DE3923972A1 - Verfahren zur herstellung eines lagerfaehigen reaktionsharz haltigen zement-moertel-trockengemisches - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines lagerfaehigen reaktionsharz haltigen zement-moertel-trockengemischesInfo
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Description
Aus der DE 35 23 479 ist es bekannt, daß es bei der Herstellung von
Reaktionsharz haltigen Zement-Mörteln wünschbar ist, ein lagerfähiges
Trockengemisch zur Verfügung zu haben, das alle Komponenten (außer
Wasser) enthält und am Einsatzort nur mit Wasser gemischt werden muß.
Diese Aufgabe wird gemäß DE 35 23 479 dadurch gelöst, daß ein Teil der
Komponenten zu einem Vorgemisch A, die restlichen Komponenten eventuell zu
einem Vorgemisch B und die Vorgemische A und B am Einsatzort mit Wasser
gemischt werden. Es sind also zumindest zwei Vorgemische mit Wasser zu
mischen und nur nebenbei wird in der Spalte 5, Zeilen 18-44 erwähnt, daß
es auch möglich ist, ein echtes Trockengemisch (d.h. eines, das alle
Komponenten außer Wasser in einem lagerfähigen Gemisch enthält) herzu
stellen. Es wird jedoch nicht angegeben, daß für ein solches Gemisch
spezielle Zusatzstoffe notwendig sind und im Beispiel 3 wird lediglich
feinteilige, gefällte Kieselsäure (ohne Präzisierung der Korngröße oder
der spezifischen Oberfläche) als Trägersubstanz für den Epoxidhärter
genannt.
Es wurde nun gefunden, daß für die Herstellung eines Reaktionsharz
haltigen Zement-Mörtel-Trockengemisches, das alle Komponenten außer
Wasser enthält, bestimmte Zusatzstoffe notwendig sind, um ein echt
lagerfähiges Trockengemisch zu erhalten, das über längere Zeit riesel
fähig bleibt und nicht vorzeitig aushärtet.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung eines
Zement-Mörtel-Trockengemisches, das die Bestandteile Zement, Zuschlag,
Reaktionsharz und Härter in einem einzigen Gemisch enthält, dadurch ge
kennzeichnet, daß Reaktionsharz und Härter während des Mischvorgangs
nicht mit Zement, sondern zuerst mit einem amorfen Zusatzstoff in Kontakt
gebracht werden, der eine Korngröße unterhalb 0,05 mm und eine spezi
fische Oberfläche größer als 0,3 m2/g aufweist. Durch einen solchen
Mischvorgang werden Reaktionsharz und Härter nicht nur voneinander,
sondern auch vom Zement getrennt, sodaß keine vorzeitige Reaktion
zwischen Harz und Härter und keine Beeinflussung der Erstarrungseigen
schaften des Zements stattfinden kann. Die so hergestellten Trockenge
mische sind unbeschränkt lagerfähig und brauchen am Einsatzort nur mit dem
Anmachwasser vermischt zu werden, wonach sie in üblichen Zeitabständen
aushärten und Baustoffe mit hervorragenden Festigkeiten ergeben.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Zusatzstoffe sind nicht-kristalline,
meistens Silicium enthaltende Materialien, die durch ihre große spezi
fische Oberfläche eine Art Reaktivität für das Reaktionsharz und für den
Härter aufweisen, jedoch nicht die gleiche hydraulische Wirksamkeit wie
Zement aufweisen. Beispiele solcher Materialien sind Flugasche, Traß,
gemahlene Hochofenschlacke, Silica fume und Bentonite, wobei im Prinzip
auch Ruß oder aktive Kieselsäure in Betracht kommen, soweit dessen Farbe
resp. deren Preis für die ins Auge gefaßte Anwendung akzeptabel sind.
