DE2953652C1 - Hydraulische anorganische Masse - Google Patents

Hydraulische anorganische Masse

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DE2953652C1
DE2953652C1 DE2953652A DE2953652A DE2953652C1 DE 2953652 C1 DE2953652 C1 DE 2953652C1 DE 2953652 A DE2953652 A DE 2953652A DE 2953652 A DE2953652 A DE 2953652A DE 2953652 C1 DE2953652 C1 DE 2953652C1
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DE2953652A
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Yukio Tokio/Tokyo Matuda
Kiyoshi Takase
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JAPAN PROCESS ENGINEERING Co Ltd TOKIO/TOKYO JP
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JAPAN PROCESS ENGINEERING Co Ltd TOKIO/TOKYO JP
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    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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Description

a) wenigstens ein alkalisches Härtungshilfsmittel aus der Gruppe Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumoxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Calciumcarbonat und
b) wenigstens ein neutraler oder annähernd neutraler Härtungsbeschleuniger aus der Gruppe Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Aluminiumchlorid, Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat und/oder Magnesiumcarbonat
enthalten sind, wobei das Mischungsverhältnis von Härtungshilfsmittel a) zu Härtungsbeschleuniger b) zwischen 1 :1 und 1 :6 liegt und die Summe von Härtungshilfsmittel a) und Härtungsbeschleuniger b) 0,1 bis 5 Gew.-Teile beträgt.
2. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Portlandzement als Härtungshilfsmittel anstelle von Calciumoxid verwendet.
3. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als weiteren Bestandteil einen gewöhnlichen Zement, vorzugsweise einen rasch hochfesten Portlandzement, Tonerdezement oder weißen Zement als Füllstoff enthält.
4. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Zuschlagstoffe Sand, Kies oder granulatförmige Hochofenschlacke enthält.
5. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein gewichtssparendes Material enthält.
6. Zement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er feinteiliges Perlitpulver enthält.
7. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich einen Abbindeverzögerer enthält.
8. Zement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich einen Abbindeaktivator enthält.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische anorganische Masse mit hoher Abbindegeschwindigkeit, deren steifes Hydrat die Eigenschaften rascher Härtung, außerordentlich hoher mechanischer Festigkeit, niedrigen spezifischen Gewichts, hoher Korrosionsbeständigkeit und nennenswerter Ausdehnung beim Härten aufweist. Die Erfindung betrifft daher einen verbesserten Hütten- bzw. Hochofenzement, der einen großen Anteil an Gips enthält.
Es ist bereits bekannt, daß eine hydraulische anorganische Masse, die durch Zugabe von 10 bis 20 Gew.-Teilen von schwach kalziniertem wasserfreien Gips oder Gips-Hemihydrat und nicht mehr als 5 Gew.-Teilen Portlandzement oder Calciumhydroxid zu etwa 80 Gew.-Teilen eines feinen Pulvers aus granulierter Hochofenschlacke mit potentiell hydraulischer Eigenschaft erhalten worden ist, nämlich ein sogenannter »Hochsulfathüttenzement« allein als billiger Zement, der in seinen Eigenschaften im wesentlichen Portlandzement gleich ist, oder als ein Gemisch mit Portlandzement verwendet werden kann (japanische Enzyclopaedia Chemica, Band 5, 1961, Seite 204, und japanische Patentveröffentlichung Nr. 2617/64, Seite 6). Jedoch neigt das steife Hydrat des Hochsulfathüttenzements dieser Art zur Verwitterung an der Oberfläche, so daß dieser Hüttenzement für praktische Zwecke kaum eingesetzt wurde.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung des obengenannten Hüttenzements mit hohem Sulfatgehalt und die Schaffung einer hydraulischen anorganischen Masse, die ein formstabiles Hydrat liefert, welches rasch abbindet und härtet, hohe mechanische Festigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit, merkliche Ausdehnung beim Aushärten und hohe Wetterbeständigkeit aufweist und die mit oder ohne Zuschlagsstoffe verwendet werden
Diese Aufgabe wurde durch Bereitstellung eines sulfatisch angeregten Schlackenzements gelöst, der besteht
aus -|]
1. 80 Gew.-Teilen feinpulverisierter granulierter Hochofenschlacke, fi
2. 20 Gew.-Teilen schwach kalziniertem, wasserfreiem Gips oder Gips-Hemihydrat und f|
3. Zusätzen und »;
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dadurch gekennzeichnet ist, daß als Zusätze v\
a) wenigstens ein alkalisches Härtungshilfsmittel aus der Gruppe Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumoxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Calciumcarbonat und >3 b) wenigstens ein neutraler oder annähernd neutraler Härtungsbeschleuniger aus der Gruppe Magnesiumhy- ?■; droxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlo- ·. rid, Magnesiumchlorid, Aluniiniumchlorid, Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat ;';j und/oder Magnesiumcarbonat ';i
enthalten sind, wobei das Mischungsverhältnis von Härtungshilfsmittel a) zu Härtungsbeschleuniger b) zwischen 1 :1 und 1 :6 liegt und die Summe von Härtungshilfsmittel a) und Härtungsbeschleuniger b) 0,1 bis 5 Gew.-Teile beträgt
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe war bei Kenntnis des Standes der Technik nicht möglich. So wird in der DE-AS 10 16 181 zwar ein sulfatisch angeregter Zement aus 80 Hüttensand und 20% Gips beschrieben, an keiner Stelle wird jedoch die Verwendung eines Härtungshilfsmittels und Härtungsbeschleunigers erwähnt Die mechanischen Festigkeitswerte des Zements sind sehr niedrig.
