DE2813559A1

DE2813559A1 - Bindemittel auf basis von zementklinker

Info

Publication number: DE2813559A1
Application number: DE19782813559
Authority: DE
Inventors: Zdenka Bazantova; Karel Dipl Ing Kolar; Jaroslav Dipl Ing Novotny; Vladimir Dr Ing Satava; Frantisek Dr Skvara; Vladimir Dipl Ing Weiss; Zdenek Dipl Ing Zadak; Josef Dipl Ing Zezulka
Original assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Current assignee: Czech Academy of Sciences CAS
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1978-10-05
Also published as: US4168985A; SE432925B; IT1094293B; FR2385653A1; IT7821567A0; CA1095540A; FR2385653B1; JPS53134027A; SE7802903L; DD135075A1

Description

"eskos]ovenska akademie ved, Praha Prag (CSSH)

Bindemittel auf Basis von Zementklinker

Die Erfindung betrifft Bindemittel auf Basis von Zementklinker, insbesondere Bindemittel, welche man in einem breiten, normalerweise mehrere Zehner von ⁰C umfassenden Temperaturbereich verwenden kann, wobei die untere Grenze dieses Bereichs tief unter 0 ⁰C liegen kann.

Eine der Methoden, mit welchen man eine höhere Festigkeit von Zementbrei nach seiner Erhärtung erreichen kann, stellt die Erhöhung der Feinheit des Zementvermahlens dar, d. h. die Erreichung der Zerkleinerung von Klinker und seinen Zusatzmitteln, zu welchen der Gipsstein, die Schlacke und andere Stoffe ähnlichen Charakters gehören können, in höherem Grade. Die Frage, wie fein der Zement und/oder seine Beimischungen vermählen werden sollten, war lange Zeit unter den Fachleuten umstritten. In den vierziger Jahren dieses Jahrhunderts vertraten sie in der Mehrheit die Ansicht, daß die annehmbare untere Grenze der Teilchengröße bei etwa 10 ,um

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-H-

liegt und daß man zur Erreichung von optimalen Eigenschaften bloß einen gewissen Anteil des vermahlenen Materials verwenden kann. Gegen den sehr fein vermahlenen Zement wurde besonders eingewendet, daß er bei der Lagerung leichter die Nässe anzieht und knollig wird und daß sich bei der Betonierung infolge der Wasserwegschwemmung die Neigung zur Schichtung bemerkbar macht, daß ferner der Verbrauch an Anmachwasser wächst, der Wasserzementfaktor steigt, das Abbinden früher anfängt, sich die Abbindungszeit verlängert, der Wert der Anfangsentwicklung von Hydratationswärme anwächst, daß es beim Abbinden zu einer größeren Schwindung kommt, wodurch das Material mehr zur Entstehung von Rissen neigen kann, daß außerdem die Gefahr aufkommt, daß das die Abbindung des Gemisches verzögernde Reagens dehydratisiert wird, und daß die ökonomischen Herstellungsbedingungen infolge der durch die "Vermahlung hervorgerufenen Kosten verschlechtert werden.

Es wurde ferner eingewendet, daß sich das Festigkeitswachstum in Abhängigkeit von der zunehmenden Größe der spezifischen Oberfläche relativ vermindert und daß die Zemente mit dergleichen spezifischen Oberfläche und verschiedener Teilchengröße verschiedene Festigkeiten aufweisen, wobei die feinsten Zementanteile auf die Gesamtentwicklung der Festigkeit nur einen geringen Einfluß ausüben.

Die Ansichten der Fachwelt haben sich in den letzten Jahren besonders aus dem Grund beträchtlich geändert, daß die Technologie der Herstellung von fein vermahlenem Zement vervollkommnet wurde. Noch vor einigen Jahren erforderte die Erhöhung der Vermahlungsfeinheit z. B. vom 8- bis 10 $-igen

Anteil auf dem-Sieb mit 4.900 Maschen/cm bis zum 0- bis 3 #-igen Anteil die Erhöhung der Herstellungskosten um 50 bis

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300 %. Die Vermahlung zu noch feineren Teilchen verteuerte die Herstellung beträchtlich mehr und erforderte besondere technologische Maßnahmen, weil sich zwischen den feinen Teilchen des vermahlenen Materials zu viel Luft befindet, welche die Zementteilchen umhüllt und ein Luftpolster bildet.

