DE3236333A1 - Verfahren zur herstellung gemischter zusammensetzungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gemischter Zusammensetzungen unter Verwendung eines PuI-vers einer hydraulischen Substanz, wie z.B. Zement.

Obwohl die verschiedensten hydraulischen Substanzen wie z.B. Gipsmörtel und verschiedene Zementarten verwendet werden können, wird, da am häufigsten bei den verschiedensten öffentlichen Bauten und beim Bau von Gebäuden in Form vorgefertigter Produkte sowie durch Spritzen oder Gießen in Form eines Breis, Mörtels oder Rohbetons Portlandzement zum Einsatz gelangt, nachfolgend einfach von "Zement" gesprochen, wobei dieser Ausdruck die verschiedensten hydraulischen Substanzen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden können, umfaßt.

Zur Bereitung eines Zementbreis, von Mörtel oder Rohbeton, wird eine entsprechende Menge Wasser dem Zementpulver zugesetzt, wonach das Gemisch gemischt bzw. geknetet wird.

Gewöhnlich werden zuerst mindestens 90 % (nachfolgend in den meisten Fällen Gew.-%) der Gesamtmenge an Wasser dem Zement zugesetzt und die restliche Wassermenge dann im Endstadium des Mischens. Nach diesen bekannten Verfahren schwitzt jedoch eine beträchtliche Wassermenge aus dem gekneteten Gemisch beim Vergießen oder Formen zum gemischten Produkt aus. Außerdem ist die mechanische Festigkeit eines derartigen Produktes nicht immer hoch genug und gleichmäßig. Früher war man der Ansicht, daß derartige Nachteile bei Zement oder Betonprodukten unvermeidlieh wären und man nähme eine beträchtliche Ausschwitz-

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dauer bis zur Fertigstellung der Produktoberfläche in Kauf und verwandte viel Zeit auf die Ermittlung des Prozentgehalts der Komponenten bzw. auf die Gestaltung der Betonprodukte und die Verwendung von Mörtel oder Beton unter Berücksichtigung der Ausschwitzdauer. Obwohl bereits viele Versuche unternommen worden waren, dem abzuhelfen, ist es bisher nicht gelungen, die genannten Nachteile vollständig zu beseitigen.

Hauptgegenstand der Erfindung ist somit die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung einer gemischten Zementzusammensetzung, bei der die Schwitzwassermenge verringert werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung von Mörtel- oder Betonprodukten mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer gekneteten Zusammensetzung, das folgende Stufen umfaßt:

1) Einarbeiten des Hauptanteils an Wasser ("Primärwasser") in das Pulver der hydraulischen Substanz, und zwar in einer zur Bildung eines faserförmigen, haarförmigen oder dem haarförmigen Zustand nahekommenden schlammartigen Zustandes ausreichenden Menge;

2) erste Mischung des erhaltenen Gemischs zur Verminderung der Menge an ausgeflockten Pulverklumpen;

3) Zugabe einer zusätzlichen Wassermenge ("Sekundärwasser") zum gemischten Gemisch in einer zur Erzielung des vorausberechneten Wasser-Zement-Verhältnisses der Zusammensetzung erforderlichen Menge und zusätzliches Mischen des erhaltenen Gemisches .

Die Menge an Primärwasser beträgt 30 bis 76 % der Gesamtmenge an der zur Herstellung des Breis oder des Rohbc-

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tons erforderlichen Gesamtwassermenge. Zischen erstem und zweitem Mischvorgang kann vorzugsweise ein Zuschlag wie Sand und Kies eingearbeitet werden. Die Menge an Sekundärwasser ergibt sich aus der im Zuschlag enthaltenen Wassermenge.

Weitere erfindungsgemäße Ziele und Vorteile können aus der folgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den beiegelegten Zeichnungen entnommen werden; dabei zeigt:

10 Fig. 1 ein Diagramm, das das Ergebnis der Messung

des Prozentgehalts an Schwitzwasser eines Zementbreis bei Verwendung von Portlandzement bei konstantem Wasser-Zement-Verhältnis (W/Z) darstellt, hergestellt einerseits nach dem Stand der Technik und andererseits nach dem

erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 2 ein Diagramm, das das Ergebnis der Messung des Prozentgehalts an Schwitzwasser eines Zementbreis darstellt, hergestellt einerseits nach dem Stand der Technik und andererseits nach

dem erfindungsgemäßen Verfahren, und zwar bei verschiedenen W/Z-Werten;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Druckfestigkeit des Produktes zeigt, das aus gemäß dem Stand der Technik und erfindungsgemäß bereitetem Zementbrei

hergestellt wurde;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem

W/Z-Verhältnis und dem für das Mischen des Zementbreis erforderlichen Drehmoment darstellt;

Fig. 5 ein Diagramm, das das Ergebnis der Messung des Prozentgehalts an Schwitzwasser eines Zementbreis darstellt, hergestellt einerseits nach dem Stand der Technik und andererseits nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei Flug-

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aschezement verwendet wird.

Fig. 6 ein Diagramm , das das Ergebnis der Messung des Prozentgehalts an Schwitzwasser eines Schnellbinderbreis entsprechend Fig. 5 darstellt;

Fig. 7 Photos, die in zweifacher Vergrößerung den Adhäsionszüstand des Breis darstellen, nach dem eine Glasplatte in einem gemäß dem Stand der Technik einerseits und erfindungsgemäß hergestellten Zementbrei andererseits eingetaucht und

dann wieder herausgezogen worden war, wobei der Zementbreiüberschuß abgeschüttelt wurde;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Volumeneinheitsgewicht des Zementbreis und der Dauer der Einarbeitung des Sekundärwassers

zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Grad des Eindringens des Zylinders und der Dauer der Einarbeitung des Sekundärwassers zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der

Menge der Zementklumpen und der Dauer der Einarbeitung des Sekundärwassers zeigt;

Fig. 11 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Prozentgehalt des Schwitzwassers und der Dauer

der Einarbeitung des Sekundärwassers in den Zementbrei zeigt;

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Fig. 12 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit des Produktes 7 Tage nach dem Vergießen und der Dauer der Einarbeitung des Sekundärwassers zeigt;

Fig. 13 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem

Volumeneinheitsgewicht und dem Sand-Zement Verhältnis (S/Z) zeigt;

Fig. 14 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Grad des Eindringens des Zylinders und dem S/Z-Verhältnis zeigt;

Fig. 15 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Prozentgehalt an Schwitzwasser und dem S/Z-Verhältnis der Produkte bei Verwendung von erfindungsgemäß hergestelltem Rohbeton und eines Kontrollproduktes zeigt; und

Fig. 16 Diagramme, welche die Beziehung zwischen dem

Prozentgehalt an Oberflächenwasser des Sandes

und dem Volumeneinheitsgewicht, dem Grad des

Eindringens des Zylinders und dem Prozentgehalt an Schwitzwasser zeigen, wobei das S/Z-

Verhältnis 3,0 und das W/Z-Verhältnis 68 % ist und das W/Z-Verhältnis während des ersten Mischvorgangs 24 % ist.

