DE3138795A1 - "verfahren zum herstellen von bearbeitbarem kolloidbeton und gemaess diesem verfahren gewonnenes produkt" - Google Patents

Description

• Bez.: "Verfahren zum Herstellen von bearbeitbarem Kolloidbeton
• und gemäß diesem Verfahren gewonnenes Produkt" Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von bearbeitbarem, leichtem Kolloidbeton aus Wasser und Zement, welcher insbesondere zur Beeinflussung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften Zuschläge enthält, sowie das gemäß diesem Verfahren gewonnene Produkt.
• Der Beton soll zur Herstellung von Formteilen dienen.
• Kolloidbeton aus Zement und Wasser kann beispielsweise nach dem in der deutschen Patentanmeldung P 27 18 236 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, das vorsieht, in einem Mischer Zement und Wasser in einem Verhältnis von o,25 - 0,6 während eines Zeitraumes von etwa 2 Minuten mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 m/min vorzumischen und dann mindestens 8 Minuten lang einer Massenbeschleunigung von mindestens 2 g (g = 9,81 m/sec2) auszusetzen.
• Ein solches Produkt kann beispielsweise dazu dienen, die teuren, zum Schutz gegen Korrosion verwendeten Anstriche, Farben, Lacke oder Kunststoffüberzüge beispielsweise auf der Basis organischerPolymerer, preisgünstig zu ersetzen.
• Hierbei besteht einer der Hauptvorteile dieser Gemische darin, daß die zu beschichtenden Formteile aus Stahl keiner Oberflächenbehandlung, z.B. durch Sandstrahlen, bedürfen, die einen hohen Faktor bei der Berechnung der Gestehungskosten für den konventionellen Korrosionsschutz darstellt.
• Will man einen Beton herstellen, der durch Sägen, Bohren, Schleifen, Fräsen, Nageln u. dgl. bearbeitbar ist, was für den oben beschriebenen Beton nicht zutrifft, so ist man auf die Zuhilfenahme von Zuschlägen angewiesen.
• So beschreibt die LU 56.300 einen Leichtbeton, der zum Herabsetzen der Betondichte bis auf Werte von rund 1 kg/dm3 als Zuschlag Sägespäne enthält. Letztere werden mit Eisenhydroxyd getränkt und hierdurch mineralisiert, wobei man primär Eisensulfat verwendet, welches man mit Hilfe von Kalkmilch neutralisiert, um auf diesem Wege zu Eisenhydroxyd zu gelangen.
• Man geht im einzelnen so vor, daß man Sägespäne mit FeS04-Lösung 30 Minuten lang bei 500 C tränkt, die getränkten Späne mit Kalkmilch behandelt, bis der PH etwa 10 beträgt, und die Masse zuerst mit Zement und anschließend mit Wasser versetzt.
• Ein auf diese Weise zubereiteter Beton weist jedoch nicht die hervorragende Homogenität auf, die den sog. Kolloidbeton auszeichnet.
• Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen, gemäß welchem man in einer gegenüber den bekannten Verfahren einfacheren und billigeren Weise einen bearbeitbaren Kolloidbeton herstellen kann, der ein günstiges Raumgewicht und gleichzeitig befriedigende mechanische Eigenschaften aufweist.
• Dieses Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einem Mischer einen auf die Zementmenge bezogenen Anteil von 25 - 60 % Wasser, in welchem lo - 30 Gew.-% Kochsalz gelöst sind, mittels eines Rührers in eine Drehbewegung solcher Art versetzt, daß die Umfangsgeschwindigkeit am Außendurchmesser des Rührers min. 1.500 m/min beträgt, daß man den Mischer mit Zement beschickt, daß man die Drehbewegung des Rührers auf höchstens die Hälfte der Umfangsgeschwindigkeit drosselt und dem Gemisch einen Anteil von wenigstens lo Gew.-% Holzmehl, auf Zement bezogen, so zuführt, daß der Zuschlag in das Zentrum des durch das Rühren gebildeten trichterförmigen Profils des Mischgutes gelangt.
• In der Tat hat es sich herausgestellt, daß die Zugabe eines organischen Materials zu einem Wasser-Zement-Gemisch im Rahmen eines intensiven Kolloidierungsprozesses überraschenderweise gelingt, wenn man, anstatt reines Wasser zu verwenden, diesem sofort zu Beginn des Herstellungsprozesses eine bestimmte Menge Kochsalz zusetzt. Verwendet man hingegen kein salzhaltiges Wasser, so entsteht ein Gemisch, das sich schlecht durch Gießen bzw. Spritzen weiterverarbeiten läßt und lange Aushärtezeiten hat. Außer dem Salz soll oder darf auch noch ein Aushärtebeschleunigungsmittel bzw. Quellmittel zugesetzt werden. Erfindungsgemäß fügt man das Holzmehl nicht in seiner ursprünglichen Form zu, sondern als wässerige Aufschlämmung, da sonst ein Teil dieses leichten Stoffes durch die vom Rührwerk verursachten Wirbel zerstäubt würde und verlorenginge.
• Weiter ist es wichtig, daß die zur Herstellung der Holzmehlaufschlämmung benötigte Wassermenge nur 50 % der insgesamt einzusetzenden Wassermenge darstellt. Nach Zugabe des Zuschlages wird das Gemisch noch 1 - 5 Minuten lang intensiv kolloidiert.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist leicht und problemlos durchführbar, soweit die einzelnen Verfahrensbedingungen eingehalten werden.
• Allerdings zeigte sich, daß bereits geringfügige Abweichungen von den einzelnen Verfahrensbedingungen, wie beispielsweise eine zu hohe oder zu niedrige Holzmehlfeuchtigkeit oder eine nicht verfahrensgerechte Zuführung des Holzmehls,zum Scheitern des Herstellungsprozesses führen.
• So kann im Falle einer nicht verfahrensgerechten Zugabe des Holzmehlanteils das Mischgut an der Wandung des Mischers hochsteigen und abbinden, während sich um die Rührerflügel ein Hohlraum bildet, in welchem diese wirkungslos rotieren.
• Während die Ahäsionsfähigkeit des durch das erfindungsgemäß Verfahren gewonnenen Kolloidmörtels an Stahl sehr gut ist, zeigt das neue Produkt eine überraschend gute Oberflächenqualität, was im Hinblick auf die angestrebte Herstellung von Formstücken durch Gießen oder Spritzen günstig ist.
• Ein erfindungsgemäß hergesteller Kolloidbeton weist je nach Holzmehlanteil folgende mechanischen Eigenschaften auf: Raumgewicht nach Erhärten fallend bis 1 kg/dm3 Druckfestigkeit nach 7 Tagen bis 170 kg/cm2 Druckfestigkeit nach 28 Tagen bis 220 kp/cm2.
• Diese Festigkeitswerte liegen tiefer als die Werte, welche mit hochkolloidalen Zementmörteln ohne Zusätze an Holzmehl zu erzielen sind, doch sind die erreichten Werte durchausausreichend, was die ins Auge gefaßten Anwendungen anbelangt.
• Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Kolloidbeton lassen sich Form- und Bauteile jedweder Geometrie in Formen gießen bzw. auf Formen spritzen. Die Beschichtung verläuft problemlos und ohne Bandagen.
• Zur Durchführung des erfin-dungsgemäßen Herstellungsverfahrens können Einrichtungen verwendet werden, wie sie von der Anmelderin in der LU 81.524 und 82.500 beschrieben wurden; hierzu wird auf die Zeichnungen verwiesen.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen geeigneten Mischer und Fig. 2 einen Schnitt durch ein für das vorliegende Verfahren vorzüglich geeignetes Rührwerk.
• Man erkennt den Mantel (1) des Mischers, der zwei klappbare Deckel (2) aufweist. Zu der Mischvorrichtung gehört der Rührer (3), der vom Motor (5) angetrieben wird. Letzterer ist auf zwei Geschwindigkeiten einstellbar, von denen eine doppelt so hoch ist wie die andere. Auch bei zugeklappten Deckeln (2) läßt sich die Zugabe des Holzmehls (S) so durchführen, daß der Zuschlag in die Mitte des Profils des bewegten Mischguts (10) gelangt, wie der Pfeil (S) dies andeutet. Hierfür kann man einen Trichter von entsprechender Form vorsehen, der in den offenen Raum zwischen dem Deckel (2) und dem Schaft des Rührers (3) geneigt eingeführt wird und durch den der Zuschlag genau an die vorgesehene Stelle ins Mischgut gelangt.
• Wie in Fig. 1 angedeutet, erfährt das Mischgut beim Rühren eine Bewegung, deren Form an eine Lemniskate erinnert und deren Oberflächenprofil einen mittigen Trichter bildet.
• Wichtig ist, daß der Zuschlag in jenen Trichter gelangt.
• In Fig. 2 wird das vorzugsweise zu verwendende Rührwerk gezeigt. Es ist ein zweistöckiges Rührwerk, das je drei Flügel pro Ebene aufweist. In jeder Ebene sind die Flügel um 1200 gegeneinander versetzt; die beiden Flügelserien sind wiederum um 60 gegeneinander versetzt. Die Flügel sind um 120 zur Ebene senkrecht zur Rührerachse geneigt.
• Was die Maße des Rührers anbelangt, so hat es sich herausgestellt, daß optimale Resultate zu erzielen sind, wenn das Verhältnis zwischen dem Gesamtdurchmesser des Rührers in Arbeitsstellung und dem des Mischbehälters 1/1.3 - 1/2 beträgt.
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Claims (6)

