DE3004130A1 - Verfahren zum wasserdichtmachen von im autoklaven hergestelltem leichtbeton - Google Patents
Verfahren zum wasserdichtmachen von im autoklaven hergestelltem leichtbetonInfo
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Description
-A-
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wasserdichtmachen bzw. Abdichten, Wasserbeständigmachen, Wasserfestmachen
oder Trockenimprägnieren von im Autoklaven hergestelltem Leichtbeton.
5
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Im Autoklaven hergestellter Leichtbeton wird dadurch gebildet, daß man siliciumdioxidhaltige Materialien, wie
Silikasand oder Kieselgestein, und kalkhaltige Materialien, wie Kalk und Zement, vermahlt, die vermahlenen Materialien
mit einer geeigneten Menge Wasser vermischt, anschließend ein Metallpulver, wie Aluminiumpulver, zugibt,
durch Rühren der Mischung oder durch Lufteintragen Poren in die Mischung einarbeitet, die Mischung sich
setzen und verfestigen läßt und dann die verfestigte Masse im Autoklaven behandelt.
Der in dieser Weise hergestellte Beton besitzt ein hohes Wasserabsorptionsvermögen, da er auf der Oberfläche eine
Vielzahl von Oberflächenporen aufweist und viele der im Inneren vorhandenen Poren offene Poren sind.
Zur Verhinderung der Wasserabsorption eines solchen Betons, der als Baumaterial verwendet werden soll, war es
bislang üblich, einen wasserdichten Überzug auf die Oberfläche von Platten aus im Autoklaven hergestelltem
Leichtbeton aufzubringen und zu fixieren. Es sind verschiedene Arten solcher Überzüge erhältlich, so organische
Überzüge, die Überzüge auf Lösungsmittelgrundlage und emulgierte Harzanstrichmittel einschließen, und anorganische
Überzüge, die Überzüge auf Zementgrundlage einschließen.
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Die mit diesen Überzügen behandelten Betonoberflächen
besitzen zweifellos eine Beständigkeit gegen die Wasserabsorption. Bei der Verwendung dieser Überzüge wird jedoch lediglich eine dünne Oberflächenschicht des Betons
imprägniert, so daß bei einer Beschädigung der Oberfläche des Betons oder bei ihrer Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse, die Wasserbeständigkeit des Materials beeinträchtigt wird. Es ist daher äußerst erwünscht, nicht nur der Oberflächenschicht, sondern auch dem Inneren des Betons eine Beständigkeit gegen die Wasserabsorption zu
verleihen.
besitzen zweifellos eine Beständigkeit gegen die Wasserabsorption. Bei der Verwendung dieser Überzüge wird jedoch lediglich eine dünne Oberflächenschicht des Betons
imprägniert, so daß bei einer Beschädigung der Oberfläche des Betons oder bei ihrer Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse, die Wasserbeständigkeit des Materials beeinträchtigt wird. Es ist daher äußerst erwünscht, nicht nur der Oberflächenschicht, sondern auch dem Inneren des Betons eine Beständigkeit gegen die Wasserabsorption zu
verleihen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem es gelingt, im Autoklaven
hergestellten Leichtbeton wasserdicht auszurüsten
bzw. wasserdicht oder wasserbeständig zu machen.
bzw. wasserdicht oder wasserbeständig zu machen.
Diese Aufgabe wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren
gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist daher das Verfahren gemäß
Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders
bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sowie
den bei der Durchführung dieser Verfahrensweise erhaltenen wasserdichten Leichtbeton.
Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders
bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sowie
den bei der Durchführung dieser Verfahrensweise erhaltenen wasserdichten Leichtbeton.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen
darin, daß man den im Autoklaven hergestellten Leichtbeton mit mindestens einer Verbindung in Kontakt bringt,
die aus der Gruppe ausgewählt ist, die flüchtige Organofluorsilane der allgemeinen Formeln
darin, daß man den im Autoklaven hergestellten Leichtbeton mit mindestens einer Verbindung in Kontakt bringt,
die aus der Gruppe ausgewählt ist, die flüchtige Organofluorsilane der allgemeinen Formeln
RSiF , R SiF und R3SiF,
worin R für geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen,
geradkettige oder verzweigte Alkenyl-
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gruppen, alicyclische Gruppen, Arylgruppen oder Aralkylgruppen steht,
umfaßt.
umfaßt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, im Autoklaven hergestellten Leichtbeton vollständig wasserdicht
zu machen, ohne daß die Nachteile der herkömmlichen Verfahren zur Wasserdichtausrüstung durch Auftragen eines
Überzugs auf die Oberfläche des Leichtbetons auftreten.