Nach eingehenden Untersuchungen an Zementbrei als Basiskomponente des gemischten Gemisches wurde festgestellt, daß die Menge an Schwitzwasser bei Durchführung von zwei Mischvorgängen oder mehr und durch erhebliche Verringerung der während des ersten Mischvorgangs zugesetzten Wassermenge stark vermindert werden kann. Diese Tatsache wird in Fig. 1 dargestellt. Bei Verwendung von gewöhnlichem

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Portlandzement zur Bereitung eines Zementbreis mit einem End-Wasser/Zement-Verhältnis (W/Z) von 50 % zeigt sich der Prozentgehalt an Schwitzwasser des Breis, der dadurch bereitet wurde, daß man die gesamte Wassermenge auf einmal einarbeitete und dann diesen Brei während 210 Sekunden mischte, in Form von schwarzen Flecken, während bei einem ersten Einarbeiten von 10 bis 40 % Wasser unter nachfolgendem Mischen während 120 Sekunden und bei zusätzlichem Einarbeiten von 40 bis 10 % Wasser unter nachfolgendem zusätzlichen Mischen während 90 Sekunden der Prozentgehalt an Schwitzwasser des erhaltenen Zementbreis in Form von weißen Kreisen,wie in Fig. Γ dargestellt, zutage tritt, was bedeutet, daß der Prozentgehalt an Schwitzwasser im zuletzt genannten Brei geringer ist als bei dem zuerst genannten, nach dem Stand der Technik bereiteten Brei. Werden 15 bis 38 % Primärwasser zugesetzt, sinkt der Prozentgehalt an Schwitzwasser des Zementbreis um über 2 % ab. Insbesondere, wenn die Menge an Primärwasser 15 bis 35 % beträgt, sinkt der Prozentgehalt an Schwitzwasser auf über die Hälfte, verglichen mit dem Schwitzwassergehalt des nach dem Stand der Technik bereiteten Zementbreis, ab.

Bei der Bereitung eines Zementbreis durch zweifaches Mischen wurde die Menge an Sekundärwasser während des zweiten Mischens so abgeändert, daß man nach dem zweiten Mischen einen Brei mit einem W/Z-Verhältnis von 40 bis 60% bei konstantem W/Z-Verhältnis von 25 % während des ersten Mischens erhielt. Andererseits wurde ein anderer Zementbrei mit einem W/Z-Verhältnis von 40 bis 60 % nach dem Stand der Technik bereitet, d.h. dadurch, daß man die gesamte Wassermenge auf einmal einarbeitete. Das Ergebnis ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die durchgehenden Kurven A, B und C den Prozentgehalt an Schwitzwasser der nach dem Stand der Technik bereiteten Zementbreie darstellt. Wie die Kurve A zeigt, ist bei einem W/Z-Verhältnis von 40 % der Prozentgehalt an Schwitzwasser" 4,5 %, während bei

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einem W/Z-Verhältnis von 50 %, wie Kurve B zeigt, der Prozentgehalt an Schwitzwasser 7,8 % beträgt, wobei bei einem W/Z-Verhältnis von 60 % der Prozentgehalt an Schwitzwasser auf 17,5 % ansteigt. Wird demgegenüber zweimal Wasser eingarbeitet und auch zweimal gemischt, beträgt selbst bei einem W/Z-Verhältnis von 60 % , dargestellt durch die punktierte Kurve D, der Prozentgehalt an Schwitzwasser lediglich 3,5 % und bei einem W/Z-Verhältnis von 50 und 40 %, dargestellt durch die punktierten Kurven E und F ist der Prozentgehalt an Schwitzwasser noch weit geringer·

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen der Druckfestigkeit des geformten Produktes bei Verwendung eines Zementbreis der erfindungsgemäß hergestellt und 7 Tage nach dem Formen gemessen wurde, und dem Prozentgehalt an Primär- und Sekundärwasser, wobei das W/Z-Verhältnis des Breis 50 % beträgt und die Gesamtmischdauer bei allen Proben 210 Sekunden ausmacht. Die geformten Produkte bei Verwendung eines Zementbreis, der nach dem Stand der Technik hergestellt und an den schwarzen Punkten gemessen wurden,haben eine Druckfestigkeit von ca. 220 kg/cm , während die geformten Produkte aus dem Zementbrei, hergestellt durch zweifaches Mischen und unter Verwendung von 15 bis 38 % Primärwasser eine Druckfestigkeit von über 235 kg/cm aufweisen. Bei Verwendung von 30 bzw. 35 % Primärwasser haben die geformten Produkte eine besonders hohe Druck-

2 festigkeit (ca. 300 kg/cm ).

Wie oben ausgeführt, hat ein erfindungsgemäß hergestellter Zementbrei, bei dem zuerst eine genau bemessene Menge an Primärwasser zugesetzt wurde, dann der erste Mischvorgang erfolgte, danach das Sekundärwasser zugesetzt wurde und schließlich der zweite Mischvorgang erfolgte, einen geringen Prozentgehalt an Schwitzwasser. Die aus einem solchen erfindungsgemäß bereiteten Zementbrei hergestellten Produkte haben eine hohe mechanische Festigkeit.

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Der Grund für diese vorteilhafte Verbesserung konnte bisher nicht eindeutig festgestellt werden, es kann jedoch folgendes angenommen werden:

Wird dem Zementpulver Wasser zugesetzt und danach das Gemisch gemischt, bilden sich, obwohl mit freiem Auge schwer festzustellen, unvermeidlich kleine Klümpchen von ausgeflocktem Zement. Gemäß dem Stand der Technik, bei dem die erforderliche Wassermenge in das Zementpulver auf einmal eingearbeitet wird, wonach das Gemisch geknetet wird, werden die einmal gebildeten Klümpchen aus ausgeflockten Zementteilchen nicht mehr zerteilt bzw. zerdrückt, selbst wenn das Gemisch über längere Zeit geknetet wird und die Wassermenge zugesetzt wird, die erforderlich ist, um dem Zementbrei die entsprechende Fließfähigkeit zu verleihen, Selbst wenn die Klümpchen bis zu einem gewissen Grade in Gegenwart einer ausreichenden Wassermenge zerteilt werden, ist es doch unmöglich, sie vollständig zu dispergieren.

Im Gegensatz dazu wird nach dem ersten erfindungsgemäßen Mischvorgang ein Zementbrei hergestellt, der einen faserförmigen Bereich aufweist, in dem zwischen den Zementteilchen und dem Luftfilm kontinuierlich (F,) oder diskontinuierlich Wasser vorhanden ist, einen haarförmigen Bereich, in dem kein Luftfilm vorhanden ist und die Zementteilchen voneinander bzw. durch den sie umgebenden Wasserfilm getrennt sind bzw. einen schlammartigen, dem haarförmigen Bereich nahekommenden Bereich. Da der Zementbrei in diesem Bereich den Zustand des schlammartigen Bereichs noch nicht erreicht, bei dem die Zementteilchen, die keinen Wasserfilm aufweisen, in einer kontinuierlichen wässerigen Phase vorliegen und somit eine gute Fließfähigkeit aufweisen, ist die für das Mischen des Zementbreis in diesem Bereich erforderliche Drehzahl sehr hoch, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Es kann nun angenommen werden, daß aufgrund dieser

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Zustände die ausgeflockten Klümpchen infolge der wechselseitigen Reibung einer starken Zerteilung ausgesetzt sind. Obwohl die ausgeflockten Klümpchen durch die wechselseitige Reibung nicht vollständig zerteilt werden, vermindert sich doch erheblich ihre Größe. Wird nun Sekundärwasser dem Zementbrei mit den weitgehend zerteilten Zementpulverklümpchen zugesetzt und dann das Gemisch einem zweiten Mischvorgang unterworfen, kommt es zu einer erheblichen Verbesserung der Eigenschaften des Breis. Da die Zementteilchen der ausgeflockten Klümpchen genügend zerteilt sind, kann die Menge an Schwitzwasser erheblich herabgesetzt werden. Da außerdem die Zementteilchen wirksam eingesetzt werden, haben der Mörtel bzw. die Betonprodukte, die aus einem auf diese Weise verbesserten Zementbrei mit eingearbeitetem Zuschlag (Sand und/oder Kies) hergestellt werden, ausgezeichnete mechanische Festigkeit.