Patentanspruche: 1. Verfahren zum Herstellen von bearbeitbarem, leichtem Kolloidbeton aus Wasser und Zement, der insbesondere zum Beeinflussen der physikalischen und der mechanischen Eigenschaften Zuschläge erhält, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Mischer einen auf Zementmenge bezogenen Anteil von 25 - 60 % Wasser, in welchem lo - 30 Gew.-% Kochsalz gelöst sind, mittels eines Rührers in eine Drehbewegung solcher Art versetzt, daß die Umfangsgeschwindigkeit am Außendurchmesser des Rührers min.

1.500 m/min beträgt, daß man den Mischer mit Zement beschickt, daß man die Drehbewegung des Rührers auf höchstens die Hälfte der Umfangsgeschwindigkeit drosselt und dem Gemisch einen Anteil von wenigstens 10 Gew.-% Holzmehl, auf Zement bezogen, so zuführt, daß der Zuschlag in das Zentrum des durch das Ruhen gebildeten trichterförmigen Profils des Mischgutes gelangt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daß man das Holzmehl in der Form einer wässrigen Aufschlämmung zuführt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Holzmehl-Aufschlämmung benötigte Wassermenge min. 50 % der insgesamt eingesetzten Wassermenge darstellt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch nach Zugabe des Zuschlages noch 1 - 5 Minuten lang durch mechanisches Rühren kolloidiert.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch ein Quellmittel und/oder einen Härtebeschleuniger zufügt.

6. Nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 hergestellter Kolloidbeton.