Das Organofluorsilan reagiert sehr schnell mit dem Calciums
ilikat-hydrat in dem im Autoklaven hergestellten Leichtbeton unter Bildung von Calciumfluorid und einer
wasserabstoßenden Siloxanstruktur, was zur Folge hat, daß man einen im Autoklaven hergestellten Leichtbeton
mit überlegenen Wasserbeständigkeitseigenschaften erhält. Andererseits trägt das gebildete Calciumfluorid zur Steigerung
der Festigkeit des Leichtbetons bei»
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erwünscht, die Reaktion des gesamten im Autoklaven hergestellten
Leichtbetons mit dem Organofluorsilan möglichst gleichmäßig durchzuführen. Da, wie oben erwähnt, die Geschwindigkeit
der Reaktion des Organofluorsilans mit dem CaI-ciumsilikat-hydrat
in dem im Autoklaven hergestellten Leichtbeton ziemlich groß ist, ist es bevorzugt, das zu
verwendende Organofluorsilan in möglichst verdünntem dispergiertem Zustand umzusetzen. Aus diesem Grund wird
das Organofluorsilan vorzugsweise in Form eines Gases
anstelle einer Flüssigkeit mit dem Leichtbeton in Kontakt gebracht.
Demzufolge ist es im allgemeinen nicht notwendig, den
Beton unter Druck mit einem flüssigen Organofluorsilan in Kontakt 2u bringen, das man durch Verflüssigen eines
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gasförmigen Organofluorsilans unter Druck bei Raumtemperatur
gebildet hat. Vorzugsweise bewirkt man den Kontakt bei Atmosphärendruck oder bei einem darunterliegenden
Druck. In gewissen Fällen ist es notwendig, ein bei Raumtemperatur
flüssiges Organofluorsilan mit niedriger Flüchtigkeit
unter einem entsprechend verminderten Druck mit dem Leichtbeton in Kontakt zu bringen. In gewissen Fällen
kann man auch ohne die Anwendung eines verminderten Betriebsdrucks eine Mischung aus gasförmigem Organofluorsilan
und einem Gas, das nicht direkt mit dem Organofluorsilan reagiert, wie Luft, mit dem Leichtbeton in
Kontakt bringen.
Da die Reaktion mit ziemlich hoher Geschwindigkeit abläuft, ist es nicht erforderlich, sie durch die Anwendung
erhöhter Temperatur zu fördern. Wenn die Reaktion zu schnell abläuft, reagieren die Oberflächenschichten
des Betons in größerem Ausmaß, so daß ein ungleichmäßiges Produkt erhalten wird. Demzufolge ist eher die Anwendung
einer niedrigen Temperatur und im allgemeinen der Raumtemperatur bevorzugt.
Bei Verwendung von o,o5 bis 18 Gew.-% des Organofluors"ilans,
bezogen auf das Gewicht des im Autoklaven hergestellten Leichtbetons, erzielt man die besten Ergebnisse.
Wenn die angewandte Menge unterhalb der angegebenen Untergrenze liegt, wird häufig lediglich die Oberfläche
des Betons ausreichend wasserdicht gemacht, während andererseits bei der Anwendung einer Menge von mehr
als 18 Gew.-% feine Risse auf der Oberfläche des Betons auftreten können, die die Wasserbeständigkeit beeinträchtigen
und auch die Druckfestigkeit nachteilig beeinflussen können.
Die als Ausgangsmaterial für den im Autoklaven hergestellten Leichtbeton verwendeten Produkte können irgendwelche
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Materialien sein, die üblicherweise verwendet werden, beispielsweise kalkhaltige Materialien, wie Kalk und
Zement, siliciumdioxidhaltige Materialien, wie Silikatgestein, Silikasand, Hochofenschlacke und Flugasche, ein
Treib- oder Schäummittel, wie Aluminiumpulver, und ein oberflächenaktives Mittel. Die Bedingungen, die bei der
Behandlung des Materials im Autoklaven nach dem Aufschäumen und Verformen angewandt werden, sind die üblicherweise
angewandten.
