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Verfahren zur Eierstellung eines durch hohe Festigketen ausgezeichneten
Hartbetons. Allgemein ist die Anschauung. verbreitet, daß zur Erzielung höher Betonfestigkeiten
es unerläßlich, sei, eine gemischtkörnige Masse als Zuschlagstoff zu verwenden.
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Im Zementkalender i928, S. io, ist unter »Beton und Eisenbeton« angegeben:
»Wichtig für die Festigkeit des Betons ist die Korngroße und *Kornmischung des Zuschlagmaterials.
Das Korn darf nicht gleichmäßig, sondern rnuß .möglichst verschieden sein, damit
möglichst wenig Hohlräume entstehen.« Die Bestimmungen für Ausführung von Bauwerken
aus Eisenbeton, aufg. vorn Deutschen AusschuB für Eisenbeton i925; besagen in §
5; 2: »Sand, Kies; Grus und Steinschlag sollen möglichst gemischtkörnig sein«.
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In. der Abhandlung: Mischen und Verarbeiten von Beton, Herausgeber:
Dr. Ing. Riepert, Zementverlag Charlottenburg, ist auf S. 4 gesagt: »Wichtig für
die Dichtigkeit und Festigkeit des Betons ist die Korngröße des Zuschlagmaterials.
Der Sand soll möglichst alle Korngrößen bis zu 7 mm Durchmesser enthalten«.
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K e r s t e n sagt in :seinem Buch: Der Eisenbetonbau I, 8: Aufl:;
S. 45: »Was. schließlich die Korngröße- des Sandes anlangt, so ist ein gemischtkörniger
Sand am besten«.
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- In: Der Portlandzement und seine Anwendung im Bauwesen, von B: ü
s i n g- & S e h u -m: a n n , 3. Aufl., S.;82 ist über die Korngroße der Zuschlagstoffe
gesagt: »Am vorteilhaftesten ist g@ernisehtkörniger Sand, weil dieser -die wenigsten
Hohlräume besitzt. Er liefert den dichtesten Mörtel, und man kann von demselben-
einer bestimmten Zementmenge zur Erzielung einer gewissen Festigkeit mehr zusetzen
als von eitlem Sande mit sehr gleichmäßigem Korn, der stets den größeren Hohlraum
enthält.« Schließlich soll hier noch angeführt werden, welchen Standpunkt das Handbuch
für Eisenbetonbau einnimmt.. Im zweiten Band »Der Baustoff und- seine Bearbeitung«
I: Aufl., S.41 ist darüber geschrieben: »Diese an Hand- theoretischer Erwägungen
sich ergebenden Schlüsse finden durch praktische Erfahrungen vollauf Bestätigung;
denn Sande mit gleichmäßigem (feinem odergrobem) Korn liefern geringere Ausbeute
und niedrigere Festigkeiten als gemischtkörnige Sande von sonst gleicher Art. Auf
die Kornzusammensetzung muß .daher namentlich bei der Beton-- bereitung in erster
Linie Rücksicht genommen werden.« Die vorliegende Erfindung verwendet im Gegensatz
zu den vorstehenden allgemein anerkannten Anschauungen zur Erzielung hoher Betonfestigkeiten
beliebige aber dem Zweck angepaßte Zuschlagstoffe - natürliche oder künstliche Gesteinsarten,
Erzrückstände; Schlacken, Eisen u. dgl. mehr - von ganz bestimmter, möglichst gleichmäßiger
oder besser -ganz gleichmäßiger-Korngröße. Die Korngröße,bestimmt sich aus der Art
des zu verwendenden Zuschlagstoffes und aus dem Zweck, dem der daraus herzustellende
Beton dienen soll, d. h. ob er Druck-, Stoß-, Abschleif- oder anderen Beanspruchungen
widerstehen
soll. Die in jedem, Einzelfall zur Anwendung kommende
bestimmte Korngröße muß durch Versuche festgestellt werden. Die Voraussetzung für
den Eintritt der höchsten Betonfestigkeit nach dem vorstehenden. Verfahren mit Zuschlagstoffen
möglichst gleichmäßiger oder besser ganz gleichmäßiger Korngröße ist, daß nicht
mehr und nicht weniger Bindemittel zur Herstellung eines derartigea Hartbetons verwendet
wird, als daß gerade die Hohlräume des Zuschlagstoffes vollständig ausgefüllt werden.