Resultate der neueren Forschung korrigieren und ändern jedoch frühere Ansichten beträchtlich. So hat z. B. S. Brundauer in der US-PS 3 689 294 vermerkt, daß hohe Festigkeiten von erhärteten Zementbreien, Mörteln und E3etonen auf Basis des Zements ohne Beimischung des Gipssteines unter Zugabe von anderen Abbindungsregulatoren erreicht werden können.

Er hat z. B. ein Herstellungsverfahren von expansivem Zement mit einer spezifischen Oberfläche im Bereich von 600 bis 900 m /kg auf Basis des zerkleinerten und vermahlenen Klinkers von Portlandzement mit Beimischung von mindestens 0,002 Gewichtsteilen Hilfsmittel beschrieben.. Die Herstellung sieht ein Mischen des vermahlenen Zements mit mindestens 0,0025 Gewichtsteilen Alkalilignosulfonat oder Erdalkalilignosulfonat oder sulfoniertes Lignin und mit 0,20 bis 0,28 Gewichtsteilen Wasser vor, das mindestens 0,0025 Gewichtsteile Alkalikarbonat - auf 1 Teil vermahlenen Zement bezogen - enthält. Derselbe Autor hat ferner in der AU-PS 447 431 die Verwendung von Hilfsmitteln der Vermahlung, beispielsweise Diäthylkarbonat, welches polare und unpolare Gruppen enthält, und die Verwendung von Kalziumlignosulfonat und Kaliumkarbonat beschrieben. J. Zezulka et al. haben im tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 175802 die Vermahlung des Zementklinkers in Gegenwart von 0,2 bis 4 Gew.-% pulverige Salze von Lignosulfosäuren beschrieben, und K. Kolär et al. haben im tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 175803

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die Verwendung eines Zementgemisches, welches 0.2 bis H Gew.-% Salze von Lignosulfosäuren, 0,01 bis 2 Gew.-% Alkalikarbonat und 2 Gew.-% Borsäure - auf die Gesamtmenge des Zementklinker bezogen - enthält, erläutert.

Nach den Erfahrungen aus der Praxis weisen die üblich bekannten Zementgemische die größten Festigkeiten bei der Korngröße bis zu 30 ,um auf, wogegen Zemente einer Korngröße über 30 ,um weder schnell noch völlig hydratisieren und Körner über 50 ,um den Erhärtungsverlauf noch weniger beeinflussen. Demgegenüber steigen die Werte der Kontraktion der Produkte und deren Wärmeentwicklung in Abhängigkeit von der Feinheit beträchtlich, besonders bei einer Abnahme der Teilchengröße unter 7 ,um, wobei Gemische, welche Teilchen im Größenbereich von 0 bis 2 ,um enthalten, schon so schnell abbinden, daß zur Verzögerung der Abbindung der Zusatz von Verzögerern kaum ausreicht. Bei derzeitig üblichen Zementen bewegt sich die Teilchengröße bekanntlich im Bereich von 0 bis 200 /Um, wobei 40 bis 50 % des Gemisches aus gröberen Teilchen größerer Körnung als 30 ,um gebildet werden. Deshalb setzte man voraus, daß man durch Aussortieren der angeführten gröberen Teilchen und durch ihr Ausmahlen auf eine erwünschte Größe zur Verbesserung der Festigkeit beitragen könnte. Durch weitere Forschung kam es aber zum unerwarteten Resultat, daß man eine optimale Verbesserung der Festigkeit der Zemente nicht durch bloße Beseitigung von Randkörnungen des Zementklinkers, sondern durch Auswahl von ganz bestimmten Körnungen und durch eine genaue, vorab festgestellte Aufbereitung ihres gegenseitigen Verhältnisses erreicht. Es hat sich auch als zweckmäßig und vorteilhaft gezeigt, daß die granulometrische Struktur von vermahlenem Klinker auch auf Basis von. anderen Abbindungsregulatoren als von Gipsstein so gesichert wird, daß