Diese Tatsache wird durch die mit zweifacher Vergrößerung angefertigten Photos PN-40, PN-60, PS-40 und PS-60 in Fig. 7 illustriert, wobei die Zustände der Zementbreie dargestellt sind. Zu diesem Zweck wurden Glasplatten in die Breie getaucht, danach wieder herausgezogen und zur Entfernung des Breiüberschusses abgeschüttelt. Die Photos PN-40 und PN-60 zeigen nach dem Stand der Technik hergestellte Breie mit einem W/Z-Verhältnis von jeweils 40 und 60 %.. PS-40 und PS-60 zeigen Breie mit einem W/Z-Verhältnis von 40 und 60 %, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, d.h. durch Zugabe von Primär- und Sekundärwasser mit jeweils nachfolgendem Mischvorgang. PN-40 und PN-60 enthalten eine beträchtliche Menge an großen Klumpen, während hingegen PS-40 und PS-60, die erfindungsgemäß hergestellte Breie illustrieren (mit zwei Mischstufen) nur eine geringe Zahl an Klumpen aufweisen.

Die oben beschriebene zerteilende Wirkung kann durch allmähliches Einarbeiten von Sekundärwasser während der zwei

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ten Mischstufe über längere Zeit verbessert werden. Nach der ersten Mischstufe zeigt der Brei keine ausreichende Fließfähigkeit, während er nach der zweiten Mischstufe ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweist, die ihn zum Vergießen geeignet macht. Härte bzw.Viskosität des gemischten Breis differieren stark aufgrund der statischen Reibung, Gleit- bzw. Rollreibung, die eine relative Bewegung zwischen den Klümpchen der Zementtoi Tchen verhindert, weiden jedoch Portionen mit hoher Fließfähigkeit durch Zugabe von Wasser und Mischen gebildet, bekommen diese Portionen eine starke Gleit- bzw. Rollfähigkeit, während beim Mischen anderer Portionen, bei denen der Brei eine erhebliche Zahl an Klümpchen aufweist, ein homogenes Gemisch aus Wasser und Zementpulver nicht erzielt werden kann. Besonders wichtig ist die Zeitspanne, während der das gemischte Gemisch fließfähig wird oder nicht. Wird z.B. ein Gemisch gemischt in einem Zustand, bei dem bestimmte Portionen fließfähig Werden, ist das Gleit- und Rollphänomen nur an diesen fließfähigen Portionen zu beobachten, während es an anderen Portionen nicht festzustellen ist. Diese Tendenz ist besonders stark, wenn die gewünschte Wassermenge zur Bildung eines fließfähigen Gemisches auf einmal eingearbeitet wird. Dabei bildet sich nämlich eine große Zahl von Zementpulverklumpen im gemischten Gemisch. Wird das Wasser jedoch nur allmählich in das Wasser-Zement-Gemisch während des Mischens eingearbeitet, so daß der Zustand der Nichtfließfähigkeit allmählich in den Zustand der Fließfähigkeit übergeht, weist dann das schließlich erhaltene Gemisch eine gleichmäßige Fließfähigkeit auf. Selbst wenn dann die Wassermenge von dem erforderlichen Wert leicht abweicht, kann diese Differenz in einem solchen Falle ohne weiteres kompensiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein gemischtes Gemisch herzustellen, bei dem das Wasser gleichmäßig über den Brei verteilt ist und dieser keine nennenswerte Menge an ausgeflockten Zementpulverklumpen enthält und damit ausgezeichnete Fließfähigkeit aufweist. Das Pri-

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märwasser kann zwar, wenn bei seinem Einarbeiten in das Zementpulver nicht die erforderliche Fließfähigkeit erwartet werden kann, auf einmal zugesetzt werden, es kann aber auch allmählich wie das Sekundärwasser zugesetzt werden, wohingegen dieses, um dem Brei die erforderliche Fließfähigkeit zu verleihen, unbedingt nur allmählich zugesetzt werden muß. Die Zeitspanne, während der das Sekundärwasser allmählich zuzusetzen ist, hat vorzugsweise über 10 % der Dauer des zweiten Mischvorgangs auszumachen.

wird das Sekundärwasser nämlich in einer kürzeren Zeit als dem Wert von 10 % der Dauer des zweiten Mischvorgangs entspricht, eingearbeitet, d.h. innerhalb eines Zeitraums von über 60 Sekunden, kann der Erfindungszweck nicht erzielt werden. Obwohl der Mischvorgang mit einem üblichen Mischer absatzweise erfolgen kann, da erfindungsgemäß das Wasser in zwei Stufen zugesetzt wird, ist es doch vorteilhaft, einen kontinuierlich arbeitenden Mischer zu verwenden. Gemischter Mörtel kann kontinuierlich mit einem mit einer Schnecke ausgestatteten Mischer von geeigneter Länge hergestellt werden, wobei.der erste Mischvorgang in einem Seitenquerschnitt des Mischers durchgeführt wird, das Sekundärwasser allmählich einem mittleren Querschnitt zugeführt und die Endmischung in einem anderen Seitenquerschnitt durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist für die kontinuierliche Herstellung verschiedener Betonprodukte geeignet. Das Gemisch kann natürlich auch kontinuierlich unter Verwendung von drei Mischern hergestellt werden, wobei im ersten der erste Mischvorgang, im zweiten der zweite Mischvorgang durchgeführt werden, wobei das Sekundärwasser allmählich zugegeben w'ird,und der dritte Mischer für die Endmischung eingesetzt wird.

Obwohl in der bisherigen Beschreibung der allgemein übliche Zement als hydraulische Substanz verwendet wurde, können auch andere hydraulische Substanzen verwendet werden. So

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z.B. wurden 25 % oder 30 % Primärwasser in Flügasche vom Typ C unter nachfolgender Vorschmischung eingearbeitet, wonach 25 % oder 30 % Sekundärwasser zugesetzt wurden, wonach die Endmischung erfolgte. Der Prozentgehalt an Schwitzwasser des erhaltenen Breis wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig.. 5 zusammen mit dem Ergebnis dargestellt, das mit einem nach dem Stand der Technik erhaltenen Brei mit einem W/Z-Verhältnis von 50 bzw. 60 % erhalten wurde. In Fig. 5 bedeuten die durchgehenden Kurven den Prozentgehalt an Schwitzwasser von nach dem Stand der Technik hergestellten Breien, die punktierten Kurven hingegen den Schwitzwassergehalt von erfindungsgeraäß hergestellten, d.h. einem zweifachen Mischvorgang unterzogenen Breien. Ein Vergleich der durchgehenden Kurven mit den punktierten zeigt deutlich die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. den starken Abfall des Prozentgehalts an Schwitzwasser. Vergossene Produkte aus dem erfindüngsgemäß hergestellten Brei haben höhere mechanische Festigkeit als entsprechende Produkte nach dem Stand der Technik. Ähnliche Tests wurden auch mit einem Schnellbinder durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 dargestellt. Die festen Kurven zeigen darin den Prozentgehalt an Schwitzwasser von nach dem Stand der Technik hergestellten Breien und die punktierten Kurven den Schwitzwassergehalt von erfindungsgemäßen Breien. Fig. 6 zeigt, daß die Verminderung des Schwitzwassergehalts erheblicher ist als bei gewöhnlichem Zement.