In der DE-OS 24 35 890 wird zwar die Verwendung eines alkalischen Härtungshilfsmittels bei der Herstellung eines sulfatisch angeregten Schlackenzements beschrieben, jedoch fehlt jeglicher Hinweis auf die Verwendung eines neutralen oder nahezu neutralen Härtungsbeschleunigers, desgleichen jeder Hinweis auf das für den Anmeldungsgegenstand so kritische Mischungsverhältnis aus Schlacke und Gips.
Kühl, Zementchemie, Band II (1958), S. 712 (3), lehrt die Verwendung eines alkalischen Härtungshilfsmittels bei der Herstellung eines sulfatisch angeregten Zements. Auch hier fehlt jedoch wieder der Hinweis auf einen neutralen oder nahezu neutralen Härtungsbeschleuniger. Zwar wird die Verwendung von kalziniertem Dolomit erwähnt, jedoch wird dieser nicht als neutraler Härtungsbeschieuniger, sondern als alkalisches Härtungshilfsmittel verwendet Der Ausdruck »Härtungsbeschleuniger« findet sich nirgendwo in der Entgegenhaltung, desgleichen fehlt ein Hinweis auf das kritische Mischungsverhältnis von Gips zu Schlacke.
Schließlich wird in Keil, Hochofenschlacke (1963), S. 82 ff. (4), die Verwendung von CaO oder Ca(OH)2 als alkalisches Härtungshilfsmittel bei der Herstellung von sulfatisch angeregten Schlackenzementen beschrieben, jedoch fehlt wiederum der Hinweis auf die Verwendung eines neutralen oder nahezu neutralen Härtungsbeschleunigers, ebenso wie der Hinweis auf das kritische Mischungsverhältnis von Gips zu Schlacke.
Anstelle des als Härtungshilfsmittel verwendeten Calciumoxids kann Portlandzement verwendet werden, welcher kleine Kristalle an Calciumoxid in der Matrix der Zementklinkersubstanz enthält.
Die erfindungsgemäße Masse zeigt ein ausgeprägt rasches Abbinden. So sind die Anfangs- und Endzeiten des Abbindens bei einer Temperatur von 200C etwa 5 bzw. 7 Minuten, wie aus vielen der nachfolgenden Beispiele hervorgeht, im Gegensatz zu etwa 2,5 und 3,5 Stunden für herkömmlichen Portlandzement oder einen herkömmlichen Hüttenzement mit hohem Sulfatgehalt bzw. etwa 4 und 5,5 Stunden für einen Portlandzement, der mit 60 Gew.-% eines feinteiligen Pulvers aus granulierter Schlacke vermischt wurde.
