DE3217773A1

DE3217773A1 - Mittel zum zerstoeren dauerhafter strukturen, beispielsweise beton, fels oder dergleichen

Info

Publication number: DE3217773A1
Application number: DE19823217773
Authority: DE
Inventors: Waichi Kobayashi; Satoshi Ube Yamaguchi Ohtaka; Yuichi Suzukawa
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1982-05-12
Publication date: 1982-12-16
Also published as: US4604143A; DE3217773C2; KR880001586B1; JPS57190657A; KR830010274A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. V. SCHMIED-KOWARZiK · dr. P. WEINHOLD · München DIPL.-ING. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT· Frankfurt

•3 *

GROSSE ESCHENHEIMER STR. 6OOO PRANKFURTAM MAIN

TELEFONi (0611) 261134 4-287OI4 TELEX: 413110

10. Mai 1962 Gu/lS

UBE INDUSTRIES, LTD.

12-32, Kishihonraachi 1-chome, Ube-shi,

Yamaguchi-ken, Japan

Mittel zum Zerstören dauerhafter Strukturen, beispielsweise Beton, Fels oder derp'.eichen

Be s ehre it)tong

Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Zerstören bzw. zum Erleichtern des Zerstörens dauerhafter Strukturen, beispielsweise zum Zerstören von Beton, Ziegelstrukturen, Fels oder dergleichen.

Derartige dauerhafte Strukturen können beispielsweise durch Sprengen mit explosivem Material zerstört werden. Als Beispiel sei Dynamit erwähnt, was sich hervorragend zum Zerstören eignet. Ein Sprengen mit Explosivstoffen belastet aber die Umwelt, und zwar insbesondere wegen des Explosionsknalls, der Schockwellen und Schwingungen und weil Bruchstucke und Staub ausgeworfen werden. Sprengen mit Explosivstoffen ist außerdem stets gefährlich.

Es ist weiterhin bekannt, daß dauerhafte Strukturen im oben beispielsweise erwähnten Sinne durch mechanische Verfahren zerstört werden können, wobei eine Stoßkugel, eine Bohrstange oder auch ein Hammer verwendet wird. Hier ist jedoch im allgemeinen der Nachteil eines verhältnismäßig geringen Zerstörungseffekts vorgesehen, außerdem werden bei diesem Verfahren ebenfalls erhebliche Lärmbelästigungen und Schwingungen hervorgerufen.

Verschiedene Versuche wurden unternommen, um die Nachteile herkömmlicher Sprengverfahren mit Explosivstoffen oder mit Hilfe der beschriebenen mechanischen Verfahren zu vermelden. Unter anderem wurden hierbei Löcher in der zu zerstörenden Struktur angelegt, die dann mit einer wäßrigen Aufschlemmung eines expansiven Materials gefüllt wurden, so daß das Material sich in den Löchern ausdehnen

konnte, wobei es hydriert wurde. Dabei wird eine große Expansionskraft erzeugt. Als Beispiel sei die Hydrierung von Kalk (Kaliumoxid) erwähnt.

Das Quellen von Kalk ist insoweit vorteilhaft, als dabei praktisch kein Schall und keine Schwingungen oder Schockwellen entstehen mit Ausnahme bei der Herstellung der Löcher in der betreffenden Struktur. Die Löcher werden üblicherweise mit einem Bohrgerät angelegt. Außerdem ist dieses Verfahren ungefährlich.

Das Verfahren hat aber den Nachteil, daß das Hydrieren des Kalks sehr schnell vor sich geht. Sobald der Kalk mit Wasser gemischt wird, hydriert der Kalk und die Mischung expandiert sehr schnell. Diese schnelle Hydratation (Wasseranlagerung) des Kalks geht mit einem schnellen Anwachsen der Viskosität der Mischung einher. Es 1st daher schwierig, die Mischung in die Löcher einzugeben. Sogar wenn die Mischung in die Löcher eingegossen werden kann, so quillt sie dennoch unmittelbar anschließend aus den Löchern heraus, weil sich die Mischung, wie erwähnt, sehr schnell ausdehnt. Hier kann also der von der Mischung erzeugte Expansionsdruck nicht zum Zerstören der betreffenden Struktur ausgenutzt werden.

Verschiedene Versuche wurden unternommen, die Nachteile dieses Verfahrens auszuschalten. Als Beispiel sei auf die japanische Offenlegungsschrift 51-128131 (1976) verwiesen, wo die oberen Öffnungen der Bohrlöcher mit Klappen verschlossen werden, die an der betreffenden Struktur befestigt sind. Hierdurch wird zwar das Austreten der Kalk/Wassermischung vermieden, doch ist dies Verfahren, bedingt durch das zusätzliche Anbringen der Verschlußklappen, arbeitsaufwendig und teuer.

Die japanischen OffenlegungsSchriften 47-40692 (1972), 50-869 (1975) und 50-7372 (1975) beschreiben die Verwendung eines die Hydratation verzögernden Mittels auf der Basis von Siliciumfluorid, was der Mischung zugegeben wird. Hierbei ist es aber schwierig, die Zugabebedingungen adäquat zu kontrollieren, und zwar immer bezogen auf die Hydratationseigenschaften des jeweils verwendeten Kalks.