das resultierende Gemisch nach Erhärtung hohe Anfangs- und Endfestigkeiten aufweisen kann. Es hat sich als unbedingt nötig erwiesen, daß die Kenntnis der Teilchengröße des Klinkers, die kleiner als 5 /um ist, eine entscheidende Bedeutung für die Beeinflussung des Festigkeitsanstiegs hat. Außerdem ist es nötig, das optimale gegenseitige Verhältnis von Lignosulfonaten und Karbonaten sowie gegebenenfalls von weiteren Abbindungsregulatoren zu kennen, welche die Eigenschaften der Zementbreie empfindlich beeinflussen können. Die Ergebnisse aus der Praxis haben ferner gezeigt, daß es nicht nur nützlich und zweckmäßig ist, neue Sorten von Bindemitteln und von Komponenten in Bindemitteln mit erhöhter Festigkeit zu ermitteln, sondern daß es zweckmäßig ist, daß wenigstens ein Teil der neu ermittelten Materialien günstige Eigenschaften auch beim Abbinden der Breie bei verschiedenen Temperaturen der Atmosphäre und des Milieus, in welchen sie sich befinden, aufweist. Anders gesagt, hat es sich als erforderlich und nötig erwiesen, daß neu herzustellende Bindemittelsorten in einem wesentlich größeren Temperaturbereich als bei den bisher bekannten Produkten abbinden. Dadurch sollte man den ungünstigen Einfluß der niedrigen Temperatur, welche die Abbindung und Erhärtung von Bindemitteln störend beeinflußt, verhindern (T. C. Powers et al. "Theory of Volume Changes in Hardened Portland Cement Paste during Freezing", "Res. and Des. Lab. PCA" (195¹O, ^9). Weil er sich bloß bei Temperaturen unterhalb des Bereiches 17 - 20 ⁰C äußert, verlangt man üblicherweise, daß man mit der Verarbeitung des Portlandzementes bei einer Temperaturabnahme unterhalb -6 ⁰C aufhört. Zur Verhinderung des störenden Einflusses von niedrigen Temperaturen auf die Abbindung des Portlandzementes wurden verschiedene Zemente mit kürzerer Abbindungszeit und mit relativ hohen anfänglichen Hydratationswärmen geprüft. Es sind auch Forschungen bezüglich der Erniedrigung der Abbin-

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dungstemperatur mit Hilfe der Beimischung von 1 bis ¹I Gew.-% Kalziumchlorid oder Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat oder Natriumsulfat usw. bekannt. S. A. Mironov ("Theorie a metody betonoväni ν zime", Prag (1953)) hat das Vermischen des Kalziumchlorids mit Natriumchlorid empfohlen, und L. H. Tuthil ("A. C. Standards-recommended practice for winter concreting", "J. Amer. Concr. Inst." 27, 10 (1956), 1023) hat für das Betonieren bei kaltem Wetter die Durchlüftung von verarbeiteten Gemischen in Gegenwart von 1 Gew.-* Kalziumchlorid angegeben. Der Nachteil liegt aber darin, daß Kalziumchlorid das Volumen der sich bildenden Gele erhöht und in das Erhärten störend eingreift und daß außerdem die Kontraktionswerte ansteigen.

Bisher bekannte Bindemittel sind auch nachteilig bei niedrigen Temperaturen, d. h. bei Verwendung von Bindemitteln auf Basis von Zementen der Klasse wenigstens *J50 bei der durchschnittlichen Tagestemperatur von +5 C und bei der Arbeit mit Bindemitteln auf Basis von Zementen der niedrigeren Klasse als *J50 bei der durchschnittlichen Tagestemperatur von +8 ⁰C und im Milieu mit Temperaturabnahmen unter 0 ⁰C. In solchen Fällen darf die Temperatur der Verarbeitungsgemische bei üblicher Verwendung von Bindemitteln nicht unter +15 °C sinken, und bei einer Betonierung von massiven Konstruktionen darf sie nicht niedriger als +10 ⁰C sein. Außerdem muß in Anbetracht der bei der Füllung und dem Rühren des Materials entstehenden Wärmeverluste die Temperatur der Komponenten des Betongemisches während des Transports und Einräumens in die Konstruktion mindestens +5 ⁰C betragen, und bei der Herstellung von Betongemisch für mit Steinen durchsetzten Beton soll sie wenigstens +10 ⁰C sein. Bei Abbindung und Erhärtung von monolithischen Beton- und Eisenbetonkonstruktionen bei niedrigen Temperaturen darf die

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Temperatur ihrer Oberfläche innerhalb von 72 Stunden nicht unter den Wert von +15 °C fallen, und bei massiven Konstruktionen darf sie nicht niedriger als +10 °C sein (Tschechoslowakische Norm Nr. 73 2400: "Durchführung und Kontrolle von Betonkonstruktionen", VUNM 1970).