Die Durchschnittswerte für Biegefestigkeit und Druckfestigkeit des steifen Hydrats gemäß der Erfindung im Gemisch mit Sand sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Härtungszeit
1 Stunde 1 Tag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 1 2 8 10 11
Druckfestigkeit (N/mm2) 6 16 34 41 45
Diese mechanischen Festigkeitstests wurden nach der in JIS R 5201 für Portlandzement beschriebenen Standardmethode ausgeführt. Obwohl das Mischungsverhältnis von Zement zu dem Standardsand für Portlandzement auf 1 :2 festgesetzt wurde, wurde für die Masse der Erfindung dieses Mischungsverhältnis auf 1 :1 und das Wasser/Zement-Verhältnis auf 37% festgesetzt. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie in JIS R 5201 beschrieben.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse von Vergleichsversuchen zur Biegefestigkeit und Druckfestigkeit für die steifen Hydrate eines gewöhnlichen Portlandzements, eines früh hochfesten Portlandzements und eines herkömmlichen Hüttenzements mit hohem Sulfatgehalt.
Tabelle 2
50
Art des Zements Biegefestigkeit (N/mm2) Druckfestigkeit (N/mm2)
ITag 7 Tage 28 Tage 1 Tag 7 Tage 28 Tage
Portlandzement — 4,68 6,92 — 20,6 40,4
Früh hochfester Portlandzement 2,37 6,13 7,74 7,80 33,3 43,2
Herkömmlicher Hüttenzement mit 0,67 5,77 8,71 1,84 25,8 39,2
hohem Sulfatgehalt
Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich, wird mit dem erfindungsgemäßen Zement die Druckfestigeit eines früh hochfesten Portlandzements nach einem Tag in einer Stunde erzielt. Ebenso steigt die Druckfestigkeit mit der Härtungszeit wesentlich stärker als bei herkömmlichem Zement.
Herkömmlicher Portlandzement neigt bei der Wasseraufnahme zu Volumenschrumpfung. Daher weist das starre Hydrat von Portlandzement allein stets Risse auf. Um das Auftreten von Rissen zu vermeiden, sollten wenigstens zwei Gew.-Teile Sand pro ein Gew.-Teile Zement als Zuschlag zugemischt werden. Dies erklärt die Spezifikation von JIS R 5201, wonach die zweifache Menge an Standardsand bei der Herstellung der Zementpaste mit Zement vermischt werden soll.
Der erfindungsgemäße Zement weist jedoch eine geringfügige Ausdehnung beim Abbinden selbst dann auf. wenn eine Zementpaste allein aushärtet, so daß keinerlei Risse in der abgebundenen bzw. ausgehärteten
Substanz auftreten. In vorstehend erwähnten mechanischen Festigkeitsversuchen mit dem erfindungsgemäßen Zement wurde das Mischungsverhältnis von Zement zu Standardsand auf 1 :1 festgesetzt, um den Versuchsbedingungen von JIS R 5201 so nahe wie möglich zu kommen. Selbstverständlich ist es praktisch möglich, Zuschläge wie Sand, Kies und gemahlenes Gestein aus wirtschaftlichen Gründen mit dein erfindungsgemäßen Zement zu vermischen. Die Erfindung ist jedoch darauf gerichtet, daß eine Paste oder Aufschlämmung des erfindungsgemäßen Zements alkin als Formmasse, Füllmasse oder Wandbeschichtungsmaterial ohne jeden Zuschlagsstoff verwendet werden kann. Im Fall der alleinigen Verwendung des erfindungsgemäßen Zements weist das erhaltene starre Hydrat mechanische Festigkeit auf, die wesentlich höher als bei herkömmlichen, mit Zuschlagen vermischten Zementen ist.