Die oben beschriebenen Zementbreie können zur Herstellung verschiedener Zementprodukte bzw. für die verschiedensten öffentlichen Bauten ohne Zusatz eines Zuschlags verwendet werden. So z»B. kann der Brei in eine vorgängig mit einem Zuschlag beschickte Gußform gegossen werden oder aber in den Untergrund zur Verstärkung desselben gegossen oder eingespritzt werden. Erfindungsgemäß wird jedoch davon

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ausgegangen, daß der auf diese Weise hergestellte Zement zur Herstellung von Mörtel durch Zugabe von Feinzuschlag oder von Rohbeton durch Zugabe von Grobzuschlag als auch von Feinzuschlag verwendet wird. Im Falle der Herstellung von Mörtel ist, um zum gewünschten W/Z-Verhältnis des Mörtels zu gelangen, die Menge an Sekundärwasser in Abhängigkeit von der Menge an Wasser zu sehen, welches die Oberfläche der Sandteilchen bedeckt. Zur Herstellung von Rohbeton können natürlich Grobzuschläge zusammen mit Sand eingearbeitet werden.

Durch richtige Wahl der Reihenfolge des Einarbeitens von Fein- und Grobzuschlägen kann der Prozentgehalt an Schwitzwasser weiter gesenkt werden, wodurch man Mörtel oder Betonprodukte von höherer mechanischer Festigkeit erhält.

Insbesondere ist es von Vorteil, einen Fein- oder Grobzuschlag oder ein Gemisch davon zwischen erster und zweiter Mischung einzuarbeiten. In diesem Falle übernimmt der Zuschlag genau die Funktionen der Kugeln einer Kugelmühle, und zwar nachdem eine relativ geringe Menge an Primärwasser zur Zerteilung der Zementklumpen eingearbeitet worden war, wodurch eine weitere Herabsetzung des Prozentgehalts an Schwitzwasser erzielt werden kann. In das vorbereitete Gemisch kann ein geeigneter Zusatz, z.B. ein Wasserentziehungsmittel oder ein Abbindebeschleuniger, eingearbeitet werden. Da die Menge an Primärwasser zum Zeitpunkt der Vormischung gering ist, befindet sich die gemischte Zusammensetzung in einem fadenförmigen, haarförmigen oder diesem nahestehenden schlammförmigen Zustand und das für das Mifichen erforderliche Drehmoment ist so hoch, daß auf die ausgeflockten Zementpulverklumpen, wie oben beschrieben, eine starke zerteilende Wirkung ausgeübt wird. Sand bzw. Kies, die zur Herstellung von Mörtel oder Rohbeton verwendet werden, haben ein höheres Gewicht als andere Komponenten des Mörtels oder des Rohbetons, so daß diese

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Zuschläge, da sie zu einem Zeitpunkt gemischt werden, wo eine relativ geringe Wassermenge zugesetzt ist, auf die ausgeflockten Klumpen eine starke Stoßwirkung ausüben und damit die Menge an Klumpen bedeutend verringern.

Bei der Herstellung von Mörtel oder Rohbeton durch Einarbeiten eines Zuschlags und von Sekumiürwacncr in cincvr Menge, die von der Menge des der Zuschlagoborfläche anhaftenden Wassermenge abhängt, ist es vorteilhaft, durch Ausübung einer entsprechenden Stoßkraft, wie in der JA-OS 121 374/1980 beschrieben, eine gleichmäßige Verteilung der der Zuschlagoberfläche anhaftenden Wassermenge herbeizuführen,, Da die der Feinzuschlagoberfläche anhaftende Wassermenge stark variiert, wobei die Wassermenge auf der Sandoberfläche gleichmäßig verteilt wird, kann das W/Z-Verhältnis ohne weiteres auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Obwohl die erste und zweite Mischung in einem einzigen Mischer durchgeführt werden kann, erscheint das W/Z-Geinisch bei der ersten Mischung etwas pulverförmig bzw= kreideähnlich, nach der zweiten Mischung hat das Gemisch dann jedoch die entsprechende Viskosität. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es daher von Vorteil,für die erste und zweite Mischung je einen Mischer einzusetzen, wodurch Mörtel oder Rohbeton kontinuierlich hergestellt werden können. Zu diesem Zweck ar-

25 beiten die beiden Mischer in Kaskadenanordnung.

Natürlich können während der ersten und zweiten Mischung oder während beider Vorgänge Zusätze wie Wasserentziehungsoder Belüftungsmittel eingearbeitet werden.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert. Diese haben jedoch keinen einschränkenden Charakter.

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Beispiel 1

Eine einem W/Z-Verhältnis von 25 % entsprechende Wassermenge wurde der Gesamtmenge an gewöhnlichem Portlandzement zugesetzt, wonach man das Gemisch einer ersten Mischung während 120 Sekunden in einem Zwangsmischer unterzog. Danach wurde eine einem W/Z-Verhältnis von 25 % entsprechende Menge an Sekundärwasser eingearbeitet, wonach die zweite Mischung während 90 Sekunden durchgeführt wurde. Dadurch erhielt man einen Zementbrei mit einem W/Z-Verhältnis von 50 %. Der Prozentgehalt an Schwitzwasser betrug 3 Stunden nach der Herstellung des Zementbreis 1,8%.

Das daraus hergestellte geformte Produkt hatte 7 Tage

2 nach Vergießen eine Druckfestigkeit von 263 kg/cm .

Wurde andererseits ein Zementbrei hergestellt durch Zugabe einer einem W/Z-Verhältnis von 50 % entsprechenden Wassermenge zum selben Zement und Mischung des so erhaltenen Gemisches während 210 Sekunden, betrug der Schwitzwassergehalt 3 Stunden nach Herstellung des Breis 7,2 %. Das daraus hergestellte geformte Produkt hatte 7 Tage nach Vergießen eine Druckfestigkeit von 223 kg/cm . Der Schwitzwassergehalt macht somit erfindungsgemäß nur 1/4 des Schwitzwassergehalts nach dem Stand der Technik aus. Außerdem liegt die Druckfestigkeit des geformten Produktes, das aus dem erfindungsgemäß hergestellten Zement-

2 brei geformt wurde, um 40 kg/cm über der

den Produktes nach dem Stand der Technik.

brei geformt wurde, um 40 kg/cm über der des entsprechen-

Beispiel 2

Zementmörtel mit einem Sand-Zement-Verhältnis (S/Z) von 2 und einem W/Z-Verhältnis von 55 % wurde durch Vermisehen von 606 kg Zement mit 1.212 kg Sand hergestellt. Der Zementmörtel wurde hergestellt (1) nach dem konventionellen Verfahren, wobei Sand, Zement und Wasser gleichzeitig miteinander vermischt wurden und das Gemisch dann

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90 Sekunden lang gemischt wurde, (2) Zement und Wasser während 120 Sekunden gemischt wurden, wonach Sand zugesetzt wurde und schließlich während 90 Sekunden gemischt wurde, (3) erfindungsgemäß,, wobei Primärwasser in einer Menge entsprechend einem W/Z-Verhältnis von 28 % der Gesamtzementmenge zugesetzt wurde, unter nachfolgender erster Mischung während 120 Sekunden, wonach Sekundärwasser in einer Menge entsprechend einem W/Z-Verhältnis von 27 % in die Gesamtmenge an Sand eingearbeitet wurde unter nachfolgender zweiter Mischung während 90 Sekunden und (4) entsprechend dem Verfahren (3) durch Zugabe von Sekundärwasser in einer Menge entsprechend einem W/Z-Verhältnis von 27 % nach der ersten Mischung. Nach der zweiten Mischung des Gemischs während 90 Sekunden wurde die gesamte Menge an trockenem Sand eingearbeitet, wonach das erhaltene Gemisch einer dritten Mischung während 90 Sekunden unterzogen wurde.