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Den Anlaß zu der vorliegenden Erfindung haben diesbezügliche in großer
Anzahl gemachte Versuche mit Zuschlagstoffen möglichst gleichmäßiger und ganz gleichmäßiger
Korngröße gegeben. An Hand der von den Materialprüfungsanstalten mit gemischtkörniger
Masse gemachten Feststellungen, wie solche in den Jahrbüchern und in sonstigen Druckwerken
veröffentlicht sind, war es möglich, die Überlegenheit des mit gleichmäßigem Korn
hergestellten Mörtels oder Betons klarzulegen. Bei diesen Versuchen wurde festgestellt,
daß im allgemeinen bei Feinhartbeton, d. h. bei Hartbeton aus Sandkörnern die Größtwerte
der Festigkeiten bei Korngrößen von o,5 bis 7 mm erreicht werden. Im besonderen
wechseln bei Absichleiffestigkeiten die entsprechenden Korngrößen ungefähr von o,5
bis 3,0 mm, bei Druckfestigkeiten von i,o bis 7,0 mm:, wobei zu berücksichtigen
ist, daß bei einer bestimmten Festigkeitsart die Größe des. Kornes einzig von der
Art des Zuschlagstoffes abhängt, und daß gleichnamige Zuschlagstoffe nicht immer
von gleicher Art in. mechanisch-physikalischer Hinsicht sind. Die engeren Grenzen
der Korngrößen, bei denen der Größtwert der Abschleiffestigkeit gefunden wurde,
bewegten sich z. B. bei Gußeisenkörnern verschiedener Herkunft zwischen o,6 und
1,6 mrn, bei Quarzkörnern verschiedener Herkunft zwischen o;8 und 3,o mm. An: Hand,
von Festigkeitsprüfungen mit verschiedenen gleichmäßigen Korngrößen eines zur Verfügung
stehenden gleichartigen Zuschlagstoffes läßt sich leicht ein für allemal die bestimmte
Korngröße feststellen, die dem Größtwert der betreffenden Festigkeitsart entspricht.
Damit ist den Erfordernissen der Praxis entsprochen. Mit Hilfe solcher Festigkeitsprüfungen
ist es aber auch möglich, festzustellen, wie weit man mit dem Begriff der: »möglichst
gleichmäßigen Korngröße« gehen darf, um einen bestimmten Festigkeitswert zu erzielen.
Der Feinhartbeton eignet sieh zu allen Feinbetonarbeiten, die eine ganz besondere
Güte aufweisen sollen, so z. B. zu Estrichen auf stark beanspruchten Fußböden, auf
Rutschflächen von Silos und Bunkern, zu Innenschichten von Zementrohren, Oberschichten
von Betonplatten, zu Mühl-, Mahl-und Schleifsteinen u. dgl. m.
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Aus der Zusammenverarbeitung eines vorbeschriebenen Feinhartbetonsi
mit gröberen Zuschlagstoffen. - Kies, Splitt, Steinschlag usw. -.von ebenfalls gleichmäßigem
oder möglichst gleichmäßigem Korn läßt sich weiterhin ein Grobhartbeton besonderer
Güte herstellen, für Massivausführungen von Stampfbetonarbeiten, wie Wandmauern,
Stütz- und Futtermauern, Widerlagern, Brückengewölben, Eisenbetondecken und Eisenbetongewölben,
Pfeilern und Säulen: aus Beton und Eisenbeton udgl. m. Hierbei ist wiederum an der,
der früheren Vorschrift entsprechenden Bedingung festzuhalten, daß nicht mehr und
nicht weniger Feinhartbeton zur Herstellung des. Grohhartbetons verwendet wird;
als daß gerade die Hohlräume des groben Zuschlagstoffes vollständig ausgefüllt werden.
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Um eine Erklärung für die nach dem heutigen@ Stand der Wissenschaft
eigentümlichen Festigkeitsverhältnisse eines Betons mit gleichmäßigem Korn des Zuschlagstoffes
zu finden, muß man auf die beiden ausschlaggebenden Faktoren der Betonfestigkeit
zurückgreifen. Es sind dies-die Eigenfestigkeit des Zuschlagstoffes unddie Haftfestigkeitdieses
Zuschlagstoffes; an dem Bindemittel. Beide zusammen sind bei der vorliegenden Erfindung
ausschlaggebend' für die Gesamtfestigkeit des Betons, die sich als Druck-, Abschleif-
usw. Festigkeit äußert. Je kleiner die Korngröße ist, desto geringer fälft die Eigenfestigkeit
aus. Umgekehrt nimmt die Haftfestigkeit mit zunehmender Korngröße ab, da die Gesamtqberfläche
der Körner einer bestimmten Raummenge .mit zunehmender Korngröße abnImmt. Der Schnittpunkt
der Eigenfestigkeitskurve mit der Kurve der Haftfestigkeit bestimmt eindeutig die
Korngröße, die bei einem bestimmten Zuschlagstoff und' bei einer bestimmten Festigkeitsart
den Größtwert der betreffenden Betonfestigkeit ergibt. Voraussetzung ist immer wieder;
daß nicht mehr und nicht weniger an Bindemittel oder Feinhartbeton verwendet wird,
als daß gerade die Hohlräume des Zuschlägstoffes bzw. des groben Zuschlagstoffes-
vollständig ausgefüllt werden.