ίο Der erfindungsgemäße Zement stellt einen Zement dar, der durch Zugabe einer geringen Menge eines neuen Härtungsbeschleunigers zu den bekannten, einen hohen Anteil an Calciumsulfat enthaltenden Hüttenzement hergestellt wird, wobei dieser Hüttenzement eine geringe Menge an herkömmlichen alkalischen Härtungsmitteln enthält Obwohl der physikalische oder chemische Grund für den obenerwähnten, durch die Zugabe einer kleinen Menge eines Härtungsbeschleunigers bewirkten hervorstechenden Effekte noch nicht klar ist, wird angenommen, daß ein besonderer synergistischer Effekt durch das alkalische Härtungsmittel und den Härtungsbeschleuniger erzeugt wird, der zu den vorstehend beschriebenen günstigen Ergebnissen führt
Wie weiter oben erwähnt ist es möglich, den erfindungsgemäßen Zement mit Zuschlägen wie Sand, Kies und grob gemahlenem Gestein zu vermischen. Es ist ebenfalls möglich, als Zuschlagstoff eine granulierte Hochofenschlacke zu verwenden, die nicht pulverisiert ist und eine geeignete Korngröße aufweist In diesem Fall weist die Oberfläche des Schlackengranulats eine geringfügige Aktivität bei der Reaktion des starren Hydrats hervor, was gegenüber allgemeinen Zuschlagstoffen vorteilhaft ist
Im Gegensatz zu einem spezifischen Gewicht von wenigstens 2,4 für die erstarrten Hydrate gewöhnlicher Zemente, weist das erstarrte Hydrat des erfindungsgemäßen Zements allein höchstens ein spezifisches Gewicht von 1,8 auf. Diese Eigenschaft des geringen Gewichts ist sehr vorteilhaft für den Entwurf und die Ingenieurtechnik von öffentlichen Bauvorhaben und Architektur im allgemeinen. Zusätzlich bildet das starre Hydrat des Zements allein ein dichtes Coagulat, welches zu einer geringen Wasserpermeabilität und einer hohen Wetterbeständigkeit über einen langen Zeitraum beiträgt. Schließlich ist das starre und leichte Hydrat feuerbeständig, so daß es als feuerbeständiges Material oder thermisches Isoliermaterial verwendet werden kann.
Im allgemeinen enthält die Hochofenschlacke als Hauptbestandteile 30 bis 35 Gew.-% S1O2,15 bis 20 Gew.-% AI2O3 und 40 bis 50 Gew.-% CaO ebenso wie geringe Mengen an Fe2O3 und MgO. Durch rasche Abkühlung dieser flüssigen, aus dem Hochofen kommenden Schlacke mit einem Wasserstrom wird ein Granulat mit breiter Teichengrößenverteilung erhalten. Diese Substanz ist potentiell hydraulisch. Eine der Hauptrohstoffe des erfindungsgemäßen Zements wird durch Pulverisierung des so erhaltenen trockenen Schlackengranulats bis zum Ausmaß von Portlandzement hergestellt.
Falls notwendig, kann eine erforderliche Menge eines gewöhnlichen Zements als Füllstoff mit dem erfindungsgemäßen Zement vermischt werden. Als gewöhnliche Zemente sind Portlandzement, rasch hochfester Portlandzement, Tonerdezement und weißer Zement geeignet. Es ist auch möglich, ein gewichtsparendes Material wie feinteiliges Perlitpulver zwecks Erzielung eines geringen Gewichts des abgebundenen Zements zuzusetzen.
Wenn der erfindungsgemäße Zement langsam abbinden soll, kann eine geeignete Menge eines bekannten Abbindeverzögerers wie Leim, Gelatine, Pepton, Stärke, Natriumligninsulfonat, Natriumtartrat, Natriumsuccinat, Borax oder Natriumphosphat zugegeben werden.
Wenn der erfindungsgemäße Zement als Gießmaterial verwendet wird, was rasches Backen bzw. Abbinden erfordert, wird besser eine geeignete Menge eines bekannten Abbindeaktivators wie (NH4^SO4, CaSO.4, ZnSO-t, FeSO4, CuSO4, NaHSO4, KHSO4 oder kolloidale Kieselsäure zugesetzt. Da sich der Zement bei der Hydration und dem Erstarren etwas ausdehnt, ist die erfindungsgemäße Masse seht gut zum Vergießen geeignet. Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
Ein erfindungsgemäßer Zement wurde durch Zugabe von 0,5 Gew.-Teilen von gelöschtem Kalk als alkalischem Härtungsmittel und 1,0 Gew.-Teil Magnesia als Härtungsbeschleuniger zu einer Mischung aus 80 Gew.-Teilen getrockneter und bis zum Ausmaß von Portlandzement zerkleinerter granulierter Hochofenschlakke und 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat erhalten.
Eine durch Zugabe von 40 Gew.-Teilen Wasser zu der erhaltenen Masse und Kneten hergestellte Paste zeigte einen Fließwert von etwa 200 mm, bestimmt nach der in JIS R 5201 beschriebenen Methode. Die Paste wurde auch einem Back- bzw. Abbindetest nach JIS R 5201 mit dem Ergebnis unterworfen, daß die Anfangs- und Endzeiten der Abbindung mit 5 und 7 Minuten gefunden wurden.