Diese Bedingungen kann man aber bei den bisher bekannten Bindemitteln besonders bei der Arbeit unter dauernd niedrigen Durchschnittslufttemperaturen, gegebenenfalls bei größeren Außentemperaturabnahmen nicht erfüllen und einhalten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, nach solchen Bindemitteln zu suchen, welche die angeführten Nachteile nicht aufweisen und besonders bei beträchtlich niedrigeren Durchschnittstemperaturen, als geltende Normen und Vorschriften erlauben, abbinden können.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ei.n Bindemittel auf Basis von vermahlenem Zementklinker einer spezifischen Oberfläche von mehr als 150 m /kg, das auch bei niedrigeren Temperaturen als +8 C abbindet und die Beimischung des Anmachwassers, mindestens 0,0025 Gew.-% eines Stoffes auf Basis von Lignosulfonaten - auf die Gesamtmenge des Zementklinkers bezogen - und gegebenenfalls auch andere zur Herstellung von Mörteln und Betonen nötige Beimischungen, wie z. B. Sand, grobe, dichte und poröse Gesteine, Regulationszusatzmittel, Netzmittel und Farbstoffe, enthält, mit dem Kennzeichen, daß es aus 5 bis 99,9¹I Gew.-? Zementklinker einer spezifischen Oberfläche von 250 bis 3000 m²/kg, der 5 bis 95 Gew.-X Teilchen der Größe bis zu 5 /Um enthält, und aus 0,05 bis 80 Gew.-% Anmachwasser - auf die Gesamtmenge des Zementklinkers bezogen - besteht.

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Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung verwertet die Erkenntnis, daß man im Bindemittel auf Basis von Zementklinker in der Zusammensetzung nach der Erfindung als Regulator der Bindung statt des Gipssteines den Stoff mit dem Regulier- bzw. sogar Plastifiziereinfluß, wie Lignosulfonat, oder daß man ein Salz von Alkalimetallen in gewissem Verhältnis zu den Lignosulfonaten, gegebenenfalls Oxoverbindungen des Bors, pulveriges Aluminium, Oxoverbindungen des Antimons, organische Hydroxysäuren und ihre Salze usw. verwenden kann. Beispielsweise stellt die Borsäure einen sehr empfindlichen Regulator dar und beeinflußt günstig die Theologischen Eigenschaften von Zementpasten, wo sie nach gewisser Zeit eine Viskositätsabnahme verursacht. Durch geeignete Kombination der erwähnten Regulatoren ermöglicht man die Herstellung der Pasten niedriger Viskosität und eines Wasserzementfaktors von 0,20 oder niedriger, wodurch man Massen mit hohen Anfangs- und Endfestigkeiten gewinnen kann.

Die Pasten des fein vermahlenen Klinkers nach der Erfindung ermöglichen die Herstellung von Massen mit einer Abbindungszeit innerhalb von 10 Minuten bis zu einigen Stunden. Nach dem Abbinden innerhalb von 5-15 Minuten wird die Masse erhärtet. Die Festigkeit der nach der Erfindung hergestellten Massen, besonders die Druckfestigkeit, wächst sehr schnell, z. B. erreicht sie bei niedriger Viskosität der Paste im Bereich von 10° bis 10 Pa.s innerhalb von ca. H Stunden den Wert 6,0 bis 8,0 MPa und innerhalb von 2h Stunden den Wert 45,0 bis 90,0 MPa.

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Die Bedingung, die angeführten Werte zu erreichen, sieht vor, daß der Gehalt an Klinkerteilchen einer Korngröße von 5 /Um oder niedriger höher als 5 Gew.-3» ist. Das Bindemittel auf Basis von Zementklinker nach der Erfindung kann auch die auf eine große spezifische Oberfläche mit Werten bis 3.000 m /kg vermahlenen Klinker enthalten, was seine vorteilhafte Ausnützung sogar für sehr anspruchsvolle oder schwierige Arbeiten, gegebenenfalls für Arbeiten unter niedrigen Temperaturen, z. B. sogar im Bereich von +8 ° bis -i»u °C ermöglicht.