Danach wurden für die nach dem Verfahren (1) bis (4) hergestellten Mörtel der Prozentgehalt an Schwitzwasser (3 Stunden nach der Herstellung), die Tafelfließwerte (unmittelbar nach Herstellung) und die Druckfestigkeit der geformten Produkte, die aus diesen Mörteln hergestellt wurden, eine Woche bzw. vier Wochen nach dem Formen gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

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Tabelle 1

Mischverfahren

Schwitz- Tafel- Druckfestigwasser- fließ- keit
gehalt, wert (kg/cm^)
in % (mm) IW 4 W

(1) S + Z + W

90 see.ν

-· S

⁹⁰

... _ , „ 120 see.,, , _τ, 90 sec. (3) Z + W₁ ^ S + W, :

4,4 266 318 444 4,6 270 315 436 1,9 253 384 513 2,0 255 377 5O2

Z= Zement; S = Sand; W = Wasser; W-i = Primärwasser; W- = Sekundärwasser.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, macht der Schwitzwassergehalt der nach (3) und (4), d.h. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mörtel weniger als die Hälfte des entsprechenden Werts der Kontrollproben (1) und (2) aus. Die Druckfestigkeit der erfindungsgemäßen Mörtel liegt um ca. 15 % über der der Kontrollproben (1) und (2).

Beispiel 3

Rohbetone wurden hergestellt, indem man Feinsand, Zement Wasser und 0,7 % eines Zusatzes miteinander vermischte, so daß sich für den Rohbeton ein S/Z-Wert von 2,17, ein Prozentanteil von Feinzuschlag, bezogen auf die Gesamtzuschlagmenge (S/a) von 46,4 % und ein W/Z-Verhältnis von 50 % ergab. Die Rohbetone wurden nach folgenden fünf Ver-

25 fahren hergestellt:

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(1) Sämtliche Komponenten wurden gleichzeitig zugesetzt, das erhaltene Gemisch wurde während 90 Sekunden gemischt.

(2) Nach dem Mischen des Zement-Wasser-Gemischs während 120 Sekunden wurden die übrigen Komponenten eingearbeitet,

5 wonach während 90 Sekunden gemischt wurde.

(3) Die Mengen an W^ und W₂ wurden so gewählt, daß sich ein W/Z-Verhältnis von 25% ergab. Nach dem ersten Mischen eines Gemische aus Zement und W-j während 120 Sekunden wurden W2 und die übrigen Komponenten oingearbeitc?t, wonach das Gemisch einem zweiten Miychvorgang während 90 Sekunden unterzogen wurde.

(4) Derselbe erste Mischvorgang entsprechend dem Verfahren (3) wurde mit einem Mörtelmischer durchgeführt und der zweite Mischvorgang mit einem Betonmischer.

(5) Nach Durchführung desselben ersten Mischvorgangs nach dem Verfahren (3) wurde W₂ zugegeben und das Gemisch einem zweiten Mischvorgang während 90 Sekunden unterzogen, wonach Sand, Kies und ein Zusatz eingearbeitet wurden. Danach wurde das erhaltene Gemisch einem dritten Mischvorgang während 90 Sekunden unterworfen. Danach wurden der Schwitzwassergehalt und die Druckfestigkeit der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten Rohbetone gemessen» Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt, wobei (1) und (2) die nach dem Stand der Technik hergestellten Kontrollproben und (3) bis (5) die erfindungsgemäß hergestellten Rohbetone bedeuten.

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Tabelle 2

Her ijtc?l lungs- Sen- Luft- Schwitz- Druckfe-

,. , kunq menge wasser, stigkeit

^verfahren cm' % % IW 4W

(DS + G + Z+W + A =«■ 19,0 4,6 2,20 220 354

(2) Z + W —*- S + G + A ^ 18,5 4,0 2,86 240 355

(3) Z + W₁—5· S + G + W₂+ Α—λ 17,5 3,6 0,94 283 384

(4) C + W₁—«-S + G + W₂+ A—*· 18,0 4,0 0,87 274 377

(Mörtelmischer)

(5) C + W₁-^-W₂—»■ S + G + A—a 18,2 3,8 1,24 263 372

G = Grobzuschlag A = Zusatz

Wurde, wie oben beschrieben, Grobzuschlag zugesetzt, so zeigten die nach (3) bis (5) hergestellten Betone eine starke Verminderung des Schwitzwassergehalts. Die daraus hergestellten geformten Produkte hatten eine höhere Druckfestigkeit als gemäß dem Stand der Technik.

Beispie] 4

1.305 kg Zement und 587 kg Wasser wurden miteinander zu einem Zementbrei vermischt. Danach wurden 196 kg Wasser zugesetzt, worauf ein erster Mischvorgang während 60 Sekunden erfolge. Danach wurde zuverschiedenen Zeitpunkten während des zweiten Mischvorgangs W₂ zugesetzt. Die verschiedenen in diesen Beispielen durchgeführten Mischvor-

25 gänge sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.

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Tabelle 3

„ , , Dauer Inter- Dauer Gesamt- Dauer der

^ym ° der er- vall der der zwei- dauer Einarbeitung

sten Mi- Einarbei- ten Mi- Dauer der

schung tung schung zweiten Mi-

(sec.) (sec.) (sec.) schung

P 0-120 60 0(gleich- 120 180

zeitig zugegeben)

P 100-20 60 100 120 180 83,3 %

P 60- 60 60 60 120 180 50 %

P 120- O 60 120 120 180 100 %

P 20-100 60 20 120 180 16 ,-6 %

Die Parameter der in Tabelle 3 aufgezeigten Zementbreie wurden gemessen und sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.

Tabelle 4

Symbol

Gewicht Eindringtiefe des Zylinders ^(k9//1) R = 5,25cm, L = 11,7cm, r = 1,0cm Wh DC-

(g)

^10 , (g/cm^J) (g/cm-Prozentgehalt an Menge an Schwitzwasser Zementklumpen

verstrichene Zeit
(Stunden)

■ 1 2 3

(g)

P 0-120 1,825 57,6 8,6 0,308 0,286

PlOO- 20 1,920 57,6 7,4 0,559 0,481 2,52 4,39 4,84 35,3

1,74 2,83 2,93

8,4

P 60- 60 1,910 57,6 7,6 0,504 0,440 1,33 2,28 2,38

11,7

P120- 0 1,901 57,6 7,5 0,545 0,472

P 20-100 1,875 57,6 8,1 0,390 0,351

1,70 2,76 2,83 4,9

1,87 3,17 3,37 24,0

cn «co co co

DEA-30240 - - 25 -

Der in Tabelle 4 gezeigte Eindringtief eter.L wird so durchgeführt, daß ein Zylinder in die gemischte Zusammensetzung unter jeweils denselben Grenzbedingungen eindringt- Die Differenz zwischen dem Wert, der erhalten wird durch Division des Zylindergewichts durch das Eindringvolumen und dem scheinbaren spezifischen Gewicht der Zusammensetzung wird mit OC bezeichnet. In Tabelle 4 bedeutet der Wert Gd₁₀ somit jenen Au-Wert, bei dem die Eindring tiefο des Zylinders 10 cm beträgt. R bedeutet den Radius des den Zylinder aufnehmenden Behälters, r den Zylinderradius, L die Zylinderlänge, W sein Gewicht und h die tatsächliche Eindringtiefe.

Die Ergebnisse aus Tabelle 4 werden in Fig. 8 und 9 beschrieben. Wie Fig. 8 zeigt, ändert sich das Einheitsvolumengewicht mit dem Intervall für die Einarbeitung von W₂, wobei die Änderung derjenigen in Fig. 6 ähnlich ist, selbst bei identischem Zement und Wasser enthaltendem Zementbrei» Erfindungsgemäß nimmt somit die im Brei eingeschlossene Luft ab, so daß das Einheitsvolumengewicht des Breis zunimmt. Die Eindringtiefe ^₁₀ nimmt mit dem Intervall der Einarbeitung von W2 zu, wie Fig. 9 illustriert.