Die mechanische Festigkeit des starren Hydrats der Paste war folgende:
Härtungszeit
1 Stunde 1 Tag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 1,75 2,2 7,2 9,2 12,2
Druckfestigkeit (N/mm2) 7,35 1,53 36,5 65,0 71,0
Eine derart hohe mechanische Festigkeit von abgebundenem Zement war bisher für praktische Zwecke unbekannt.
Die erhaltene starre bzw. formstabile Substanz hatte ein spezifisches Gewicht von etwa 1,8 gegenüber einem spezifischen Gewicht herkömmlicher Betone von etwa 2,4.
Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie oben wurden erhalten, wenn anstelle von gelöschtem Kalk feinpulverisiertes Calciumoxid oder Calciumcarbonat als Härtungshilfsmittel bzw. Härtungsauslöser verwendet wurden.
Beispiel 2
Eine Zementpaste wurde hergestellt durch Zugabe von 36 Gew.-Teilen Wasser zu einer feinteiligen Pulvermischung, die aus 80 Gew.-Teilen granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat, 3 Gew.-Teilen Portlandzement als alkalisches Härtungsmittel, 1 Gew.-Teil Magnesiumchlorid als Härtungsbeschleuniger und 0,01 Gew.-Teil Natriumligninsulfonat als Abbindeverzögerer bestand. Die Paste zeigte einen Fließwert von etwa 200 mm, eine Anfangszeit des Abbindens von etwa 45 Minuten und eine Endzeit von etwa 1 Stunde.
Die mechanischen Festigkeiten des erstarrten Hydrats der Paste waren wie folgt:
Härtungszeit
ITag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 2,2 6,3 8,2 12,2
Druckfestigkeit (N/mm2) 14,6 32,0 56,0 63,0
Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn Aluminiumchlorid oder Magnesiumcarbonat anstelle von Magnesiumchlorid als Härtungsbeschleuniger verwendet wurden.
Beispiel 3
Eine Zementpaste wurde durch Zugabe von 36 Gew.-Teilen Wasser zu einer feinteiligen Pulvermischung hergestellt die aus 80 Gew.-Teilen granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat, 0,5 Gew.-Teilen gelöschtem FCaIk, 3 Gew.-Teilen Calciumchlorid, 3 Gew.-Teilen Portlandzement und 0,2 Gew.-Teilen Natriumligninsulfonat bestand. Die Paste zeigte einen Fließwert von etwa 200 mm, eine Anfangszeit für das Abbinden von etwa 30 Minuten und eine Endzeit von etwa 45 Minuten.
Die mechanische Festigkeit des erstarrten Hydrats der Paste waren:
Härtungszeit
1Tag 7 Tage 14 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 2,5 11,0 14,0 14,8
Druckfestigkeit (N/mm2) 183 48,0 62,0 73,0
Beispiel 4
Eine Paste eines Zementmörtels wurde durch Zugabe von 100 Gew.-Teilen Sand als Zuschlagstoff und 37 Gew.-Teilen Wasser zu einer feinteiligen Pulvermasse hergestellt, die aus 80 Gew.-Teilen granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen von als Nebenprodukt erhaltenem Gips-Hemihydrat, 0,5 Gew.-Teilen Calciumhydroxid, 3 Gew.-Teilen Calciumchlorid und 0,2 Gew.-Teilen Natriumligninsulfonat bestand. Die erhaltene Paste des Zementmörtels zeigte einen Fließwert von 179 mm, eine Anfangszeit des Abbindens von etwa 30 Minuten und eine Endzeit von etwa 45 Minuten.
Die mechanischen Festigkeiten des erstarrten Hydrats dieses Mörtels waren:
Härtungszeit
!Tag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 2,0 8,6 10,1 11,0
Druckfestigkeit (N/mm2) 163 34,6 40,7 44,8
Nach 28 Tagen wurde der gehärtete Zementmörtel einem Wasserpermeabilitätstest nach der in JIS R 1401 beschriebenen Methode unterworfen, dessen Ergebnis weiter unten gezeigt wird. Zum Vergleich wurde die Wasserpermeabilität von Portlandzement bestimmt, wobei ein Zement/Sand-Verhältnis von 1 :3 angewendet wurde und sich ein Fließwert von 160 mm ergab.