Die japanische Offenlegungsschrift 55-142894 (1980) beschreibt die Verwendung von CaO Kristallen, die mit 3CaO · SiOp Kristallen beschichtet sind, um die Hydratationsrate der CaO Kristalle zu steuern. Bei Verwendung dieses Mittels 1st der dabei ausgeübte Expansionsdruck nicht sehr groß, und zwar weil der Anteil an CaO Kristallen bei diesem Mittel verhältnismäßig gering ist. Dieses Mittel ist auch dahingehend nachteilig, als der Ziegel bei einer höheren Sintertemperatur aus den Rohmaterialien erzeugt wird, das in den Rohmaterialien enthaltene CaSO/ sich in der Wärme zersetzt und das nicht erwünschte SOp-Gas erzeugt.

Die Erfinder dieser Anmeldung haben ausführliche Versuche durchgeführt, um das Verhältnis zwischen dem durch ein solches Mittel erzeugten Expansionsdruck und der Zerstörungswirkung festzustellen. Hierbei wurde gefunden, daß Risse in der Struktur erzeugt werden können, wenn der Expansionsdruck, der von dem betreffenden Quellmittel

2
erzeugt wird, 30 kg pro cm beträgt oder auch höher liegt.

Liegt der Expansiondruck bei 200 kg pro cm oder auch darüber, so kann die betreffende Struktur zufriedenstellend zerstört werden. Das bedeutet, daß die Zuerstörungswirkung erhöht wird, wenn der von dem betreffenden Quellmittel erzeugte Expansionsdruck sich vergrößert.

Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis wurden weitere Versuche zur Bestimmung eines neuen Typs eines solchen Zerstörungsmittels durchgeführt, welches einen großen Expansionsdruck erzeugen kann, wenn es mit Wasser in Berührung kommt und das daher sich dann auch durch eine große Zerstörungswirkung bei den verschiedensten dauerhaften Strukturen auszeichnet. Das neue Mittel soll außerdem die beschriebenen Nachteile der bekannten Mittel nicht mehr aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zum Zerstören dauerhafter Strukturen vorzuschlagen, das einen großen Expansionsdruck und eine große Zerstörungswirkung entwickeln kann. Das neuartige Mittel soll außerdem eine angemessene Hydratationsrate entwickeln, so daß ein wäßriger Schlamm oder Brei dieses Mittels in die in der betreffenden Struktur angelegten Bohrlöcher ohne Schwierigkeiten eingegossen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung gekennzeichnet durch(A) 100 Gewichtsteile einer Mischung aus feinen Teilchen, die im wesentlichen bestehen aus

(1) 90 - 99 Gew. % eines Ziegels, d^i aus

(a) 15 - 97 Gew. % freien CaO Kristallen

besteht,

(b) 3-85 Gew. % freien 3 CaO « SiO^ristallen und

(c) 0 - 10 Gew. % nicht vermeidbarer Verunreinigungen,

wobei der Ziegel bei einer Sintertemperatur von wenigstens 1.200° C hergestellt wurde, sowie aus

(2) 1 - 10 Gew. % wenigstens einer Gips-

verbindung auf der Basis von Gipsanhydrid

und durch

(B) 0,4-4 Gewichtsteile eines Bindewasser reduzierenden Mittels.

Die Unteransprüche geben bevorzugte Merkmale des erfindungsgemäßen Mittels wieder.

Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert.

Das neuartige Mittel zum Zerstören dauerhafter Strukturen liegt in Pulverform vor und besteht aus einer Zusammensetzung, die

(A) eine Mischung aus (1) einem besonderen Ziegel oder einer besonderen Schlacke enthält und (2) Gips sowie

(B) ein Binderwasser reduzierendes Mittel.

Der spezielle Ziegelänteil besteht,aus (a) 15 - 97 Gew. % freie CaO Kristalle, (b) 3-85 Gew. % freie 3CaO .SiO Kristalle und (c) 0-10 Gew. % nicht vermeidbare Verunreinigungen. Der Ziegelanteil wird hergestellt, indem die Bestandteile bei einer Temperatur von wenigstens 1.200° C gesintert werden.

Wenn die Anteile der freien CaO Kristalle und der freien 3CaO . SiOp Kristalle im Ziegel- oder Schlackebestandteil mehr als 97 Gew. % betragen bzw. weniger als 3 Gew. %, so hat das Mittel eine sehr große Hydratationsreaktionsrate, so daß, wenn das Mittel gemischt und die Mischung in die Löcher eingegossen wird, das Mittel wegen der sehr schnellen Expansion aus den Löchern plötzlich austritt.

■3 ·

Auch wenn der Betrag der freien CaO Kristalle und der freien 3CaO · SiO₂ Kristalle im Ziegelanteil kleiner als 15 Gew. % ist bzw. größer als 85 Gew. %, so entwickelt das Mittel einen nicht ausreichenden Expansionsdruck.