Die Menge an Zementklumpen nimmt mit dem Intervall der Einarbeitung von Wo zu, was Fig. 10 zeigt, während der Prozentgehalt an Schwitzwasser sich ändert, was aus Fig. 11 hervorgeht. Fig. 11 zeigt, daß ein ausgezeichnetes Ergebnis erzielt werden kann, wenn W₂ allmählich während 20 bis 100 Sekunden eingearbeitet wird, insbesondere während 60 Sekunden. Ein Vergleich von Fig. 8 und Fig. 11 zeigt, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Brei, der das in Fig. 8 gezeigte hohe Einheitsvolumengewicht aufweist, einen geringen Prozentgehalt an Schwitzwasser aufweist. Durch Messung der Einheitsvolumengewichte der entsprechenden Breie ist es somit möglich,

DEA-30240

- 26 -

den Schwitzwassergehalt oder auch andere Parameter vorherzusagen, wobei diese prognostizierten Werte als Indizes verwendet werden.

Die Meßwerte von aus den entsprechenden Breien hergestellten Zementprodukten sind in Tabelle 5 zusammengefaßt und in Fig. 12 dargestellt. Die Druckfestigkeit von geformten Produkten aus Breien, in die allmählich W₂ eingearbeitet wurde, ist höher als bei Breien, in die W₂ auf einmal eingearbeitet wurde. Die höchste Druckfestigkeit von Zementprodukten wird dann erzielt, wenn W₂ allmählich über einen Zeitraum von ca. 100 Sekunden eingearbeitet wird.

Tabelle 5

Intervall der Einarbeitung von Se-15 kundärwasser, W„ see.

Durchschnittliche Druckfestigkeit (kg/cm^)

nach 7 Tagen

nach 28 Tagen

0 (auf einmal eingearbeitet)

311

401

20

386

482

60

388

489

100

408

518

' 120

372

471

Bei spie 1_ 5

In diesem Beispiel wurde Mörtel mit einem in Tabelle 6 angegebenen W/Z- und S/Z-Wert hergestellt. Die erste Probe (PSM-3O-6O) wurde so hergestellt, daß man zuerst

DEA-3O24Ö - 27 -

W, in den Zement einarbeitete, das erhaltene Gemisch einem ersten Mischvorgang während 90 Sekunden unterzog, dann den Sand (S) einarbeitete, danach das Gemisch während 90 Sekunden mischte und schließlich während eines abschließenden Mischvorgangs während 60 Sekunden W₂ während 30 Sekunden einarbeitete. Die zweite Probe (PSM-60-30) wurde durch Einarbeiten von W₂ während 60 Sekunden bei einem Mischvorgang von 30 Sekunden eingearbeitet« Bei jeder Probe wurde die zweite Mischung während 90 Sekunden nach Einarbeiten von W₂ durchgeführt. Die Gesamtmischdauer betrug 270 Sekunden.

Tabelle 6

W/Z	(%)	S/Z	C (kg)	S (kg)	W (D
54	24	2	619	1.238	334

Die ermittelten Meßwerte für die einzelnen Parameter dieser Mörtelproben sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.

Tabelle 7

Symbol Einheits- Eindringtiefe des Zylinders Prozentgehalt volumen- R-5,25 , L=Il,7, r=l,0 an Schwitzwasgewicht w h 0£ C^i₀ ser (%)

g C^i₀

(kq/1) , . . ν , / 3< , / 3. verstrichene

M ^{{Cm) (g/Cm} > ^{(g/cm }} Zeit (Stunden)

12 3 4

25 PSM

30-60 2,240 257,6 7,1 9,315 7,855 1,50 2,34

PSM

60-30 2,230 257,6 10,0 5,974 5,798 1,62 2,63

DEA-3O24O · - 28 -

Aus den in Tabelle 6 gezeigten Mörteln und aus einem Mörtel, bei dem W₂ auf einmal eingearbeitet wurde, wurden die entsprechenden Produkte vergossen. Jeweils 7 bzw. Tage nach dem Vergießen wurde die Druckfestigkeit der Produkte gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengefaßt.

Tabelle 8

Intervall der Durchschnittliche Druck-Einarbeitung festigkeit (kg/cm²)
10 von V?2 nach nach

(see.) 7 Tagen 28 Tagen

0 296 417

30 344 486

60 338 450

15 Beispiel 6

Hergestellt wurden Rohbetonproben von einer in Tabelle gezeigten Zusammensetzung. Zu diesem Zweck wurde eine Probe PSG-3O-6O durch ein erstes Mischen eines Gemischs aus Zement und Primärwasser, Zugabe von Sand (S) und Grobzuschlag (G) unter nachfolgendem zweiten Mischen während 90 Sekunden hergestellt. Während eines Mischvorgangs im Verlaufe von 60 Sekunden wurden für die Dauer von 30 Sekunden Sekundärwasser und ein Wasserentziehungsmittel eingearbeitet. Eine zweite Probe von PSG-6O-3O wurde durch Einarbeiten des Sekundärwassers und eines Wasserentziehungsmittels im Verlaufe von 60 Sekunden bei einer Mischdauer von 30 Sekunden hergestellt.

DEA-30240 - 29 -

Tabelle 9

W/Z W₁ZZ S/a Z S-- G W (%) (%) (kg) (kg) (kg) (L)

50 25 464 373 809 941 3 87

Die gemessenen Parameter dieser Rohbetonproben sind in Tabelle 10 zusammengefaßt.

Tabelle 10

Svmbol Einheits- Luft, Tem- Sen- Schwitzwasserge-

" volumen- pera- kung halt,in %

gewicht tür

kg/1 in % (⁰C) cm 1 2 3

PSG-3O-6O 2,396 1,2 25,5 17,0 0,17 0,24

PSG-6O-3O 2,387 1,8 25,0 16,0 0,06 0,35

Die gemessenen Druckfestigkeitswerte der vergossenen Prodükte unter Verwendung dieses Rohbetons und eines vergossenen Produktes aus einem Rohbeton, der mit einem Einarbeitungsintervall für das Sekundärwasser von 0 bereitet wurde, d.h. bei dem das Wasser gleichzeitig zugesetzt wurde, sind in Tabelle 11 angegeben.

„■»-30*40

Tabelle 11

Einarbeitungsintervall· Durchschnittliche Druckfestig-

2 für das Sekundärwasser, keit (kg/cm )

in see. nach 7 Tagen nach 28 Tagen

0 263 372

30 340 43 5

60 345 450

Beispiel 7

Gewöhnlicher Portlandzement und Flußsand mit einer Teilchengröße von unter 5 mm, einem Feinheitskoeffizienten (Fineness Modulus) von 3,09, einem spezifischen Gewicht von 2.630 kg/1, ermittelt nach Japanese Industrial Standard (JIS) A 1109, einer Wasserabsorption von 1,43 % und einem Wassergehalt von 3,41 % wurden mit Sand bis zu einem S/Z-Verhältnis von 1 bis 5 vermischt. In das Sand-Zement-Gemisch wurde eine konstante Menge von 24 % W,, bezogen auf das Zementgewicht, eingearbeitet, wonach das erhaltene Gemisch einer ersten Mischung unterzogen wurde. Danach wurde W₂ zugesetzt, wonach man das Gemisch einer

20 zweiten Mischung unterwarf.

