DE2756016A1 - Leichtbaustoff und verfahren zu seiner anwendung - Google Patents

Leichtbaustoff und verfahren zu seiner anwendung

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DE2756016A1
DE2756016A1 DE19772756016 DE2756016A DE2756016A1 DE 2756016 A1 DE2756016 A1 DE 2756016A1 DE 19772756016 DE19772756016 DE 19772756016 DE 2756016 A DE2756016 A DE 2756016A DE 2756016 A1 DE2756016 A1 DE 2756016A1
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Boulonnais Chaux & Dolomies
LIANTS HYDRAULIQUES RECH IND
Centre dEtudes et de Recherches de lIndustrie des Liants Hydrauliques
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Boulonnais Chaux & Dolomies
LIANTS HYDRAULIQUES RECH IND
Centre dEtudes et de Recherches de lIndustrie des Liants Hydrauliques
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Description

PATENTANWÄLTE
Menges & Prahl
Erharctstrasse 12. D-8000 München 5
Patentanwälte Menges & Prahl. Erhardtstr. 12, D-8000 München 5
Dipl.-Ing Rolf Menges Dipl.-Chem Dc Horst Prahl
Telefon (089) 26 3847 Telex 529581 BIPATd Telegramm BIPAT München
Ihr Zeichen/Your ref.
Unser Zeichen/Our ref. C 122
Datum/Date
15. Dez, 1977
Societe des Chaux et Dolomies du Boulonnais 26, rue des Cordelie^res, 75013 PARIS/Frankreich
Centre d1Etudes et de Recherches de I1Industrie des Liants Hydrauliques
23, rue de Cronstadt, 75015 PARIS/Frankreich
Jacques Surbeck
3, rue du Leman, 1201 GENF/Schweiz
Leichtbaustoff und Verfahren zu seiner Anwendung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Material, das einen Portland-Zement, Kalk, Sand, ein Kolloid und einen Luftporen-Zusatzstoff (LP-Stoff) enthält, wie z.B. einen kolloidalen Leichtbeton, sowie auf ein Verfahren zu seiner Anwendung.
Ein Betonmaterial dieser Art, das Zement, Sand, ein Kolloid, einen Luftporen-Zusatzstoff und Wasser enthält, ist gut bekannt. Aufgrund der hohen Viskosität, die durch die Wirkung
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des Kolloids im wasser erhalten wird, ruft das Mittel, das Luft mitreißt odor aufnimmt, beim Mischen des Betons die Bildung eines Netzwerks sehr zahlreicher, kleiner und geschlossener Luftblasen in dem plastischen Brei hervor. Dieses Betonmaterial hat die Eigenschaften eines Leichtbetons, worin die Blasen an der Stelle der üblichen leichten Granulatteilchen stehen. ·
Der Stand der Technik, soweit bekannt, betrifft nach der GB-PS 1 105 623 einen Zementmörtel folgender Gewichtszusammensetzung:
Perlit oder Vermiculit 18,9 %
Füllstoff 28,34 %
gelöschter Kalk 7,14 %
Zement 4 5,62 %
Celluloseäther 0,0075%
grenzflächenaktives Luftporen-Zusatzmittel 0,032 %
In der NL-Patentanmeldung 67 15 986 ist ein Mörtel beschrieben, der beispielsweise folgende Bestandteile enthält:
Sand einer Korngröße unter 1 mm 53,9 %
gebrannter Kalk 8,4 %
gelöschter Kalk 5,4 %
Portland-Zement 13,5 %
Traß 13,5 %
Kethylcellulose und Asbestpulver 0,5 %
Polyvinylacetat 4,7 %
In der DT-OS 2 046 046 ist ein Gipskalkmörtel auf der Grundlage von Sand und Kalk beschrieben, der folgendes enthält:
750 g Sand
130 g hydraulischen Kalk
40 g Dolomitkalk
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80 g vermahlenen Klinker
1,3 g Methylcellulose
1,5 g eines thixotropen Mittels
1,5 g eines porositätserhöhenden Mittels 0/5 g eines Dispersionsmittels
5 Volumenprozent eines Leichtzuschlagstoffs.
In diesen Druckschriften ist die Menge an vorhandenem Kalk in den Mischungen verhältnismäßig begrenzt.
Der kolloidale Leichtbeton zeigt trotz all seiner Vorteile jedoch den Nachteil, teuer zu sein, insbesondere, wenn er an Orten weit entfernt von jeder Zementfabrikationsanlage hergestellt und verwendet werden muß. Tatsächlich enthält ein solcher Beton wenigstens 500 kg Zement/m3 und muß zuweilen über große Entfernungen und unter schwierigen Umständen transportiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nächteile zu überwinden. In diesem Zusammenhang enthält der kolloidale Leichtbeton gemäß der Erfindung, der wenigstens einen Portland-Zement, ein Kolloid und einen Luftporen-Zusatzstoff aufweist, auch Kalk.
Bekanntlich ist Kalk ein Produkt, das leicht herzustellen ist und keine schwere Ausrüstung erfordert. Zudem liegt dieses Rohmaterial sehr reichlich vor. Daher werden beim Ersatz eines Teils des bislang zur Herstellung von kolloidalem Leichtbeton verwendeten Zements durch Kalk, der nahe dem Ort der Herstellung des Betons hergestellt werden kann, die Kosten dieses neuen Betons beträchtlich gesenkt.
Das erfindungsgemäße Material zeichnet sich dadurch aus, daß es durch kräftiges Mischen zum Aufnehmen oder Mitreißen grosser Luftmengen zur Erzielung einer gesteuerten und vorbestimmten Dichte erhalten wurde.
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275BÜ16
Natürlich kann dieses Material auch andere Zusätze, wie leichtgewichtige Granulate, geblähte Tone, Sand und/oder Fasern enthalten.
Der erfindungsgemäße kolloidale Leichtbeton kann z.B. zwischen 1 und 3 Teile Kalk pro Teil Portland-Zement enthalten.
Tatsächlich wurde festgestellt, daß dieser kolloidale Leichtbeton seine ausgezeichneten physikalischen und mechanischen Eigenschaften selbst dann behielt, wenn ein hoher Anteil des Zements durch Kalk ersetzt wurde.
Der zur Herstellung dieses Betons verwendete Kalk kann reiner gelöschter Kalk oder ein hydraulischer Kalk irgend einer Zusammensetzung sein.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Anwendung des zuvor beschriebenen Leichtbaustoffs.