Im allgemeinen kann gesagt werden» daß die Hydratationsexpansicnsrate des Mittels nicht nur vom Mischungsverhältnis der freien CaO Kristalle und der freien 3CaO . SiOg Kristalle abhängt, sondern auch von der Temperatur, bei der das Mittel mit Wasser reagiert. Wird das Mittel also im Sommer eingesetzt, wenn die Temperaturen verhältnismäßig hoch sind, um die Reaktion bei einer zufriedenstellenden Reaktionsgeschwindingkeit stattfinden zu lassen, so gibt es im allgemeinen keine Schwierigkeiten. Ist aber im Winter die Umgebungstemperatur verhältnismäßig niedrig, so ist auch die Hydratationsreaktionsrate des Mittels im allgemeinen zu gering. Im Winter wird daher die Hydratationsreaktionsrate des Mittels dadurch erhöht, daß der Gewichtsanteil der freien CaO Kristalle in der Ziegelzusammensetzung erhöht wird. Der Gewichtsanteil der freien CaO Kristalle im Ziegelanteil schwankt im Bereich zwischen 15 bis 87 Gew. %, und zwar abhängig von der Umgebungstemperatur.

Der Ziegelanteil enthält manchmal unvermeidbare Verunreinigungen, abhängig vom jeweils verwendeten Rohmaterial. Enthalten die Rohmaterialien also gewisse Anteile von Al₂O, und Fe₂O^, so enthält die sich daraus ergebende Ziegelzusammensetzung als nicht vermeidbare Verunreinigungen 3CaO -Al₂O₃ Kristalle und 4CaO .Al₃O₃ 'Fe₂O, Kristalle. Je größer der Anteil der unvermeidlichen Verunreinigungen in der Klinkerzusammensetzung ist, um so kleiner ist der

ZΊ7773

_ Bf _

Anteil an freien CaO Kristallen, die den Expansionsdruck erzeugen. Der Anteil der Verunreinigungen darf also 10 Gew. % nicht übersteigen. Es wird bevorzugt, wenn der Anteil dieser Verunreinigungen in der Ziegelzusammensetzung nicht größer ist als 5 %·

Die Ziegelzusammensetzung wird durch Sintern von Rohmaterialien bei einer Temperatur von 1.200° C oder höher hergestellt, vorzugsweise zwischen 1.250 und 1.500° C. Wenn die Sintertemperatür niedriger ist als 1.200° C, so entwickelt das betreffende Mittel einen nicht zufriedenstellenden Expansionsdruck und daher eine nicht ausreichende Zerstörungswirkung. Eine Sintertemperatur über 1.500° C erhöht die Zerstörungswirkung der Ziegelzusammensetzung nicht mehr und ist daher wirtschaftlich nachteilig.

Für die Ziegelzusammensetzung 1st es wichtig, daß die freien CaO Kristalle und die freien 3CaO «SiO₂ Kristalle unabhängig voneinander vorliegen. Das bedeutet, daß die CaO Kristalle nicht in den 3CaO « SiO_? Kristallen enthalten sind.

Es werden 90 bis 99 Gew. % der Ziegelzusammensetzung mit 1 bis 10 Gew. % der Gipsverbindung, bezogen auf oder auf der Basis von Gipsanhydrid (CaSO^) gemischt, wobei wenigstens eine Gipsverbindung vorliegt.

Werden mehr als 99 Gew. % bzw. weniger als 1 Gew. % der Ziegelverbindung und der Gipsverbindung verwendet, so entwickelt das daraus hergestellte Mittel eine zu große Hydratationsreaktionsrate. Wird also ein derartiges Mittel in die Bohrlöcher eingegeben, so springt die Mischung wegen der schnellen Expansion des Mittels aus den Löchern heraus.

— β**—

Sind die Anteile der Ziegelverbindung und der Gipsverbindung geringer als 90 Gew. % bzw. mehr als 10 Gew. %, so hat das daraus hergestellte Mittel eine nicht zufriedenstellende Zerstörungswirkung, und zwar wegen des geringen Anteiles an freien CaO Kristallen.

Die Gipsverbindung oder Gipszusammensetzung wird aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Gipsdihydrat, Gipshemihydrat und Gipsanhydrid besteht, wobei es sich um natürliche oder synthetische Produkte handeln kann. Wenn die Gipszusammensetzung Gipsanhydrid enthält, so wird es bevorzugt, wenn das Gipsanhydrid durch Brennen von Gipsdihydrat und/oder Gipshemihydrat bei einer Brenntemperatur von 1.200° C oder weniger hergestellt wird. Eine Brenntemperatur von über 1.200° C gibt gelegentlich ein Gipsanhydrid mit nicht zufriedenstellender Zerstörungswirkung.

Es wird auch bevorzugt, wenn der Anteil der Verunreinigungen, beispielsweise P₂^5 *ⁿ ^^er Gipszusammensetzung so gering wie möglich ist, weil die Verunreinigungen die Hydratationsreaktion der freien CaO Kristalle behindern.

Das neuartige Mittel enthält 0,4 bis 4 Gewichtsteile eines Bindewasser reduzierenden Mittels zuzüglich zv den 100 Gewichtsteilen der Mischung der Ziegelzusammensetzung und der Gipsverbindung. Das Bindewasser reduzierende Mittel kann handelsüblich sein. Es weist vorzugsweise ein den Wasseranteil reduzierendes Mittel auf, das die Fluidität des wäßrigen Schlamms des erfindungsgemäßen Mittels fühlbar erhöht, und zwar auch wenn das Mittel in nur geringen Anteilen verwendet wird. Dieses das Wasser reduzierende Mittel enthält vorzugsweise ein /?-Naphthalin Sulfonsäure/ Formaldehyd-Kondensationsprodukt.