Um die Reaktion des Organofluorsilans mit dem im Autoklaven
hergestellten Leichtbeton zu bewirken, bringt man den Leichtbeton in einen Reaktor und führt das gasförmige
Organofluorsilan in den Reaktor und bringt es dort mit dem Leichtbeton in Kontakt. Wenn das Organofluorsilan
bei Raumtemperatur gasförmig ist, kann man im Inneren des Reaktors Raumtemperatur anwenden, so daß kein
besonderes Bedürfnis dafür besteht, die Temperatur zu erhöhen. Wenn das Organofluorsilan jedoch bei Raumtemperatur
flüssig ist, ist es möglich, entweder den Druck in einem ausreichenden Maße unterhalb des Atmosphärendrucks
zu halten, um ein Vergasen des Organofluorsilans bei Raumtemperatur in dem Reaktor zu bewirken, oder die Temperatur auf einen Wert oberhalb der Raumtemperatur oder
erforderlichenfalls oberhalb des Siedepunkts des verwendeten Organofluorsilans zu steigern, um dessen Dampfdruck
zu erhöhen, oder man kann eine Mischung aus dem Organofluorsilan und einem Trägergas, wie Luft, einsetzen, so
daß es ebenfalls nicht erforderlich ist, den Druck zu vermindern. Wenn die Anwendung eines verminderten Drucks
notwendig oder erwünscht ist, um das gasförmige Organofluorsilan schnell in dem Reaktor zu verteilen, verwendet
man als Reaktor ein dichtes Gefäß, in das man nach dem Vermindern des Drucks in dem Gefäß das Organofluorsilan
erforderlichenfalls zusammen mit einem Trägergas
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einführt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Organofluorsilane entsprechen
den nachstehenden allgemeinen Formeln
RSiF3, R3SiF2 und R3SiF,
worin R für geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen,
geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppen, alicyclisehe Gruppen, Arylgruppen oder Aralkylgruppen steht. Beispiele
für diese Verbindungen schließen ein: Methyltrifluorsilan, Äthyltrifluorsilan, Propyltrifluorsilan, Butyltrifluorsilan,
Amyltrifluorsilan, Dimethyldifluorsilan,
Diäthyldifluorsilan, Dipropyldifluorsilan, Dibutyldifluorsilan,
Diamyldifluorsilan, Trimethylfluorsilan,
TriäthyIfluorsilan, TripropyIfluorsilan, TributyIfluorsilan,
TriamyIfluorsilan, Äthylmethyldifluorsilan, MethyldibutyIfluorsilan,
Vinylbutyldifluorsilan, Allyläthyldifluorsilan,
Divinylmethylfluorsilan, Methylbutinyldifluorsilan, Divinyldifluorsilan, Triallylfluorsilan, Dipropinyldifluorsilan,
Propinyldiäthylfluorsilan, Propinylbutyltrifluorsilan,
DipropinylbutinyIfluorsilan, DibutinylvinyIfluorsilan,
Cyclohexyltrifluorsilan, Dicyclohexyldifluorsilan, Phenyltrifluorsilan, Diphenyldifluorsilan und
TriphenyIfluorsilan.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Aus im Autoklaven hergestelltem Leichtbeton mit einer Dichte von o,5o kg/dm schneidet man würfelförmige Proben
mit einer Seitenlänge von 1o cm und 2o cm aus. Diese
Proben bringt man in ein verschließbares Gefäß ein,
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- 1ο -
worauf man den Druck in dem Gefäß auf einen Druck von 13 mbar (Io mm Hg) evakuiert. Dann führt man bei Raumtemperatur
eine vorbestimmte Menge gasförmigen Methyltrifluorsilans in das Gefäß ein und läßt es mit den
Proben reagieren. Einige Minuten später entnimmt man die Proben und untersucht sie bezüglich ihres Widerstandes
gegen die Wasserabsorption, im Hinblick auf die Dicke der gebildeten wasserabstoßenden Schicht und auf
ihre Druckfestigkeit.
Die Beständigkeit gegen die Wasserabsorption wird wie folgt bestimmt: Man taucht eine würfelförmige Probe mit
einer Seitenlänge von Io cm derart in Wasser, daß die
obere Oberfläche 2 cm unterhalb der Wasseroberfläche liegt, und beläßt die Probe während 24 Stunden in dem
Wasser. Dann bestimmt man die durch die Wasserabsorption bewirkte Gewichtszunahme als Prozentsatz des Gewichts
des Wassers, bezogen auf das Volumen der Probe.