Voraussetzung ist lediglich, daß die Korngröße dieser Materialien 0,05 mm
nicht übersteigt und daß deren spezifische Oberfläche über 0,3 m2/g
liegt. Dabei muß von diesen Zusatzstoffen umso weniger eingesetzt werden
je kleiner die Korngröße und je größer die spezifische Oberfläche dieser
Materialien ist. Es hat sich auch gezeigt, daß kristalline Materialien
wie Quarzmehl (obwohl ihre Korngröße unter 80 µ und ihre spezifische
Oberfläche über 0,3 m2/g liegt) nicht mit dem gleichen Resultat eingesetzt
werden können, d.h. Trockengemische mit einem solchen Zusatzstoff härten
nach einer gewissen Zeit aus und sind daher nicht lagerfähig. Es ist daher
wichtig, daß der erfindungsgemäße Zusatzstoff einen Amorfanteil über
90% hat.
Bevorzugte Materialien für das erfindungsgemäße Verfahren sind Flugasche
und Silica fume, die alleine oder zusammen eingesetzt werden können.
Der erfindungsgemäße Mischvorgang wird vorteilhaft so gestaltet, daß
zunächst der Zuschlag (z.B. Sand) mit dem Reaktionsharz oder mit dem
Härter und nachfolgend mit dem speziellen Zusatzstoff und mit dem Zement
vermischt werden, der andere Reaktionspartner (Harz bzw. Härter) getrennt
ebenfalls mit dem speziellen Zusatzstoff, mit eventuellen weiteren Zusatz
mitteln und/oder Additiven vermischt und die beiden Vorgemische schließ
lich miteinander zu einem Trockengemisch verbunden werden. Es können aber
auch das Reaktionsharz und der Härter jeweils getrennt zuerst mit dem
speziellen Zusatzstoff in Kontakt gebracht und nachfolgend alle Bestand
teile in einem Mischvorgang zusammengeführt werden.
In einem besonders bevorzugten Verfahren werden Reaktionsharz und Härter
mit verschiedenen Zusatzstoffen in Kontakt gebracht und es hat sich ge
zeigt, daß insbesondere Flugasche und Silica fume sich für diesen Zweck
gut eignen. So kann entweder das Reaktionsharz mit Flugasche und der
Härter mit Silica fume oder das Reaktionsharz mit Silica fume und der
Härter mit Flugasche in Kontakt gebracht werden, bevor diese Komponenten
mit den übrigen Bestandteilen zu einem Trockengemisch zusammengeführt
werden.
Als Reaktionsharz werden die für diesen Zweck bekannten, polymeren Kunst
stoffe eingesetzt, die durch Zuführung eines Härters zur Vernetzung ge
bracht werden und als sogenannte 2-Komponenten-Harze im Handel sind.
Beispiele solcher Harze sind Polyurethane und Epoxidharze. Die ent
sprechenden Härter sind je nach eingesetztem Harz Isocyanat haltige oder
vor allem Aminogruppen haltige Verbindungen.
Als Zement kommen die bekannten, hydraulischen Bindemittel wie Portland
zement, Eisenportlandzement, Hochofenzement und Traßzement in Betracht.
Bevorzugtes Bindemittel ist Portlandzement und vor allem aluminatarmer
Portlandzement, sog. PCHS (Portlandzement mit hoher Sulfatbeständigkeit).
Die zum Einsatz gelangenden Zuschlagstoffe (Aggregat) werden entweder aus
natürlichem Gestein gewonnen, wie z.B. Flußkiessand, Grubenkiessand, oder
sind als künstliche Zuschläge bekannt, wie z.B. Hochofenschlacken, Stein
kohlenasche, -schlacken und -granulate, Sinterbims aus verschiedenen
Grundstoffen, gebrannte tonhaltige Zuschläge oder organische Zuschlags
stoffe. Für bestimmte Anwendungen können außerdem sonstige Zusätze, wie
Stahl-, Glas- und Kunststofffasern zum Einsatz gelangen.
Als Additive werden Zusätze bezeichnet, die in geringer Menge die Eigen
schaften der fertigen Zementmischungen beeinflussen und meistens organi
scher Natur sind. Beispiele sind Entschäumer, Korrosionsschutzmittel,
Pigmente, usw. Eine spezielle Kategorie stellen die sogenannten Zusatz
mittel dar, welche die Verarbeitbarkeit, Frost- bzw. Tausalzwiderstands
fähigkeit, Wasseraufnahme, Erstarrungszeiten, usw. der Zementmischung
ändern. Beispiele solcher Zusatzmittel sind die Betonverflüssiger, Luft
porenbildner, Betondichtungsmittel, Erstarrungsverzögerer, Erstarrungs
beschleuniger, Einpreßhilfen, Stabilisierer, usw.