\ I I I

φ -

Ein zu großer Anteil des Bindewasser reduzierenden Mittels, nämlich größer als 4 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Mischung der Ziegelzusammensetzung und der Gipsverbindung, vergrößert nicht die Fluidität des wäßrigen Schlamms und ist daher wirtschaftlich nachteilig.

Wird das das Bindewasser reduzierende Mittel in einem Betrag von weniger als 0,4 Gewichtsteile verwendet, so hat der wäßrige Schlamm eine nicht ausreichende Fluidität.

Das Mittel nach der Erfindung kann wie folgt hergestellt werden.

Rohmaterial für die Herstellung der Ziegelzusammensetzung ist üblicherweise Kalkstein (Kalziumkarbonat). Es können aber auch Schlackenkalk, Carbidabfälle und/oder Kalk als Rohmaterial verwendet werden. Das Roh-Siliciummaterial für die Herstellung der Klinkerzusammensetzung kann aus üblichen Silikaten ausgewählt werden, beispielsweise aus Silikatsteinen und/oder Tonerde.

Das Rohmaterial für den Kalkstein und das Rohmaterial für das Silikat werden in Beträgen eingesetzt, die für die Herstellung einer Ziegelzusammensetzung richtig ist, die 15 bis 97 Gew. % freie CaO Kristalle hat und 3 bis 85 Gew. % freie 3CaO · SiO₂ Kristalle. Das Gewichtsverhältnis von CaO zu SiO₂ soll zwischen 3,5 bis 198 liegen.

Je mehr Verunreinigungen, beispielsweise Al C· und FepO,, in den Rohmaterialien vorliegen, um so größer sind auch die Verunreinigungen in der daraus hergestellten Ziegelzusammensetzung, beispielsweise 3CaO · Al_?0, Kristalle und 4CaO ·AIpO, · Fe₂O, Kristalle. Um so kleiner ist der

Anteil an freien CaO Kristallen in der Ziegelzusammensetzung. Es ist also erwünscht, daß die Verunreilgungen, beispielsweise Al₂O- und Fe_?0,, im Rohmaterial in so geringem Anteil wie möglich vorliegen.

Die Rohmaterialien für den Kalkstein und für das Silicium werden im notwendigen Mischungsverhältnis gemischt und unter Verwendung einer Misch-Pulverisiereinrichtung zerkleinert. Hierfür wird beispielsweise eine Zement-Kugelmühle oder eine VertikalmUhle verwendet. Das Mischen und Pulverisieren kann unabhängig voneinander in getrennten Vorrichtungen erfolgen.

Das Pulverisieren der Mischung wird vorzugsweise soweit ausgeführt, daß, wenn die pulverisierte Mischung durch ein Sieb von 88 Micron gesiebt wird, 20 Gew. % oder weniger der pulverisierten Mischung auf dem Sieb verbleiben. Wenn der verbleibende Anteil der pulverisierten Mischung auf dem Sieb mehr als 20 Gew. % ist, so kann die pulverisierte Mischung nicht zufriedenstellend gesintert werden. Die pulverisierte Mischung wird vorzugsweise tablettiert und dann bei einer Temperatur von wenigstens 1.200° C gesintert, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 1.250 und 1.500⁰C.

Das Sintern erfolgt te beliebiger Atmosphäre, beispielsweise in einer neutralen Atmosphäre oder in einer leicht oxydierenden Atmosphäre.

Die sich daraus ergebende Ziegel- oder Schlackenzusammensetzung wird mit einer Gipsverbindung oder Gipszusammensetzung gemischt und die sich ergebende Mischung wird fein pulverisiert, und zwar unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Bei diesem Mischen und Pulverisieren wird es bevorzugt, wenn die dabei hergestellten Teilchen

\ I I t

eine spezifische Oberfläche zwischen 1.500 und 4.000 cm /g haben, gemessen nach dem Blaine¹sehen Durchlässigkeitsverfahren. Haben die feinen Teilchen eine spezifische Ober-

fläche kleiner als 1.500 era /g und sind sie grob, so entwickelt das daraus hergestellte Mittel eine niedrige Hydratationsrate und einen nicht zufriedenstellenden Expansionsdruck. Auch wenn die spezifische Oberfläche der Teil-

chen größer ist als 4.000 cm/g und wenn die Teilchen sehr fein sind, so entwickelt die wäßrige Aufschlemmung des daraus hergestellten Mittels eine verringerte Fluidität. Weiterhin ist das Herstellen sehr feiner Teilchen teuer, insbesondere wegen des damit verbundenen Energieverbrauchs.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben.

Bei diesen Ausführungsbeispielen wurden Ausgangsmaterialien verwendet, deren Zusammensetzung sich aus den folgenden Tabellen 1 und 2 ergibt.