Bis zum Prioritätstag dieser Patentanmeldung wurden Kittmassen oder Bindemittel auf Basis von Silikaten weder bekannt noch beschrieben, welche bei Zementen der Klasse von wenigstens ^50 bei durchschnittlichen, beträchtlich niedrigeren Temperaturen als +5 ⁰C und bei Zementen von niederen Klassen als ^50 bei beträchtlich niedrigeren Durchschnittstemperaturen als +8 ⁰C und welche allgemein bei einer Temperaturabnähme tief unter 0 ⁰C abbinden können. Erst den Erfindern ist es gelungen, festzustellen, daß man als Bindemittel, die sogar im Temperaturbereich von +8 ⁰C bis -40 ⁰C abbinden, die oben angeführten Gemische verwenden kann. Bindemittel nach der Erfindung kann man zu vielen Zwecken ausnützen: Zur Herstellung und zu Reparaturen von selbständigen Konstruktionskomplexen oder Teilen und zu deren Reparaturen, zu Reparaturen und Herrichtungen bzw. Restaurierungen von z. B. altertümlichen Statuen und Skulpturen; man kann sowohl bei den üblichen Temperaturen oberhalb +8 ⁰C als auch bei den niedrigeren Temperaturen, besonders unter 0 ⁰C bis zur Grenze von -¹IO ⁰C arbeiten.

Die Vorteile dieser Lösung sind aus folgenden Ausführungsbeispielen ersichtlich, welche das Wesentliche der Er-

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findung erläutern, ohne es zu beschränken. Beispiele 1 bis 13

Bemerkung: Zur Herstellung von Bindemitteln wurden die Zementklinker ohne Beimischung des Gipssteines und ähnlicher Stoffe vermählen und zur Unterscheidung als "Hra", "Ma" und "Pch" bezeichnet, welche sich untereinander durch die Korngröße und den Gehalt an Teilchengröße unterhalb 5 /Um unterschieden. Die Abkürzung "Hra" bedeutet dabei die Probe aus der Zementfabrik Hranice, "Ma" die Probe aus der Zementfabrik Malomerice und "Pch" die Probe aus der Zementfabrik Prachovice in der Tschechoslowakei. Aus diesen Klinkern und anderen Beimischungen wurden Gemische mit verschiedenem Gehalt an Wasser, Klinker und anderen Beimischungen hergestellt.

Aus Pasten, welche aus den angeführten Gemischen hergestellt waren, wurden für die Festigkeitsprüfungen Probekörper mit den Abmessungen 2 χ 2 χ 10 cm und H χ 4 χ l6 cm hergestellt. Die Viskosität wurde auf dem Rotationsviskosimeter mit koaxialen Zylindern beim Geschwindigkeitsgradient 95 s gemessen. Die Abbindungsgeschwindigkeit von Pasten wurde mit Hilfe des Einstichs nach Vicat (Tschechoslowakische Norm 722.115) verfolgt, und die spezifische Oberfläche von vermahlenen Klinkern wurde nach Blaine (Tschechoslowakische Norm 722.114) und durch Berechnung aus granulometrisehen Analysen ermittelt. Der Prozentsatz der Teilchen mit einer Korngröße unter 5 /Um wurde aus den Sedimentationskurven mit Hilfe der automatischen Sedimentationswaage "Sartorius" bestimmt.

Die geformten Probekörper wurden innerhalb einer Stunde in Ruhe im Milieu mit einer relativen Feuchtigkeit von

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90 - 95 % und dann bis zur Zeit der Prüfung im Wasser aus der Wasserleitung mit der Temperatur von 20 ⁰C stehen gelassen.

Konkrete Angaben von Proben sind in der folgenden Tabelle angeführt. Dabei bedeuten die Abkürzung "NaLig" die Reinheit des Natriumlignosulfonats von mehr als 98 Gew.-% und "CaLig" die Reinheit des Kalziumlignosulfonats von
mehr als 6k Gew.-5, auf die Gesamtmenge des Klinkers im
Bindemittel bezogen.