Die Dicke der wasserabstoßenden Schicht wird wie folgt bestimmt: Man schneidet eine würfelförmige Probe mit
einer Seitenlänge von 2o cm in der Mitte durch und mißt nach dem Aufgießen von Wasser auf die Schnittstelle die
Dicke der wasserabstoßenden Schicht von der gasbehandelten Oberfläche aus.
Die Druckfestigkeit bestimmt man nach der DIN-Norm 4164
(1951). Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt.
3o
3o
030032/0850
| Methyltrifluor silan -Menge (%) |
Dicke der wasser abstoßenden Schicht (mm) |
Absorbierte Wassermenge (%) |
Druckfestig keit (kg/cm ) |
| ο | - | 22 | 47 |
| o,o5 | 3 | 1o | 47 |
| ο,2 | 5 | 5 | 47 |
| 1 | 1o | 4 | 52 |
| 8 | 4o | 2 | 57 |
| 18 | 6o | < 1 | 6o |
| 2o | 7o | 5 | 4o |
Aus den obigen Ergebnissen ist zu erkennen, daß das Organofluorsilan
in das Innere des im Autoklaven hergestellten Leichtbetons eindiffundiert und eindringt. Man kann
eine angemessene Wasserdichtheit selbst dann erzielen, wenn die Menge des Organofluorsilans lediglich o,o5 Gew.-%
beträgt. Wenn jedoch die Menge 18 Gew.-% übersteigt, bilden sich feine Risse, so daß sich sowohl im Hinblick
auf die absorbierte Wassermenge als auch die Druckfestigkeit schlechte Ergebnisse einstellen.
Man führt diese Untersuchung nach der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durch, mit dem Unterschied, daß man
anstelle von Methyltrifluorsilan Äthyltrifluorsilan bzw. Propyltrifluorsilan verwendet. Man erhält annähernd die
gleichen Ergebnisse wie die in der Tabelle I angegebenen. Man erzielt ebenfalls im wesentlichen die gleichen Ergebnisse,
wie sie in Tabelle I angegeben sind, wenn man anstelle von Methyltrifluorsilan Dimethyldifluorsilan
oder Trimethylfluorsilan einsetzt.
030032/0850
Aus im Autoklaven hergestelltem Leichtbeton mit einer Dichte von o,5o kg/cm schneidet man würfelförmige Proben
mit Seitenlängen von 1 ο und 2o cm aus. Man bringt
die Proben in ein dicht zu verschließendes Gefäß ein und vermindert den Druck im Inneren des Gefäßes auf 2,7 mbar
(2 mm Hg). Dann bläst man Luft als Trägergas in flüssiges Phenyltrifluorsilan und führt die mit Phenyltrifluorsilan
angereicherte Luft bei Raumtemperatur in das Gefäß, um den Leichtbeton mit einer vorbestimmten Menge Phenyltrifluorsilan
umzusetzen. Einige Minuten später entnimmt man die Proben und untersucht sie in der in Beispiel 1
angegebenen Weise. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt.
| Zugesetzte Phenyltri- fluorsilan- menge (%) |
Dicke der wasserab stoßenden Schicht (mm) |
Prozentuale Wasserabsorp tion (%) |
Druckfestigkeit (kg/cm2) |
| O | - | 22 | 47 |
| o,o5 | 3 | 1o | 47 |
| o,2 | 5 | 5 | 47 |
| 1 | 9 | 3 | 51 |
| 6 | 36 | 1 | 57 |
| 18 | 55 | <1 | 59 |
| 2o | 65 | 4 | 42 |
Aus den obigen Ergebnissen ist zu erkennen, daß man bei der Verwendung eines flüssigen Organofluorsilans bei
Raumtemperatur annähernd die gleichen Ergebnisse erzielt, wie sie in der Tabelle I angegeben sind.