Tabelle 1

Zusammensetzung (Gew. %)

Rohmaterial

Kaiziumkarbonat
(Calcium carbonate)

Kalkstein
(Limestone)

Kieselsäureanhvdrid
(Siiicid acid
anhydride)

Kieselerde
(Silica stone)

Ton
(Clay)

Zündverlust

44,0
43,3

0,1
1,3

6,8

SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MgO

0,0 0,0 0,0 56,0 0,0

0,2 0,1 0,1 55,8 0,5

99,9 0,0 0,0 0,0 0,0

83,1 7,0 3,4 ' 1,9 1,3

59,3 21,1 8,1 0,3 1,6

K₂O Summe

0,00 0,00 100,00 0,01 0,01 100,00

0,	00	0,	00	100	,00	> 3 > » j> * 1 >
1,	38	0,	91	100	,29	< > I 1
0,	25	2,	72	100	,17

Zündverlust

Tabelle 2

Gipszusammensetzung (Gew. %)

20,8 0,3

^Fe2°3 ^{Ca0 Mg0 S0}3 ^Na?° ^K2° ^Summe 0,0 0,0 32,5 0,0 46,3 0,01 0,01 99,92

ύί\ I I I

ir-

Beispiel 1

Eine Mischung wurde unter Verwendung eines Mischers vom V-Typ aus 93,8 Gew. % Kalziumkarbonat und 6,2 Gew. % Kieselsäureanhydrid hergestellt. Beide Bestandteile hatten die in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen und gingen vollständig durch ein Sieb mit 88 μία. Der Mischung wurden 15 Gewichtsteile Wasser hinzugesetzt und tablettiert, wobei die Tabletten einen Durchmesser zwischen 5 und 15 mm hatten. Es wurde hierbei eine Tablettiermaschine vom Pfannentyp verwendet, die Tabletten wurden getrocknet. Die trockenen Tabletten wurden in einen elektrischen Ofen eingelegt und bei einer Temperatur von 1.400° C 30 Minuten lang gesintert, um eine Ziegelzusammensetzung herzustellen.

Diese Ziegelzusammensetzung bestand aus 60 Gew. % freien CaO Kristallen und 40 Gew. % freien 3CaO · SiO₂ Kristallen. Sie war frei von anderen Kristallen. Die CaO Kristalle und die 3CaO «SiOp Kristalle waren voneinander unabhängig.

Eine Mischung wurde daraus hergestellt, indem 95 Gewichtstelle der Klinkerzusammensetzung mit 5 Gewichtsteilen einer Gipsverbindung gemischt wurden, die aus Gipsanhydrid bestand. Diese Zusammensetzung wurde durch Brennen von Gipsdihydrat hergestellt, welches die in Tabelle 2 angegebene Zusammensetzung hatte. Gebrannt wurde bei einer Temperatur von 500° C. Die sich daraus ergebende Mischung wurde in einer Kugelmühle pulverisiert. Die daraus hergestellten Teilchen hatten eine spezifische Oberfläche von 3.000 cm~/g. Diese pulverisierte Mischung aus der Ziegelzusammensetzung und der Gipsverbindung wurde mit 0,6 Gewichtsteilen eines Bindewasser reduzierenden Mittels vermischt, das ein β-Naphthalin Sulfonsäure/Formaldehyd-Kondensationsprodukt

-■*-'■■ ' AJ -

enthielt und unter dem Handelsnamen "Mighty 100" von der Firma Cao Soap Co. hergestellt wird. Die Mischung wurde pulverisiert und ergab dann das Mittel zum Zerstören . dauerhafter Strukturen.

Daraus wurde ein wäßriger Schlamm hergestellt, indem 100 Gewichtsteile dieses Mittels mit 34 Gewichtsteilen Wasser gemischt und geknetet wurden. Der Schlamm wurde in ein Gefäß mit einem offenen und einem geschlossenen Ende eingegeben, das einen Innendurchmesser von 40 mm und eine Länge von 600 mm hatte, so daß dieses Stahlgefäß vollständig ausgefüllt wurde. Das Einfüllen konnte langsam und ohne Schwierigkeiten erfolgen, ohne daß dabei die weichfließenden Eigenschaften des Schlamms schnell schlechter wurden.

Der Expansionsdruck des Schlamms im Stahlgefäß wurde mit zwei Druckmessern gemessen, die sich in der Mitte des Stahlgefässes in einer klimatisierten Kammer mit gleichbleibender Temperatur befand, nämlich bei einer Temperatur von 20° C.

Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 wiedergegeben. Beispiele 2 bis 4

Bei diesen Beispielen 2 bis 4 wurde dasselbe Verfahren wie bei Beispiel 1 angewendet, außer daß die Sintertemperatur in Beispiel 2 auf 1.200⁰C, in Beispiel 3 auf 1.300° C und in Beispiel 4 auf 1.500° C abgeändert wurde.

Auch diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

ό I I / / / o^J

Vergleichsversuch 1

Es wurde dasselbe Verfahren zur Herstellung der Ziegelzusammensetzung wie bei Beispiel 1 durchgeführt, außer daß die Sintertemperatur für den Ziegel auf 1.100° C abgesenkt wurde. Beim Sintern wurden die gesinterten Materialien pulverisiert und es wurde daher keine Ziegelzusammensetzung erhalten. Die pulverisierten Materialien wurden anstelle der Ziegelzusammensetzung nach Beispiel 1 verwendet, um ein Vergleichsmittel zu ergeben.