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Tabelle

	Herkunft	Spez.Ober	Gehalt an	Wasser	Beimischung
Bei	des	fläche	Teilchen	gehalt
spiel	Klinkers	m²/kg	< 5 /Um
Nr.					des Klinkers
				auf die Menge
	Pch	250	in Hew.-%	bezogen	2 CaLig
1				25	1 K₀CO₃
	Pch	560	5,0		1,5'" NaL ig
2				25	1 Na₂CO₃
	Ma	706	24,6		1 NaLig
3				25	1 Na₃CO₃
	Hra	730	29,8		3 NaLig
4				25	2 K₂CO
	Hra	730	29,4		3 NaLig
5				25	2 K₂CO₃
			29,4		3 Sb₂O₃
	Hra	7 30			2 NaLig
6				25	1 Ma₃CO₃
			23,4		1 Al pulv.
	Pch	740			2 NaLig
7				25	1,5 K₂CO₃
	Pch	740	31,0		2 NaLig
8				30	1 K₂CO₃
	Pch	740	31,0		2 NaLig
9	Pch	740		25	2 NaLig
10			31,0	25	1 K₂CO₃
			31,0		1,5 H₃BO₃
	Pch	970			2 NaLig
11				25	2 ^
	Pch	970	34,8		2 NaLig
12	Pch	2700		20	2 NaLig
13			34,8	40	1 K₂CO₃
		85

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Tabelle (Fortsetzung)

Bei spiel Nr.	Visko sität Pa. s	Abbin dung s- zeit min.	Stunden	5,	1	Druckfestigkeit in MPa Tage	3	7	28 90 360
	1,30	595	3	34,	0	21,0	30,0	50,0 57,0
1	1,21	60	_	8,	0	48,1	65,3	69,0 100,0
2	1,35	30	-	47,	0	21,0	59,0	118,0
3	2,13	25	2,0	-	8	70,0	77,5	99,0 -
j=-	2,02	40	7,5	-		-	-	_
5	-	35	-	48,		-	-	_ _
6	1,45	30	-	-	6	56,5	57,0	82,5 101,0 125,0
7	1,20	40	6,0	_		-	-	_
8	1,62	12	-			_	_	_ _ _
9	_

10 siehe Bern.

180

11 2,43 30

12 5,206 10

13 Mörtel 12

- 45,6 65,4 67,0 69,0 99,0 100,0

- 81,0 90,0 117,0 130,9 - 150,0

20,0 100,0 110,0 120,0 130,0

Bemerkung +): Viskosität ist zeitveränderlich; nach Verrühren der Paste ist sie innerhalb von 40 Minuten konstant mit dem Wert von 2,8l Pa.s, welcher scharf bis auf den Wert von 0,82 Pa.s sinkt, auf dem sie bis zur Abbindungszeit verbleibt.

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Tabelle (Fortsetzung)

Beispiel Nr. Biegefestigkeit ν MPa nach 20 Tagen

1 5,3

2 13,4 3-6

7 8,0

8-9

10 8,0

11 13,3 12

Beispiel 14

Der Mörtel wird aus fein vermahlenem Zementklinker einer spezifischen Oberfläche von 600 m /kg nach Blaine und aus dem im Verhältnis 3:1 zu dem Zementklinker zugegebenen Sand von kontinuierlicher Granulometrie hergestellt. In das Anmachwasser beim Wasserzementfaktor 0,33 werden 1 Gew.-% Natriumhydrokarbonat und in den resultierenden Mörtel 2 Gew.-% Natriumlignosulfonat - auf die Masse des Ausgangsklinkers bezogen - zugesetzt. Aus dem hergestellten Mörtel werden für Festigkeitsprüfungen Probekörper der Abmessungen k χ ¹J χ 16 cm hergestellt, welche innerhalb von 25 bis 30 Minuten abbinden, wonach sie innerhalb von 2¹J Stunden in gesättigtem Wasserdampf und danach in üblichem Wasser aus der Wasserleitung gelassen werden. Bei den bei 20 ⁰C durchgeführten Prüfungen er-

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reicht man nach 8 Stunden vom Verrühren des Mörtels an die Druckfestigkeit 3,0 MPa, nach 24 Stunden 27,6 MPa, nach 7 Tagen 40,0 MPa und nach 28 Tagen 50,0 MPa.