Bei diesem Verfahren wird die Carbonatbildung des gelöschten Kalks dadurch beschleunigt, daß das aus diesem Beton erhaltene Produkt mit einer an Kohlendioxid (CO2)-Gas reichen Atmosphäre in Berührung gebracht wird.
In der DT-PS 68 638 ist ein Verfahren ^um Beschleunigen des Abbindens von Stoffen auf Zementbasis mit Kalkgehalt beschrieben, wonach diese Stoffe der Einwirkung von Kohlendioxidgas zur €arbonatbildung des Kalks unterworfen werden. Bekannt ist es, daß die Anwesenheit von Kalk in Beton das Abbinden des letzteren hemmt oder verhindert, bis die Carbonatbildung des Kalks erfolgt ist. Es wurde gezeigt, daß dies insbesondere für den Fall kolloidalen Leichtbetons gilt und daß die Carbonatbildung in Luft langsam voranschreitet. Andererseits erfolgt diese Carbonatbildung in einer an Kohlendioxid reichen Atmosphäre viel rascher.
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Bei einer Ausführungsform zur Durchführung des Verfahrens
erfolgt dieser Kontakt so, daß die Produkte in einem Kohlendioxidgas gehalten werden. Aufgrund der Porosität des Materials ist dieser Kontakt besonders innig und erlaubt eine vollständige Carbonatbildung, im Gegensatz dazu, was im
allgemeinen mit den gewöhnlichen, viel kompakteren Betons
erreicht wird, bei denen die Carbonatbildung nur sehr langsam von der Oberfläche des Materials her fortschreitet.
Das Kohlendioxidgas kann beispialsweise von den Kalkbrennöfen erhalten werden, in denen der für die Herstellung des erfindungsgemäßen Betons verwendete gelöschte Kalk erzeugt wird, oder das Kohlendioxidgas kann aus irgend einer anderen geeigneten Quelle erhalten werden.
Im allgemeinen hat der Beton nach einem Aufenthalt von einigen wenigen Tagen in Kohlendioxidgas die nachfolgend angegebenen Endeigenschaften nahezu erlangt.
Bei einer weiteren Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung erfolgt der Kontakt durch Mischen des Betons in
einer einen bestimmten Prozentsatz an Kohlendioxidgas enthaltenden Atmosphäre, wobei das Gas so aufgenommen wird
und in der Betonmasse Blasen bildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß es nicht nötig ist, verschlossene Behälter vorzusehen, um die fertigen Produkte für eine gewisse Zeit darin aufzubewahren. Die Herstellung wird so vereinfacht, insbesondere im Falle von Gebäuden.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben, deren Testergebnisse in der Tabelle 1 wiedergegeben sind.
Diese Tabelle gibt für verschiedene untersuchte Proben die Dichte sowie die Zug-Biegefestigkeit (ZBF) sowie die Druckfestigkeit (DF), angegeben in kg/cm2, wieder.
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Zur Herstellung des neuen Betons wurde ein Gemisch aus gleichen Gewichtsteilen feinem Sand von O bis 0,7 mm und hydraulischem Binder, enthaltend teilweise CPA-4OO-Zement und teilweise Kalk, verwendet.
Das Wasser zum Mischen enthielt als Luft mitreissendes Mittel 0,7 Gew.-% des hydraulischen Binders an Natriumalkyläthoxysulfat (im Handel unter der Bezeichnung SIKA AER).
Der Zement wurde zuvor mit 0,3 % eines Kolloids homogenisiert. Das verwendete Kolloid war Hydroxypropylmethyl-Cellulose (im Handel unter der Bezeichnung METHOCEL K 15).
Gemischt wird in einem herkömmlichen Betonmischer, der an die Herstellung dieses Materials besonders angepaßt wurde.
Es wurden Proben hergestellt, indem einerseits als hydraulischer Binder reiner CPA-400-Zement verwendet wurde, und andererseits jeweils 50, 60, 70 bzw. 80 % Kalk eingemischt wurden. In jedem dieser fünf Fälle ist das Gewichtsverhältnis des zuzumischenden Wassers zum hydraulischen Binder in der Tabelle angegeben.
Die in Zeile 1 der Tabelle angegebenen Ergebnisse entsprechen Proben, die zwei Tage in Luft bei 20 0C mit einer relativen Feuchtigkeit von 100 % gehalten worden waren.
Die Zeilen 2 und 3 der Tabelle entsprechen Proben, die 7 Tage bzw. 28 Tage in Luft bei 20 0C mit einer relativen Feuchtigkeit von 50 % gehalten wurden.
Die Zeilen 4 und 5 der Tabelle betreffen Proben, die 2 Tage in Luft bei 20 0C mit einer relativen Feuchtigkeit von 100 % und danach 9 Tage bzw. 26 Tage in Kohlendioxidatmosphäre bei 20 0C gehalten worden sind.
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Die Eigenschaften der verschiedenen erhaltenen Betons werden erkennbar in Abwesenheit eines beschleunigte Carbonatbildung erlaubenden Verfahrens im Lauf der Zeit nur langsam verbessert, wobei die Eigenschaften der Proben, die
einen wesentlichen Prozentsatz an Kalk enthalten, auf jeden Fall ziemlich mäßig bezüglich der Eigenschaften des mit reinem Zement während einer festgelegten Zeitspanne erhaltenen Betons sind.
Andererseits werden beim Beschleunigen der Carbonatbildung die Eigenschaften rasch gut und sind nahezu ebenso gut wie die des mit reinem Zement erhaltenen Betons.
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Tabelle 1 Einfluß des Prozentsatzes an gelöschtem Kalk
OO
CD
co cn
CD
-j
SJ
reiner ,12 CPA-400-Zement DF 50 % CPA 400 + ,59 14 DF 40 % CPA 400 ,53 ZBF + 30 % CPZ^ 400 ,45 0 + 20 % CPA 400 + ■ ,53 ,792 DF
,06 34 50 % Kalk ,40 27 44 60 % Kalk ,29 7 70 % Kalk ,14 7 80 % Kalk ,12 ZBF 0
,06 0,42 64 W/B = 0,50 ,40 23 92 W/B = 0,592 ,29 16 W/B = 0,705 ,16 9 W/B = C ,20 0 7
W/B = ,14 ZBF 71 Dichte ZBF ,57 62 104 Dichte ,45 16 DF Dichte ZBF ,32 32 DF Dichte ,30 6 9
1 Dichte ,14 13 104 1 ,58 70 129 1 ,45 40 1 15 1 ,32 30 4 1 ,34 5 96
2 1 19 110 1 245 1 43 1 41 1 12 1 30 100
3 1 20 1 1 49 1 19 1 31
4 1 32 1 1 37 1 94 1
5 1 33 1 1 48 1 96 1
1
O!
G' O
-σ
rn O H m σ
G>