Der Expansionsdruck auch beim Vergleichsversuch wurde gemessen. Auch hier sind die Ergebnisse in Tabelle 3 wiedergegeben.

	Tabelle 3	1	160	Expansionsdruck (kg/cm )	nach 24 Stunden*
		2	130	nach 12 Stunden*	450
	nach 6 Stunden*	3	180	310	320
Beispiel	4	170	190	420
Beispiel	Vergleichsbei spiel 1	Messung weil der	320	430
Beispiel		310	des Expansionsdrucks nicht mögli< Schlamm aus dem Gefäß austrat.
Beispiel

* Der Expansionsdruck wurde 6, 12 bzw. 24 Stunden nach dem Einfüllen des Schlamms in da3 Gefäß gemessen.

Beispiele 5 bis 8 und Vergleichsbeispiele 2 und 3

Bei diesen Beispielen 5 und 8 und den Vergleichsbeispielen 2 und 3 wurde grundsätzlich dasselbe Verfahren angewendet
wie bei Beispiel 1, außer daß die Zusammensetzung der Ziegelverbindung wie in Tabelle 4 angegeben abgeändert wurde.
Tabelle 4 gibt auch die gemessenen Expansionsdrücke wieder.

	Tabelle	3CaO . SiOo ei	4	Expans ionsdruck	ρ (kg/cm )	480
Beispiel Nr.	Zus amraens etzung der Klirikerver- binduns (Gew.%)	3		nach 6 Stunden	nach nach 12 Stunden 24 St.	460 400
	CaO	20 60	330	430	300
5	97	80	250 120	370 280	O₂
Beispiel ⁶ 7	80 40	2	80	150	110
8	20	90	C)	O₂
Vergleichs beispiel 2	98	40	80
3	10

(*)₂ Messung des Expansionsdrucks nicht möglich, weil der Schlamm aus dem Gefäß plötzlich austrat.

Beispiele 9 bis 12 und Vergleichsbeispiel 4

Bei den Beispielen 9 bis 12 und Vergleichsbeispiel 4 wurde grundsätzlich wiederum dasselbe Verfahren wie bei Beispiel 1 durchgeführt, außer daß anstelle des Gipsanhydrids die Gipsverbindung nach Tabelle 5 verwendet wurde. Tabelle 5 gibt auch die gemessenen Expansionsdrücke wieder.

	Tabelle	5	-	nach nach 12 Stunden 24 Stunden
		p Expansionsdruck (kg/cm )	300 430
Beispiel Nr.	Gipsverbindungs- typ	nach 6 Stunden	290 420
Beispiel 9	Gipsdihydrat	. 160	330 450
10	Gipshemihydrat	150	270 450
11	Gipsanhydrid ()■	190	Messung des Expansionsdrucks nicht möglich,weil der Schlamm aus dem Gefäß austrat
12	Gipsanhydrid ()^*	220
Vergiß Beisp.	Gipsanhydrid (*)c

(*)■* - Hergestellt durch Brennen von Gipsdihydrat bei 800 C. (*)a - Hergestellt durch Brennen von Gipsdihydrat bei 1.10O⁰C, (*)_ς - Hergestellt durch Brennen von Gipsdihydrat bei 1.300⁰C.

Beispiele 13 und 14 und Vergleichsbeispiel 5

Bei den Beispielen 13 und 14 und Vergleichsbeispiel 5 wurde grundsätzlich wiederum dasselbe Verfahren verwendet wie bei Beispiel 1, außer daß die Gipsverbindung in der Menge nach Tabelle 6 eingesetzt wurde. Tabelle 6 gibt auch die gemessenen Expansionsdrücke wieder.

	Tabelle	Menge der	Vergleichs- beispiel	0	6	p (kg/cm )
	Gipsverbindung (Gew. %)	5	Expans i ons druc k	nach . 24 St.
Beispiel Nr.	1	nach nach fi Stunden 12 St	440
Beispiel 13	10	230 330	390
14	130 270
	nsionsdru
Messung des Expa

g p nicht möglich, weil der Schlamm au3 dem Gefäß austrat.

Beispiele 15 bis 17

In den Beispielen 15 bis 17 wurde grundsätzlich das Verfahren verwendet, wie bei den vorhergehenden Beispielen 1, 5 bzw. 6, außer daß der Expansionsdruck in einer klimatisierten Kammer mit konstanter Temperatur von 5° C durchgeführt wurde. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 7.

Tabelle 7 Expansionsdruck (kg/cm )

nach nach nach Beispiel Nr. 6 Stunden 12 Stunden 24 Stunden

15 50 110 250

16 130 270 420

17 90 190 390

\J i. ι I I I \J

-49-

Tabelle 7 zeigt, daß, je größer der Anteil der freien CaO Kristalle im Mittel ist, um so kleiner der Einfluß der Temperatur auf den Expansionsdruck ist. D. h., daß ein Mittel mit großen Anteilen an freien CaO Kristallen einen großen Expansionsdruck auch bei niedrigen Temperaturen erzeugen kann.