030032/0850
•ϊ
Zusamme n.f a s s u η g
Es wird ein Verfahren zum Wasserdichtmachen von im Autoklaven
hergestelltem Leichtbeton beschrieben, den man durch Vermischen von siliciumdioxidhaltigen Materialien und kalkhaltigeri
Materialien, Vermischen der erhaltenen Mischung mit Was„ser, Zugabe eines Metallpulvers, Rühren der Mischung
oder Einmischen von Luft zur Bildung von Poren, Verfestigen der Mischung und Behandeln der erhaltenen verfestigten Masse
im Autoklaven erhält. Um das Material wasserdicht zu machen, wird der im Autoklaven hergestellte Leichtbeton mit
mindestens einem Organofluorsilan, vorzugsweise einem bei Raumtemperatur gasförmigen Organofluorsilan, in Kontakt gebracht,
das aus den Verbindungen der nachstehenden allgemeinen Formeln -
RSiF3, R3SiF2 und R3
worin R für geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen, geradkettige
oder verzweigte Alkenylgruppen, alicyclische Gruppen, Arylgruppen oder Aralkylgruppen steht, ausgewählt
ist. Das Organofluorsilan wird in einer Menge von o,o5 bis
18 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des im Autoklaven herge stellten Leichtbetons, eingesetzt.
030032/0850
Claims (8)
- Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weic slmann, Dtl.-Phys. Dr. K. FinckeDipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska8000 MÜNCHEN 86, DEN ~ '-. *· - l'üjiPOSTFACH 860 820MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 HtM/CbSUMIKO 34SUMITOMO METAL MINING COMPANY LIMITEDundKANTO DENKA KOGYO CO. LTD.11-3, 5-chome, Shinbashi, Minato-ku, Tokyo/Japan 2-1, 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokoy/JapanVerfahren zum Wasserdichtmachen von im Autoklaven hergestelltem LeichtbetonPatentansprüche' 1/. Verfahren zum Wasserdichtmachen von im Autoklaven hergestelltem Leichtbeton, dadurch gekennzeich net, daß man den im Autoklaven hergestellten Leichtbeton mit mindestens einer Organofluorsilan-Verbindung der allgemeinen FormelnRSiF0, R_SiF und R SiF
worin R für geradkettige oder verzweigte Alkylgrup-O3OO32/H085Qpen, geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppen, alicyclische Gruppen, Arylgruppen oder Aralky!gruppen steht,
in Kontakt bringt.
5 - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Organofluorsilan in einer Menge von o,o5 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des im Autoklaven hergestellten Leichtbetons, verwendet. 1o
- - 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein bei Raumtemperatur gasförmiges Organofluorsilan verwendet.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein bei Raumtemperatur flüssiges Organofluorsilan verwendet und dieses unter vermindertem Druck in gasförmigem Zustand mit dem im Autoklaven hergestellten Leichtbeton in Kontakt bringt.
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man ein bei Raumtemperatur flüssiges Organofluorsilan verwendet und es vor dem Inkontaktbringen mit dem Beton zur Erhöhung seines Dampfdrucks auf eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur erhitzt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bei Raumtemperatur flüssi- ges Organofluorsilan verwendet und es vor dem Inkontaktbringen mit dem Beton zur Erhöhung seines Dampfdrucks auf eine Temperatur oberhalb seines Siedepunkts erhitzt.
- 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bei Raumtem-peratur flüssiges Organof luorsilan verwendet ur.d das verdampfte Organofluorsilan mit einem Trägergas vermischt und die erhaltene Mischung mit dem Betör, in Kcr.-takt bringt.
- 8. Wasserdichter, im Autoklaven hergestellter Leichtbeton erhältlich nach den Ansprüchen 1 bis 7.0 3 0 U 3 2 / f.. ΠEiAP. OBIQINAL
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| DE3004130A1 true DE3004130A1 (de) | 1980-08-07 |
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|---|---|---|---|
| DE19803004130 Ceased DE3004130A1 (de) | 1979-02-05 | 1980-02-05 | Verfahren zum wasserdichtmachen von im autoklaven hergestelltem leichtbeton |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE3840579A1 (de) * | 1988-12-01 | 1990-06-07 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur herstellung von gasbeton |
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| DD114392A1 (de) * | 1973-11-13 | 1975-08-05 |
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1980
- 1980-01-28 GB GB8002782A patent/GB2042498A/en not_active Withdrawn
- 1980-02-04 SE SE8000869A patent/SE8000869L/xx unknown
- 1980-02-05 DE DE19803004130 patent/DE3004130A1/de not_active Ceased
- 1980-02-05 FR FR8002459A patent/FR2447895A1/fr active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3840579A1 (de) * | 1988-12-01 | 1990-06-07 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur herstellung von gasbeton |
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| FR2447895A1 (fr) | 1980-08-29 |
| SE8000869L (sv) | 1980-08-06 |
| GB2042498A (en) | 1980-09-24 |
| JPS55104984A (en) | 1980-08-11 |
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