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Was die Wirtschaftlichkeit des vorliegenden Verfahrens betrifft, so
kann darüber gesagt werden, daß besondere Güteeigenschaften auch eine entsprechende
Kostenerhöhung zulassen, ohne daß damit das Verfahren unwirtschaftlich -wird: Solche
Kostenerhöhungen kämen aber nur in den Fällen vor, wo Zuschlagstoffe. von gleichmäßigem!
oder mögliehst gleichmäßigem Korn erst geschaffen i werden müssen, entweder durch
eine besondere Fabrikation- oder durch Aussieben von
nicht gleichmäßigem,
Korn. Die Wirtschaftlichkeit ist aber auch hier nicht in. Frage gestellt, da fabrikmäßige
Herstellung nur bei hochwertigen Zuschlagstoffen; z.- B. bei Guß-, Fluß- oder Schmiedeeisenkörnern
u. dgl., in Betracht kommt und die andere Art der Gewinnung durch Aussieben die
Masse keineswegs unwirtschaftlich verteuert. Die Mehrkosten werden größtenteils
wieder aufgewogen durch die Ersparnis an, Zement b@zw. Bindemittel bei diesem, Verfahren.
Bei Hartbetonestrichen kommt man- gewöhnlich mit einer Mischung i : 2,2 bis r
::2,8 aus, gegenüber einer Mischung von, i : 2 bei einem gewöhnlichen Betonestrich.
,Wo die vorgeschriebenen Körnunpen in natürlichem Zustand vorkommen, z. B: bei Flußabilagerungen,
ist eine bedeutende wirtschaftliche t'berleg.enheit gewöhnlichem Betan gegenüber
festzustellen, ohne daß es nötig wäre, die besonderen Gütereigenschaften des Hartbetons
mit zu berücksichti:gen.
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Die Verwendung, eines gleichmäßigen od:r möglichst gleichmäßigen Kornes
der Zuschlagstoffe zum Beton ist in Einzelfällen iu der Literatur bekannt. Doch
handelt es, sich bei allen diesen Anwendungen nicht um die grundlegenden Mittel
und den Zweck der vorliegenden Erfindung: Es soll hier auf einige anscheinend ähnliche
Erfindungen näher eingegangen werden: Die deutsche Patentschrift 104635 verwendet
z. B. zur Erzielung großer Härte ein ganz bestimtintes Gestein, nämlich Flintstein
wegen seiner _ geradlinigen ebenen Fläche-.j" spaltbarkeit. Die wesentlichsten Merkmale
der vorliegenden Erfindung sind in diesem Verfahren nicht enthalten, nämlich beliebige
Zuschlagstoffe, genau festgelegte Korngröße gleicher Abmessung sowie die fest bestimmte
Menge an Bindemitteln. Aber auch der Zweck ist bei beiden Erfindungen nicht der
gleiche: Während bei der vorliegenden Erfindung alle Betonfestigkeiten eingeschlossen
sind; handelt es sich bei dem. bekannten Verfahren nur um die Erhöhung der Härte.
Auch in wirtschaftlicher Beziehung l'äßt sich eine Ähnlichkeit oder Gleichheit nicht
feststellen.
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Die deutsche Patentschrift -24336I he= schreibt die Herstellung eines
hitzebeständigen Betons. für Kaminrohre mit Hilfe eines besonderen Gesteins., d!,
i. Ziegelsteines in einer fest bestimmten Korngröße und legt ganz besonderen, Wert
auf die Erzielung! eines porösen Betons. Der Zweck dieses, Verfahrens isl' ein ganz
anderer als der der vorliegenden Erfindung. Auch die angewandten Mittel sind volliständ!ig
verschieden. Ein, poröser Beton kommt bei der Erfindung nie in Betracht.
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Die deutsche Patentschrift 3-11786 beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung poröser Betonrohre, die eine entsprechende Druckfestigkeit aufweisen.
Dieser Zweck wird erreicht durch ein Mischungsverhältnis von i Raumteil Zement +
4 Raumtleilen 2 bis 4 mm großer Kiesel' unter Verwendung besonderer nicht. ebenflächiger
Stampfer. Der Zweck ist hier ein anderer, ein poröser Beton soll und darf bei der
vorliegenden Erfindung nicht erzielt werden, die Korngrößen stimmen nicht überein
und die einschränkende Bedingung zur Verwendung nicht ebenflächiger Stampfer wird
bei der vorliegenden, Erfindung nicht gemacht.
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Die schweizerische Patentschrift 56525 behandelt die Ausführung
eines Belages:, also einer Sonderausführung im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung.
Die Veröffentlichung schreibt kalkhaltige Zuschlagstoffe möglichst gleichmäßiger
Größe vor. Die Vorschrift eines kalkhaltigen, Zuschlagstoffes findet -sich bei der
vorliegenden Erfindung nicht. Auch die Merge und Art des Bindemittels ist eine ganz
andere. Die Abhängigkeit' zwischen Korngröße einerseits-und Zweck und Eigenfestigkeit
andererseits wird in -der Veröffentlichung nicht erkannt, Die schweizerische Patentschrift
69450 verfolgt den Zweck, einen völlig porösen Beton herzustellen, und stimmt allein
damit schon mit der vorliegenden Erfindung nicht überein.