Beispiel 15

Herstellung der Zementpaste

Die Zementpaste wird bei der Temperatur +3 °C aus vermählenem Klinker aus der Zementfabrik Prachovice mit der Temperatur -7 ⁰C und der spezifischen Oberfläche (nach Blaine) von 730 m / kg, welcher 30 Gew.-$£ Teilchen einer Größe unter 5 /Um enthält, verarbeitet. Nach Verrühren im Wasser der Temperatur +2 ⁰C, welches 5 Minuten dauert, gewinnt man eine Paste mit dem Wasserzementfaktor 0,23, welche 2 Gew.-/5 Natriumlignosulfonat und 1 Gew.-% Kaliumkarbonat - auf die Gesamtmasse des Zementes bezogen - enthält. Die Form mit der Paste wird danach im Milieu mit einer Temperatur im Bereich von -6 bis -8 ⁰C angebracht. Die Paste bindet innerhalb von ca. 30 bis 40 Minuten ab, nach 12 Stunden wird die Form abgenommen und der Körper wird bis zur Zeit der Festigkextsprüfungen bei der Temperatur im Bereich von -6 bis -8 ⁰C aufbewahrt. Nach 24stündiger Ruhe wird die Druckfestigkeit 3,7 MPa, nach 7 Tagen 30,0 MPa und nach 28 Tagen 45,0 MPa festgestellt.

Beispiel 16

Herstellung von Silikatbindemittel

Das Bindemittel wird bei +5 ⁰C im Verhältnis 1:3 aus dem fein vermahlenen Klinker aus der Zementfabrik Prachovice mit einer spezifischen Oberfläche (nach Blaine) von 700 m /kg, welcher 24 Gew.-$ Teilchen unter 5 /Um enthält, und aus Sand mit der Temperatur -7 ⁰C und einer kontinuier-

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lieh sinkenden Korngröße und aus Wasser mit der Temperatur +2 ⁰C hergestellt. Dem Gemisch werden 1,8 Gew.-% Natriumlignosulfonat und 1,4 Gew.-% Kaliumkarbonat - auf die Gesamtmenge des Klinkers bezogen - zugemischt. Nach 15minütigem Durchrühren gebildeter Mörtel, welcher den Wasserkoeffizienten 0,31 aufweist, wird in die Formen eingeführt und in Ruhe in ein Milieu im Temperaturbereich von -6 bis -8 C gebracht. Nach 30 bis 40 Minuten bindet die Paste ab und erhärtet nach 60 Minuten. Nach ungefähr 4 Stunden gebildete Körper werden aus den Formen entnommen und bei einer Temperatur im Bereich von -6 bis -8 ⁰C aufbewahrt. Nach 24 Stunden ist die Festigkeit der Körper 3,3 MPa, nach 7 Tagen erreicht sie den Wert 20,0 MPa und nach 28 Tagen 24,0 MPa.

Beispiel 17

Herstellung von Silikatbindemittel für Reparaturen von Skulpturen

Vermahlener Klinker aus der Zementfabrik Hranice einer spezifischen Oberfläche von 2900 m /kg bei einer Temperatur von +20 ⁰C wird bei +5 ⁰C im Verhältnis 1:3 mit Sand von kontinuierlich abnehmender Korngröße und mit Wasser der Temperatur +3 ⁰C vermischt. Dem Gemisch werden 3 Gew.-% Natriumlignosulfonat, 2 Gew.-% Natriumkarbonat und 1,1 Gew.- % Orthoborsäure zugegeben. Nach 20minütigem mechanischen Durchrühren weist das Gemisch den Wasserfaktor 0,40 auf, wird in die Formen gepreßt, welche im Milieu im Temperaturbereich -6 bis -8 ⁰C bis zur Zeit der Festigkeitsprüfungen in Ruhe gelassen werden. Die Produkte binden innerhalb von ungefähr 15 Minuten ab und erhärten nach 20 Minuten. Bei den Prüfungen wird nach 3 Stunden vom Anfang des Verrührens des Mörtels an die Druckfestigkeit 9,0 MPa, nach 24 Stunden 18,0 MPa, nach 7 Tagen 50,0 MPa und nach 28 Tagen 60,0 MPa erreicht.