Beispiele 18 bis 21 und Vergleichsbeispiel 6

Bei den Beispielen 18 bis 21 und Vergleichsbeispiel 6 wurde eine Mischung aus 92,5 Gewichtsteilen Kalkstein, 3,5 Gewichtsteilen Kieselerde und 4 Gewichtsteilen Ton hergestellt. Diese Rohmaterialien hatten die Zusammensetzung nach Tabelle 1. Die Mischung wurde in einer Kugelmühle solange zerkleinert, bis die pulverisierte Mischung durch ein Sieb mit 88 /,im gesiebt werden konnte, wobei 5 Gew. % der pulverisierten Mischung auf dem Sieb verblieben.

Die pulverisierte Mischung wurde mit 15 Gewichtsteilen Wasser gemischt und tablettiert. Die Tabletten hatten einen Durchmesser zwischen 5 und 20 mm. Sie wurden getrocknet. Die getrockneten Tabletten wurden in einen Drehofen mit einem Innendurchmesser von 0,5 m und einer Länge von 12 m eingegeben und darin bei einer Sintertemperatur nach Tabelle 8 gesintert, wodurch dann die Ziegelzusammensetzung hergestellt wurde. Diese Ziegelzusammensetzung enthielt 58 Gew. % freie CaO Kristalle, 35 Gew. % freie 3CaO .SiO₂ Kristalle, die unabhängig waren von den CaO Kristallen und 6 Gew. % 3CaO .AIpO, sowie 4CaO · Al_?0, · Fe₂O₅.

Diese Ziegelzusammensetzung wurde der weiteren Prozedur nach Beispiel 1 unterworfen, um daraus das Mittel herzustellen. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 8.

	Sinter temperatur (⁰C)	Vergleichs beispiel	1.100	--■Sy* -	(ktf/cm²)	320	440
		6	-23-	nach nach nach 6 Stunden 12 Stunden 24 Stunden	190	330
	1.400	Tabelle 8		330	430
	1.200		170	310	440
Beispiel Nr.	1.300		120
Beispiel	1.500		190	des Exnansi	onsdrucks ni
18	Expans i ons druck	150
19
20		Messunxr
21

möglich, weil der Schlamm aus dem Gefäß austrat.

Im Vergleichsbeispiel 6 wurden die gesinterten Rohmaterialien beim Sintern pulverisiert und es wurde daher kein Ziegel erhalten. Es wurde dasselbe Verfahren zur Herstellung des Mittels wie nach Beispiel 1 ausgeführt, außer daß die pulverisierten, gesinterten Materialien anstelle der Ziegelzusammensetzung verwendet wurden.

Beispiele 22 bis 25 und Vergleichabeispiele 7 und 8

Bei diesen Beispielen 22 bis 25 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 wurde dasselbe Verfahren verwendet wie bei Beispiel 18, außer daß die Anteile der freien CaO Kristalle und der freien 3CaO · SiO₂ Kristalle in der Ziegelzusammensetzung geändert wurden wie in Tabelle 9 angegeben. Diese Tabelle gibt auch die Expansionsdrücke wieder.

\ ι ι ι

	- 2*--	Anteil an	3CaO* SiO₂	Expans i ons druck	nach 12 St.	(kg/cm²)
	Tabelle 9	Kristallen in der Ziegel- zusararoensetzung (Gew. 90		nach 6 St.		nach 24 Stunden
Beispiel	CaO	3
Nr.		16		430
	96	53	320	360	480
Beispiel	78	72	240	280	450
22	40		120	150	400
23	20		80		300
24		1
25		82		(*)₆
Vergleichs-	98		C)₆	80	O₆
beispiel	10		40		110
7
8

O6 Der Expansionsdruck konnte nicht gemessen

werden, weil der Schlamm wegen der schnellen Hydratation-Expansion aus dem Gefäß heraussprang.

Beispiele 26 bis 29 und Vergleichsbeispiel 9

Bei den Beispielen 26 bis 29 und beim Vergleichsbeispiel 9 wurde dasselbe Verfahren wie bei Beispiel 18 durchgeführt, außer daß das Gipsanhydrid durch die Gipsverbindung nach Tabelle 10 ersetzt wurde. Diese Tabelle gibt auch die gemessenen Expansionsdrücke wieder.

Beispiel
Nr.

Beispiel
26
27
28
29

Vergleichs-Beispiel

-HSft -

Tabelle 10

Gipsverbindungstyp

Expansionsdruck (kg/cm )

nach nach nach

Stunden 12 Stunden 24 Stunden

Gipsdihydrat 170

Glpshemihydrat 160

Gipsanhydrid(*)₃ 200

¹¹ (*)/. 230

310
300
340
290

440 430 460 460

(*)c Messung des Expansionsdrucks nicht möglieh, weil der Schlamm aus dem Gefäß austrat.

(*), Hergestellt durch Brennen von Gipsdihydrid

⁰ "bei 800⁰C.

(*)/ Hergestellt durch Brennen von Gipsdihydrid

* bei 1.100⁰C.

(*)c Hergestellt durch Brennen von Gidpsdihydrid

^Ό bei 1.300⁰C.

Beispiele 30 und 31 und Vergleichsbeispiel 10

Bei den Beispielen 30 und 31 und Verglelchsbexspiel 10 ■wurde dasselbe Verfahren angewendet wie bei Beispiel 18, außer daß das Gipsanhydrid in dem Anteil nach Tabelle 11 verwendet wurde. Diese Tabelle gibt auch die gemessenenen Expansionsdrücke wieder.