... .... _ /n/. Menge an eingedrungenem Wasser (g) <nn
Wasserpermeab.l.tat(o/o) = x 10°
Zement Wasserdruck Zeit Trockene Eingedrungenes Wasser-
mPa (Stunden) erstarrte Wasser (g) permeabi-
Probe(g) lität (0Zo)
5 Gemäß Erfindung 10 1 1370 13 0,95
Gemäß Erfindung 200 1 1370 22 1,60
Portlandzement 10 1 1560 57 3,65
Das Ausmaß der Längenänderung des gehärteten Zementmörtels wurde nach der in JlS A 1129 beschriebenen Methode bestimmt. Das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Die Probe wurde unter einer natürlichen Atmosphäre und bei einer relativen Feuchte von 80% bei einer Temperatur von 20° C gehärtet. Zum Vergleich werden ebenfalls in der folgenden Tabelle die Testwerte für Portlandzement gezeigt, wobei in diesem Fall das Zement/Sand-Verhältnis 1 :2 und das Wasser/Zement-Verhältnis ebenfalls 1 : 2 betrugen.
Zeit (Tag) Zement
Längenänderung bei Zement Längenänderung bei
gemäß der Erfindung ( χ ΙΟ"4) Portlandzement ( χ 10~4)
Beginn 0,00 0,00
1 +6,59 0,00
3 +0,86 -0,50
7 -0,73 -5,20
14 -0,38 -6,50
28 +2,15 -7,60
56 +1,54 -7,80
Beispiel 5
Eine Zementpaste wurde hergestellt durch Zugabe von 20 Gew.-Teilen eines feinteiligen Perlitpulvers mit einem Schüttgewicht von 0,15, das als gewichtsverminderndes Material verwendet wurde, und 45 Gew.-Teilen sWas;er zu einem feinteiligen Pulver, welches aus 80 Gew.-Teilen granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen schwach kalziniertem wasserfreien Gips, 0,5 Gew.-Teilen Natriumcarbonat und 3 Gew.-Teilen Portlandzement als Härtungshilfsmittel, sowie 3 Gew.-Teilen Magnesiumcarbonat als Härtungsbeschleuniger bestand. Die Paste zeigte einen Fließwert von etwa 180 mm. Die aus dieser Paste erhaltene abgebundene erstarrte Substanz hatte ein spezifisches Gewicht von etwa 1,0. Die mechanische Festigkeit des erstarrten Hydrats der Paste waren wie folgt:
4U Härtungszeit
ITag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 1,76 3,13 4,36 4,53
Druckfestigkeit (N/mm2) 4,52 12,05 14,01 23,02
. Beispiele
Eine Paste wurde hergestellt durch Rühren einer Mischung, die aus 80 Gew.-Teilen eines feinen Pulvers aus granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat, 0,5 Gew.-Teilen Natriumsulfat, 0,5 Gew.-Teilen Natriumhydroxid und 40 Gew.-Teilen Wasser bestand.
Die erhaltene Paste zeigte einen Fließwert von etwa 200, eine Anfangszeit des Abbindens von 5 und eine Endzeit von 7 Minuten.
Die mechanische Festigkeit des erstarrten Hydrats dieser Paste war wie folgt:
Härtungszeit
ITag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 1,76 3,13 4,36 4,53
Druckfestigkeit (N/mm2) 4,52 12,05 14,01 23,02
Das erstarrte Hydrat wurde ein Jahr der Atmosphäre ausgesetzt wobei jedoch keine Verwitterungserscheinungen auf der Oberfläche auftraten.
Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn Magnesiumcarbonat anstelle von Natriumsulfat verwendet wurde. Auch konnte Kaliumhydroxid anstelle von Natriumhydroxid mit ähnlichen Ergebnissen verwendet werden.
Beispiel 7
Eine Zementpaste wurde durch Zugabe von 80 Gew.-Teilen Portlandzement als Zementmaterial und 70 Gew.-Teilen Wasser zu einer hydraulischen Masse hergestellt, die aus 80 Gew.-Teilen feinpulverisierter granulierter Hochofenschlacke 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat, 1 Gew.-Teil Calciumhydroxid und 3 Gew.-Teilen Calciumchlorid bestand.
Die erhaltene Paste zeigte einen Fließwert von etwa 200 mm, eine Anfangszeit der Bildung des Hydratkuchens von 6 Minuten und eine Endzeit von 10 Minuten. Dieser gemischte Zement ist besonders geeignet als Gießmasse.
