auflösung
gebracht. Dieser dem Gemisch zugesetzte Sand oder ein sonstiger grobkörniger Zuschlagstoff bildet eine
Störschwelle für die Entstehung eines hochkolloidalen Gemisches, bei dem Einfluß auf die elektrischen Ladungsmengen,
auf die Ladungszustände sowie auf die Diffusionskräfte genommen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Zement-Wasser-Gemischen
der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es mit konstruktiv einfachen Mitteln durchgeführt und ein für
die Weiterverarbeitung hochkolloidierter Zementieim erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,
daß in der ersten, etwa zwei Minuten dauernden Stufe bei einer Umfangsgeschwindigkeit von mindestens
300 m/min die Komponenten vorgemischt werden, wobei der Zement im Wasser suspendiert wird und
die Suspension in einer zweiten Stufe, in der die Füllhöhe der Suspension zum Durchmesser des Mischbehälters
ein Verhältnis bildet, das kleiner als 2 ist und mindestens zwei einander diametral gegenüberliegende, zu
der Horizontalen um 5 bis 10° geneigte Mischflügel verwendet werden und in der die Umfangsgeschwindigkeit
der Mischflügel so gewählt wird, daß das Mischgut kreisförmig mindestens acht Minuten derart n.ngewälzt
wird, daß die Zementkörner eine Massenbeschleunigung
von mindestens 2 g (g = 9,81 m/sec2) in der jeweiliger.
Strömungsrichtung erhalten.
Werden die genannten Mischbedingungen in bezug auf die Geschwindigkeit, die Beschleunigung der Zementkörner,
die Expositionszeit sowie den Wasser-Zement-Faktor eingehalten, so können die Druckfestigkeitswerte
um 300%, die Biegezugfestigkeitswerte sogar um 400% gegenüber einem im normalen Mischprozeß
gewonnenen Endprodukt gesteigert werden. In der Praxis können bei weitgehender Kolloidierung unter
Einhaltung der genannten Mengenverhältnisse Druckfestigkeiten von 200 N/mm2 und Biegezugfestigkeiten
von 25 N/mm2 erreicht werden.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Zementleim ist aufgrund seiner mechanischen
und physikalischen Beschaffenheit zur Beschichtung von Bauteilen aus Stahl und Eisen, NE-Metallen und
Kunststoffen in verschiedener Weise geeignet. Infolge seiner hohen Druck- und Biegezugfestigkeit und gegen
null konvergierenden Porösität und Schwindung bcsteht gleichermaßen eine Einsatzmöglichkeit für den
Oberflächenschutz gegen chemische und mechanische Beanspruchung. Der hochkolloidale Zementleim findet
daher Verwendung in der Oberflächenbehandlung von Stahlrohren, Gußrohren, Kunststoffrohren und allgcmeinen
Bauelementen aus den o. g. Werkstoffen. Wegen der hohen Resistenz des Zementleims gegenüber sauren
und alkalischen Agenzien kann mit seiner Hilfe ein hochwirksamer Oberflächenschutz erzielt werden. Die
passive Schutzwirkung deswegen von so hoher Wirkung, weil die aufgetragene Schicht praktisch frei von
Poren, Rissen oder Schwindungshohlräumen ist.
Die bisher übliche Abschirmung von Oberflächen, z. B. von Guß- und Stahlrohren in der Trinkwasserversorgung,
ist in ihrer Wirkung unvergleichlich schlechter, da bei konventionell hergestellten Auskleidungen Risse
und Poren aufgrund der Schwindungsvorgänge und Verdampfungsprozesse des Porenwassers unvermeidlich
sind. Es ist zu berücksichtigen, daß der sogenannte aktive Korrosionsschutz des Zements nur im begrenzten
Umfang gegeben ist.
Auch die Haftfähigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten hochkolloidalen Zementleims
bzw. Zementsteins ist wegen seiner Homogenität erheblich höher als bei konventionell hcrgestclltem
Zementleim oder Zementstein.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen von Zement-Wasser-Gemischen, das in einem mit Mischflügeln ausgerüsteten Mischer in zwei Stufen mit unterschiedlichem Energieeintrag abläuft und bei dem Wasser und Zement in einem Verhältnis von 0,25 bis 0,6 gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten, etwa zwei Minuten dauernden Stufe bei einer Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 300 m/min die Komponenten vorgemischt werden, wobei der Zement >m Wasser suspendiert wirü und die Suspension in einer zweiten Stufe, in der die Füllhöhe der Suspension zum Durchmesser des Mischbehälters ein Verhältnis bildet, das kleiner als 2 ist und mindestens zwei einander diametral gegenüberliegende, zu der Horizontalen um 5 bis 10° geneigte MischHügel verwendet werden und in der die Umfangsgeschwindigkeit der Mischflügel so gewählt wird, daß das Mischgut mindestens 8 Min. derart umgewälzt wird, daß die Zementkörner eine Massenbeschleunigung von mindestens 2 g (g = 9,81 m/sec2) in der jeweiligen Strömungsrichtung erhalten.
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