O L I / / / J

	Tabelle	11	Expansionsdruck	340 280	nach 24 Stunden
	Menge von Gipsanhydrid (Gew. %)		nach 6 nach 12 Stunden Stunden		450 400
Beispiel Nr.	1 10	240 140	me des Exua:
Beispiel Nr. 30 31				nsionsdru
Vergleichs- Beispiel	O	Messi
10

nicht möglich, weil der Schlamm aus dem Gefäß austrat.

Beispiele 32 bis 34

Bei den Beispielen 32 bis 34 wurde dasselbe Verfahren wie bei den Beispielen 18, 22 bzw. 23 verwendet, außer daß die Messung der Expansionsdrücke in einer klimatisierten Kammer bei konstanter Temperatur von 5° C durchgeführt wurden, Tabelle 12 gibt die gemessenen Expansionsdrücke wieder.

Tabelle 12

Expanionsdruck (kg/cm")

	nach	nach	nach
Beispiel Nr.	6 Stunden	12 Stunden	24 Stunden
32	60	120	260
33	140	280	430
34	100	200	400

Beispiel 35

In einem Kalkstein-Steinbruch wurden 30 vertikale Löcher, jeweils mit einem Durchmesser von 55 mm und einer Tiefe von 4.000 mm in einem Kalksteinbett angelegt, und zwar in Abständen von 800 mm (bei einer Linie des geringsten Widerstandes von 600 mm), Der Schlamm nach Beispiel 18 wurde in die vertikalen Löcher eingegossen, um das Kalksteinbett zu zerstören. Acht Stunden nach dem Beendigen des Eingießens waren zahlreiche Risse im Kalksteinbett ausgebildet. 24 Stunden nach dem Eingießen war das Kalksteinbett soweit zerstört, daß man es lediglich durch ein leichtes Bearbeiten mit einem Hammer in kleine Bruchstücke zerlegen konnte.

Beispiel 36

Um einen mit Eisenstangen armierten Betonpfeiler mit einem Querschnitt von 800 mm und einer Länge von 2,500 mm zu zerstören, wurden 9 Löcher mit jeweils einem Durchmesser von 40 mm und einer Tiefe von 1.500 mm von oben in den Pfeiler in Abständen von 300 mm eingebohrt. Die Löcher wurden mit demselben erfindungsgemäßen Schlamm nach Beispiel 18 gefüllt.

Acht Stunden nach dem Beendigen des Einfüllens wurden zahlreiche Risse im Pfeiler erzeugt und 24 Stunden nach dem Einfüllen konnte der Pfeiler zerstört werden, wenn er lediglich leicht an seiner Oberfläche mit dem Hammer bearbeitet wurde. Die Hauptarmierungsstäbe wurden mit einem Gasbrenner abgeschnitten. Es wurde festgestellt, daß der Kern des Pfeilers, der von den Armierungsstäben umgeben war, vollständig soweit zerstört war, daß der Kern mit einer Schaufel abgetragen werden konnte.

O L. I / / / J

Die Beispiele zeigen, daß das erfindungsgemäße Mittel sich ausgezeichnet zum Zerstören dauerhafter Strukturen eignet und insbesondere einen hervorragenden Expansionsdruck entwickelt sowie eine bessere Zerstörungswirkung als herkömmliche derartige Mittel.

Claims

Patentansprüche

1/. Mittel zum Zerstören dauerhafter Strukturen, beispielsweise Beton, Fels oder dergleichen, gekennzeichnet durch

(A) 100 Gewichtsteile einer Mischung aus feinen Teilchen, die im wesentlichen bestehen aus

(1) 90 - 99 Gew. % eines Ziegels, der aus

(a) 15 - 97 Gew. % freien CaO Kristallen besteht,

(b) 3-85 Gew. % freien

3 CaO · SiO₂ Kristallen und

(c) 0-10 Gew. % nicht
vermeidbarer Verunreinigungen,

wobei der Ziegel bei einer Sintertemperatur von wenigstens 1.200° C hergestellt wurde, sowie aus

(2) 1 - 10 Gew. % wenigstens einer Gipsverbindung auf der Basis von Gipsanhydrid (Ca SO^)

und durch

(B) 0,4-4 Gewichtsteile eines Bindewasser reduzierenden Mittels.

-z-
2. Mittel nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Bindewasser reduzierende Mittel ein

β - Naphthalin Sulfonsäure/Formaldehyd-Kondensations-

produkt enthält.
3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterteraperatur bei der Herstellung der Ziegel zwischen 1,250 und 1.500° C beträgt.
4. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet,

daß die Gipsverbindung aus Gipsdihydrat, Gipshemihydrat und/oder Gipsanhydrit besteht.
5. Mittel nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gipsanhydrit durch Brennen von Gipsdihydrat und/oder Gipshemihydrat bei einer Temperatur von 1.200° C oder weniger hergestellt ist.
6. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Mischung aus dem Ziegel und der Gipsverbindung als feine Teilchen vorliegt, deren spezifische Oberfläche, gemessen nach dem Blaine¹sehen Durchlässigkeitsverfahren, zwischen 1.500 und 4.000 cm /g beträgt.

Der Patentanwalt:

Dr. IK. Gudel