Die mechanische Festigkeit des erstarrten Hydrats der Paste waren:
Härtungszeit
!Tag 3 Tage 7 Tage 28 Tage
Biegefestigkeit (N/mm2) 1,77 4,86 7,06 12,06
Druckfestigkeit (N/mm2) 3,93 14,15 23,02 52,06
Beispiel 8
Eine dünnflüssige Aufschlämmung wurde durch Zugabe von 55 Gew.-Teilen Wasser zu einer hydraulischen Masse gemäß der Erfindung hergestellt, die aus 80 Gew.-Teilen eines feinteiligen Pulvers aus granulierter Hochofenschlacke, 20 Gew.-Teilen Gips-Hemihydrat, 0,5 Gew.-Teilen Calciumhydroxid, 1,0 Gew.-Teil Magnesiumoxid und 0,4 Gew.-Teilen Natriumligninsulfonat bestand, worauf die Mischung ausreichend gerührt wurde. Die erhaltene Aufschlämmung zeigt einen Fließwert von 320 mm, der nach der folgenden nicht in JIS beschriebenen speziellen Methode bestimmt wurde: Ein zylindrisches Rohr mit einem Innendurchmesser von 50 mmund einer Höhe von 100 mm wurde auf die Mitte der ebenen Oberfläche einer Glasplatte von 500 χ 500 mm Fläche gestellt. Nach dem Eingießen des gesamten Volumens der Probe in das zylindrische Rohr wurde das Rohr rasch nach oben weggezogen, worauf sich die Aufschlämmung auf der Glasplatte ausbreitete. Dann wurde der größte Durchmesser der Ausbreitung und der hierzu im rechten Winkel stehende Durchmesser bestimmt. Der Mittelwert dieser zwei Durchmesser wurde als Fließwert bezeichnet.
Die erhaltene Aufschlämmung wurde in einen offenen breiten Behälter mit einer Tiefe von 15 mm eingegossen, so daß die Oberfläche der Aufschlämmung in Horizontalrichtung verlief. Die Aufschlämmung zeigte Anfangs- und Endzeiten für Bildung des Hydratkuchens von etwa 2 bzw. 3,5 Stunden und ein spezifisches Gewicht von 2,0. Die erstarrte Gießmasse wurde aus dem offenen Behälter genommen und bei einer Temperatur von 20°C einer natürlichen Atmosphäre während 28 Tagen ausgesetzt, wodurch eine zähe Platte von geringem Gewicht mit glatter Oberfläche erhalten wurde. Die erhaltene Platte hatte eine Biegefestigkeit von 4,3 N/mm2 und eine Druckfestigkeit von 21,0 N/mm2.
Die oben beschriebene Methode erlaubt eine glatte Bodenbeschichtung, indem lediglich die Aufschlämmung auf einen rauhen Betonboden ohne eine Planierungs- bzw. Glättungsmaßnahme geschüttet wird.
Gegenüber allen herkömmlichen Zementen weist der erfindungsgemäße Zement eine ausgesprochen rasche Erstarrung, d. h. Bildung des Hydratkuchens auf und liefert ein starres Hydrat mit herausragend hoher mechanischer Festigkeit, niedrigem spezifischen Gewicht, geringfügiger Ausdehnung beim Abbinden bzw. Härten und ist witterungsbeständig. Die zwei Hauptrohmaterialien, granulierte Hochofenschlacke und Gips, sind sehr billige Nebenprodukte der Hochofentechnik und der Entschwefelung von öl. Es besteht keine Notwendigkeit, einen Klinker herzustellen, wodurch Öl bzw. Brennstoff gespart wird. Die Zusätze sind ebenfalls sehr billige Materialien. Daher kann der erfindungsgemäße Zement effektiver und billiger als bisher für die allgemeine Ingenieurtechnik, Bauarbeiten, Mauerbeschichtungen und die Herstellung von gegossenen Gegenständen, als Vergußmasse und zu Reparaturarbeiten anstelle von herkömmlichen Zementen verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Sulfatisch angeregter Schlackenzement, bestehend aus
1. 80 Gew.-Teile feinpulverisierter granulierter Hochofenschlacke,
2. 20 Gew.-Teile schwach kalziniertem, wasserfreiem Gips oder Gips-Hemihydrat und
3. Zusätzen,
dadurch gekennzeichnet, daß als Zusätze
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