Zement, Primär- (W₁), Sekundärwasser (W₂) und Sand (S) wurden nach folgenden 3 Methoden miteinander vermischt:

W₁ —> s —> W₂

25 (C) Z + W-, —* S + W

(A)	Z
(B)	Z
(C)	Z

Die Pfeile bedeuten jeweils eine 60 Sekunden dauernde Mischung. Damit die Gesamtmischdauer in allen drei Fällen

DEA-30240 - 31 -

dieselbe ist, betrug die für die Mischung des Sandes mit dem Sekundärwasser nach C 120 Sekunden.

Beispiele für Zusammensetzungen, bei denen sich das S/Z-Verhältnis innerhalb eines Bereichs von 1 bis 5 bewegt,
sind in Tabelle 12 angeführt.

	W/Z	Tabelle	12	S	W
	(%)			(kg)	(kg)
S/Z	45	W1ZZ	Z	872	392
	54	(S)	(kg)	1238	■ 334
1	68	24	872	1404	318
2	87	24	619	1476	321
3	110	24	468	1505	331
4	24	369
5	24	301

Die W^-Menge erhält man durch Subtraktion der W,-Menge
und-der den Sandpartikeln anhaftenden Wassermenge von der Gesamtwassermenge unter Berücksichtigung des W/Z-Verhältnisses des erhaltenen Mörtels.

Unter den drei beschriebenen Methoden wird Methode B erfindungsgemäß bevorzugt»

Die physikalischen Eigenschaften und der Prozengehalt an Schwitzwasser der nach den Methoden A, B und C hergestellten Mörtel und die durchschnittliche Druckfestigkeit der vergossenen, aus den jeweiligen Mörteln hergestellten Produkte sind in Tabelle 13 zusammengefaßt.

	A	S/Z	Ein- heits-	Eindringtiefe R=5,25, L=Il,	h	7	des , £	,919	Tabelle	ο	1 Ω	η	,760	13	2	Zeit	Durchschnittliche Druckfestigkeit	nach 28	DEA-302
			volumen-	• w			(X	,067		ό) (g/cm"	,850		2,04		(kg/cm2)	Tagen	O
Metho-			gewicht		(cm)			,122		1	,887		4,25	3	nach 7	503
e			(kg/1)	(g)	8,4		(g/cm	,231	Zylinder = 1,0	1	,231		5,66	2,19	Tagen	410
		1	2,161	107,6	8,0	1	,578	C	1	,549	s Schwitzwassergehalt in %	9,57	4,97	379	274
	B	2	2,216	107,6	7,9	2	,805	1	,332	verstrichene	12,75	6,16	311	168
		3	2,216	107,6	10,0	2	,305	0	,604	in Stunden	1,12	11,34	209	86
		4	2,196	107,6	9,0	1	,489	2	,705	) 1	2,69	15,17	121	528	1 ' '' ' '
	5	2,168	77,6	6,9	0	,989	2	,802	1,07	3,96	0,00	65	428	UJ * ■
	1	2,161	107,6	6,2	2	.390	2	,363	2,04	6,23	2,87	401	273	to * *' * t I «<< t
C	2	2,222	107 ,6	6,0	3	,07	1	,86	3,40	9,18	4,21	333	140	1 t <C(t C C
	3	2,222	107,6	8,2	3	,97	1	,78	5,55	2,35	7,10	208	91	te c ff t
	4	2,190	107,6	9,6	1	,17	1	,92	7,61	3,47	10,09	109	578	t
	5	2,180	107,6	8,1	1	,15	1	,91	0,16	5,91	-	55	439	t ( I
	1	2,162	107,6	8,2	2	,99	1	,88	1,44	8,85	4,25	4 50	271	« ν I t < t C * (
2	2,210	107,6	7,8	1		1		2,64	11,90	6,92	348	131
3	2,220	107,6	7,9	2	0	4,17		10,7 2	206	78	CO
4	2,190	107,6	7,8	2		7,01	13,41	104
5	2,175	77,6		6	1,28		59	cn
					1,98			CO CO
		3,27		co
	5,36
9,24

DEA-30240 - 33 -

Die Einheitsvolumengewichte der nach den Methoden A, B und C hergestellten Mörtel sind in Pig, 13 dargestellt und die Eindringtiefe des Zylinders in Fig. 14. Bei dem durch die Kurve B in Fig. 14 dargestellten Mörtel handelt es sich um einen nach dem erfindungsgemäß bevorzugten Verfahren hergestellten Mörtel mit einem ^, -Wert von über 2,0 bei einem S/Z-Verhältnis von 1 bis 3.

Der Prozentgehalt an Schwitzwasser der nach den Methoden Ä bis C hergestellten Mörtel ist in Fig. 15 zusammen mit dem Schwitzwassergehalt eines Mörtels D derselben Zusammensetzung, hergestellt jedoch nach dem Stand der Technik, dargestellt. Der nach der erfindungsgemäß bevorzugten Methode B hergestellte Mörtel zeigt demnach eine starke Senkung des Schwitzwassergehalts. Es wurde außerdem gefunden, daß ein daraus gefertigter Rohbeton eine hohe mechanische Festigkeit aufweist.

Beispiel 8

Gemäß diesem Beispiel wurden der in Beispiel 7 verwendete Sand und Zement eingesetzt. Das Gemisch wurde gemäß Methode B gemischt. Das S/Z-Verhältnis hatte einen konstanten mittleren Wert von 3,0. Die Mörtel wurden, wie in Tabelle 14 angegeben, bereitet, wobei die Wassermenge auf der Oberfläche der Sandpartikel variiert wurde.

Tabelle 14

S/Z	W/Z	/ Q. \	Zement (kg)	Komponente	in 1 Ji
	(%)	24,0	468	Sand (kg)	Wasser (kg)
3,0	68,0		140,4	318

DEA-30240 - 34 -

Die Wassermenge auf der Sandoberfläche wurde zwischen 0 (trockene Oberfläche) und 14 % jeweils um 2 % variiert. Die Oberflächenwassermenge wurde dadurch eingestellt, daß man eine gleichmäßige Verteilung der Oberflächenwassermenge erzielte, indem man Stoßkräfte anwandte und die fehlende Wassermenge zur Erzielung der gewünschten Menge an Oberflächenwasser entsprechend besprühte. Die physikalischen Eigenschaften der nach der Methode B hergestellten Mörtel und die durchschnittliche Druckfestigkeit der vergossenen Produkte unter Verwendung dieser Mörtel sind in Tabelle 15 zusammengefaßt.

BAD

Tabelle

Oberflächenwas
sergehalt,

.5 in %

Einheits- Eindringtiefe des Zylinders volumen- R = 5,25, L - 11,7, r = 1,0 gewicht

(kg/1)

(g)

3 3 (cm) (g/cm ) (g/cm )

Schwitzwassergehalt, in %

Durchschnittliche Druckfestigkeit (kg/cm^)

verstrichene Zeit,

in Stunden nach 7 nach ^

3 Tagen Tagen

0	2,208	107,6	6,2	3,32	2,61	2,83	4,21	4,28	206
2,0	2,221	107,6	6,3	3,22	2,55	2,33	3,65	3,71	215
4,0	2,236	107,6	7,0	2,66	2,22	2,58	4,03	4,21	223
6,0	2,245	107,6	5,3	4,22	3,07	2,20	3,40	3,46	240
8,0	2,246	107,6	4,8	4,89	3,39	2,01	3,14	3,21	231
10,0	2,220	107,6	7,7	2,23	1,96	2,26	3,65	3,71	223
12,0	2,221	107,6	7,5	2,35	2,03	2,64	4,28	4,53	236
14,0	2,230	107,6	7,8	2,16	1,91	2,83	4,28	4,53	213

301 313 316 322 314 321 342 310

to ^:hO CO <D CO CO

DEA-3O24O - 36 -

Es wurde somit in allen Fällen ein vorteilhaftes Ergebnis erzielt. Besonders hoch war die mechanische Festigkeit des Produktes, wenn der Oberflächenwassergehalt auf ca. 6 % eingestellt wurde. Der Prozentgehalt an Schwitzwasser konnte erheblich herabgesetzt werden, wenn Sand mit einem Oberflächenwassergehalt von 2 bis 10 % verwendet wurde. Die erzielten Ergebnisse sind in Fig. 16 dargestellt.