Claims (12)

  1. Patentansprüche
    A Leichtbaustoff, der Portland-Zement, Kalk, Sand, ein Kolloid und einen Luftporen-Zusatzstoff (LP-Stoff) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er durch kräftiges Mischen unter Aufnahme hoher Luftanteile zur Erzielung einer gesteuerten und vorbestimmten Dichte hergestellt wurde.
  2. 2. Leichtbaustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Beton darstellt und daß das Gemisch, dem Wasser zugesetzt wurde, für eine vorbestimmte Zeit kräftig gerührt wurde.
  3. 3. Leichtbaustoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit Wasser versetzten Gemisch ein aus einer an-
    809826/0712
    ORIGINAL IN6PHCTED
    deren Quelle erhaltenes Material zugesetzt wurde.
  4. 4. Leichtbaustoff nach eineir, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet:, daß der Kalk gelöschter Kalk ist.
  5. 5. Leichtbaustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dar Kalk hydraulischer Kalk ist.
  6. G. Verfahren zur Anwendung des Leichtbaustoffs c.einäß einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Carbonatbildung des Kalks durch Inberuhrungbringen der erhaltenen Produkte mit einer Atmosphäre mit hohem Gehalt an Kohlendioxidgas durchgeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt dadurch erhalten wird, daß die Produkte für eine vorbestimmte Zeit in Kohlendioxidgas gehalten werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt dadurch erhalten wird, daß der Beton in einer Kohlendioxidgas-Atmosphäre unter Aufnahme des Gases und Ausbildung von Blasen in der Betonmasse gemischt wird.
  9. 9. Verführen nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zur Herstellung von Betonblöcken geformt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material zur Herstellung von Formteilen extrudiert wird.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material auf ein selbsttragendes Gitter gesprüht wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonatbildung durch Einarbeiten des Kohlendioxidgases in die Materialmasse erfolgt.
    809826/07 1 2
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