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Beispiel 18

Herstellung von Bindemittel

Man wiederholt das Verfahren wie im Beispiel 13 mit dem Unterschied, daß man im Milieu mit der Temperatur 15 ⁰C arbeitet und daß Zement, Sand und Wasser die Temperatur + 20 C aufweisen. Nach vollkommenem Durchmischen des Gemisches werden die Formen mit unabgebundenem Bindemittel im Milieu im Temperaturbereich von -12 bis -21 C untergebracht, wonach die Produkte nach 12 Stunden aus den Formen befreit und in demselben Milieu bis zur Durchführung der mechanischen Prüfungen in Ruhe gelassen werden. Bei fertigen Produkten wird nach 24 Stunden die Druckfestigkeit 4,5 MPa, nach 7 Tagen 9,1 MPa und nach 28 Tagen 10,0 MPa festgestellt.

Beispiel 19

Herstellung von Mörtel

Der Mörtel wird auf dieselbe Weise wie im Beispiel 14, aber mit dem Unterschied hergestellt, daß man in das Anmachwasser 0,3 Gew.-% Kaliumnatriumtartrat - auf die Gesamtzementmenge bezogen - zugibt. Der Mörtel bindet nach 80 Minuten ab; nach 24 Stunden erreicht man die Druckfestigkeit 50 MPa, nach 28 Tagen 83 MPa.

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Claims

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ PATENTANWÄLTE 2813559

Steinsdorfstr. 10 · D-8000 München 22 233-28.O^?P Dipl.-Ing. R. BEETZ sen.

Telefon (089) 227201 - 227244 - 2959 10 ' Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT

Telex 522048 - Telegramm Allpatent München Dr.-Ing. R. BEETZ jr.

Rechtsanwalt Dipl.-Phys. Dr. jur. U. HEIDRICH

Dr.-Ing. W. TIMPE

Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED

Priv.-Doz. Dipl.-Chem. Dr. rer. nat W. SCHMITT-FUMIAN

20. Mars 1978

Ansprüche

Bindemittel auf Basis von vermahlenem Zementklinker ei-

ρ ner spezifischen Oberfläche von mehr als 150 m /kg, das auch bei niedrigeren Temperaturen als +8 ⁰C abbindet und die Beimischung des Anmachwassers, mindestens 0,0025 Gew.-% eines Stoffes auf Basis von Lignosulfonaten - auf die Gesamtmenge des Zementklinkers bezogen - und gegebenenfalls auch andere zur Herstellung von Mörteln und Betonen nötige Beimischungen, wie z. B. Sand, grobe, dichte und poröse Gesteine, Regulationszusatzmittel, Netzmittel und Farbstoffe, enthält_s

dadurch gekennzeichnet,

daß es aus 5 bis 99,9'l Gew.-* Zementklinker einer spezifischen Oberfläche von 250 bis 3000 m /kg, der 5 bis 95 Gew.-? Teilchen der Größe bis zu 5 ram enthält, und aus 0,05 bis 8o Gew.-% Anmachwasser - auf die Gesamtmenge des Zementklinkers bezogen - besteht.

Bindemittel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Zementklinker aus zwei bic vier Fraktionen besteht, wobei der Mittelwert der Teilchengröße jeder Fraktion mindestens das Dreifache des Mittelwertes der Teilchengröße der benachbarten Fraktion darstellt und sich in jeder Fraktion mindestens 50 % der Teilchen im Abweichungsintervall -20 % vom Mittelwert der Größe bewegen.

233-(S 9296)-TE

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3. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die weitere Beimischung aus 0,01 bis 8 Gew.-"5 Alkalimetallsalz, vorzugsweise -karbonat, besteht.

H. Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis des Alkalimetallsalzes zum Stoff auf Basis der Lignosulfonate im Bereich von '4:1 bis l-Ji liegt.

5. Bindemittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß es als weitere Beimischung die Oxoverbindung des Bors, pulverförmiges Aluminium, die Oxoverbindung des Antimons, organische Hydroxysäuren und ihre Salze oder ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Stoffe in einer Menge von höchstens H Gew.-Ä - auf die Gesamtmenge des Zementklinkers bezogen - enthält.

8 Π P 8 4 Π < 10