Beispiel 9

Ein Zementmörtel mit einer Zusammensetzung wie sie in Tabelle 16 angegeben ist, wurde durch Mischen von Zement, W, und Sand, ein erstes Mischen des so erhaltenen Gemischs während 90 Sekunden, Zugabe von W₂ in einer zur Erzielung eines End-W/Z-Verhältnisses von 54 % ausreichenden Menge und ein zweites Mischen während 90 Sekunden hergestellt.

15 Tabelle 16

W/Z (%)	wx/z (%)	S/Z	Z (kg)	S (kg)	W (D
54	24	2	619	1238	334

Diese Tabelle zeigt, daß der Mörtel ausgezeichnete Gießfähigkcit und geringen Schwitzwassergehalt aufweist sowie die Herstellung von Produkten hoher Druckfestigkeit ermöglicht.

Tabelle 17

Eindringtiefe des Zylinders

R = 5,25, L = 11,7, r = 1,0

(kg/1) W h

(g) (cm) (g/cV) (g/cnT)

Schwitzwassergehalt,

in %

Durchschnittliche Druckfe-

stigkeit (kg/cm )

nach 7 nach 28 Tagen Tagen

2,226 157,6 9,7 2,948 2,906

1,45 2,02

345

508

IO TO CjO

•GO CO

I)KA-3O2 4U - 30 -

Wird ein Mörtel der Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 36 angegeben ist, gemäß dem Stand der Technik hergestellt, beträgt der Schwitzwassergehalt nach 3 Stunden 5,2 % und die Druckfestigkeit der daraus vergossenen Produkte 7 Ta-

2
ge nach dem Vergießen 305 kg/cm und 28 Tage nach dem Ver-

2
gießen 430 kg/cm .

Beispiel 10

Hergestellt wurde ein Rohbeton einer Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 38 angeführt ist, wobei G einen Grobzuschlag, hergestellt aus Schotter mit einem Feinheitskoeffizienten von 6,43 und S/a das Sandzuschlagverhältnis bedeutet. Außerdem wurden dem Rohbeton noch als Belüftungszusatz (Ad) O,O2 % Natriumresinat, bezogen auf das Zementgewicht,zugesetzt.

15 Tabelle 18

W/Z W₁ZZ S/a ZSG W (%) (kg) (kg) (kg) (1)

50 25 46,4 373 809 941 187

Die Mischvorgänge wurden nach den beiden folgenden Metho den durchgeführt:

(B₁) Z + W₁ -> S + G■ -*· W₂ + Ad

Die Pfeile bedeuten jeweils die Mischungsvorgänge während 90 Sekunden. Die Mischdauer nach den Stufen Z + W-, + S + G gemäß Methode B- betrug 120 Sekunden. Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Rohbetons und die durchschnittliche Druckfestigkeit der daraus her-

DEA-30240 - 39 -

gestellten Betonprodukte sind in Tabelle 19 angeführt

Tabelle 19

Me- Sen- Luft Schwitzwassergehalt, Durchschnittliche

tho- kung _ί?_Α Druckfestigkeit

5 de (cm) (%} IH 2H~ 3H ' *" mix. ^

nach 7 nach

(B₁) 20,1 1,6 0,29 O,53 0,73 0,73 362 499 (B₀) 19,0 1,1 0,28 0,58 0,78 0,78 332 471

Tabelle 19 zeigt, daß der Schwitzwassergehalt dieser Rohbetone sehr niedrig ist und die mechanische Festigkeit der daraus hergestellten Betonprodukte hoch ist. Wurde ein Rohbeton derselben Zusammensetzung wie in Tabelle 18, jedoch nach dem Stand der Technik gemischt, betrug 3 Stunden nach der Herstellung der Schwitzwassergehalt 2,2 % und die Druckfestigkeit der daraus hergestellten Beton-

produkte 7 Tage nach dem Vergießen 220 kg/cm und 28 Ta-

2 ge nach dem Vergießen 354 kg/cm .

Claims (13)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer gemischten Zusammensetzung, dadurch gekennze ichnet , daß es folgende Stufen umfaßt:

a) Einarbeiten des Hauptanteils an Wasser in ein Pulver aus einer hydraulischen Substanz, und zwar in einer zur Bildung eines faserförmigen, haarförmigen oder dem haarförmigen Zustand nahekommenden schlammartigen Zustandes ausreichenden Menge;

b) erste Mischung des erhaltenen Gemischs zur Verminderung der Menge an ausgeflockten Pulverklumpen;

c) Zugabe einer zusätzlichen Wassermenge zum gemischten Gemisch in einer zur Erzielung des vorausberechneten Wasser-Zement-Verhältnisses der Zusammensetzung erforderlichen Menge und zusätzliche Mischung des erhaltenen Gemischs.

DEA-30240 - 2 -

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Hauptanteils an Wasser 15 bis 38 % beträgt, bezogen auf das Gewicht des Pulvers .

3. Verfahren nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Hauptanteils an Wasser entsprechend dem vorausberechneten Wasser-Zement-Verhältnis der Zusammensetzung und die Menge an Zusatzwasser entsprechend der vorausgesagten Menge an Schwitzwasser gewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es zusätzlich noch die Stufe der Einarbeitung von Feinzuschlag nach der ersten Mischung umfaßt, und die Menge an Zusatzwasser in Abhängigkeit von der dem Feinzuschlag anhaftenden Wassermenge gewählt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Zusatzwasser und der Feinzuschlag gleichzeitig nach der ersten Mischung zur Bildung eines Mörtels in das Gemisch eingearbeitet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Feinzuschlag in das Gemisch zusammen mit einem Grobzuschlag zur Bildung eines Rohbetons eingearbeitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Mischvorgang in einem ersten Mischer durchgeführt wird, das auf diese Weise erhaltene Gemisch dann in einen zweiten Mischer zur Durchführung des zweiten Mischvorgangs befördert wird, wodurch die Zusammensetzung kontinuierlich hergestellt wird.

DEA-30240 - 3 -

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Stufe der Zugabe eines Dehydratisierungsmittels zum Gemisch aus Viassei und hydraulischer Substanz während des ersten oder zweiten

5 Mischvorgangs umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des Hauptanteils an Wasser 30 bis 76 % ausmacht, bezogen auf das Gesamtgewicht des für die Herstellung der Zusammensetzung erforderli-

5 chen Wassermenge.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Feinzuschlag Sand mit einer vorausberechneten Menge an den Sandteilchen anhaftendem Wasser ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Zusatzwasser der durchmischten Mischung aus dem Hauptanteil an Wasser und der hydraulischen Substanz während einer Zeitdauer von über 10 % des Zeitraums, während dessen der zweite Mischvorgang durchgeführt wird, zugesetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Einarbeiten des Feinzuschlags erhaltene Gemisch geknetet wird, danach das Zusatzwasser zugesetzt wird und der zweite Knetvorgang

5 durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das nach Einarbeiten des Fein- und Grobzuschlags erhaltene Gemisch geknetet und danach das Zusatzwasser zugesetzt wird.