Das fertige Trockengemisch enthält die verschiedenen Bestandteile in den
folgenden Mengen:
- Reaktionsharz | |
2-25%, vorzugsweise 5-20% | |
- Härter | 2-25%, vorzugsweise 5-20% |
- Silica fume | 5-50%, vorzugsweise 10-30% |
- Flugasche | 10-100%, vorzugsweise 30-80% |
- Zuschlag | 50-500%, vorzugsweise 100-400% |
- Zusatzmittel | 0,5-5%, vorzugsweise 1-3% |
- Portlandzement | 100%, vorzugsweise 100% |
wobei alle Angaben auf das Zementgewicht bezogen sind.
Die erhaltenen Reaktionsharz haltigen Trockengemische können vielseitig
eingesetzt werden. Als Mörtel (mit Sand als Zuschlagstoff) können sie zum
Sanieren von Bauwerken, insbesondere bei größerer Frost/Tausalz-Belas
tung, zur Herstellung von Bodenbelägen und für Beschichtungen dienen. Mit
gröberen Zuschlagsstoffen können sie als Konstruktionsmaterial eingesetzt
werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet solcher Trockengemische ist das
Spritzbetonverfahren.
In den nachfolgenden Beispielen sind alle Angaben in Teilen als Gewichts
teile zu verstehen.
Ein Zement-Mörtel-Trockengemisch wird aus folgenden Bestandteilen her
gestellt:
- Epoxidharz | |
1,17 Teile | |
- Epoxidhärter | 1,19 Teile |
- Portlandzement | 21,23 Teile (vorzugsweise PCHS) |
- Silica fume | 2,12 Teile |
- Flugasche | 10,61 Teile |
- Sand 0/4 mm | 63,68 Teile |
100,00 Teile |
In der angegebenen Reihenfolge wird der Sand mit dem Epoxidharz, mit dem
Silica fume und mit dem Portlandzement in drei aufeinanderfolgenden
Mischvorgängen vermischt. In einem getrennten Mischvorgang wird die
Flugasche mit dem Härter und schließlich die beiden Vorgemische mit
einander zusammengeführt. Das fertige Trockengemisch kann wie Zement
gelagert werden und ist jederzeit mit Wasser zu einem Mörtel zu ver
arbeiten.
Die Reihenfolge der Zugaben kann auch dahingehend geändert werden, daß
der Sand mit dem Härter, mit dem Silica fume und mit dem Portlandzement
einerseits und die Flugasche mit dem Reaktionsharz andererseits vorge
mischt werden.
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 kann auch ein Mörtel-Trockengemisch mit
der folgenden Zusammensetzung hergestellt werden:
- Epoxidharz | |
1,80 Teile | |
- Epoxidhärter | 1,83 Teile |
- Portlandzement | 16,28 Teile (vorzugsweise PCHS) |
- Silica fume | 2,44 Teile |
- Flugasche | 12,21 Teile |
- Fließmittel | 0,31 Teile |
- Sand 0/4 mm | 65,13 Teile |
100,00 Teile |
Dabei wird das Fließmittel (= Betonverflüssiger) zum zweiten Vorgemisch
(Flugasche + Epoxidharz bzw. Härter) gegeben, bevor alle Bestandteile
zusammengemischt werden.
Die Mörtel-Trockengemische der Beispiele 1 und 2 können auch hergestellt
werden, indem zunächst nur die Flugasche mit dem Reaktionsharz resp.
Härter und der Silica fume mit dem Härter resp. Reaktionsharz vorgemischt
werden und nachher sämtliche Bestandteile in einem einzigen Mischvorgang
zusammengebracht werden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung eines lagerfähigen Zement-Mörtel-Trocken
gemisches, das die Bestandteile Zement, Zuschlagsstoffe, Reaktions
harz und Härter in einem einzigen Gemisch enthält, dadurch gekenn
zeichnet, daß man das Reaktionsharz und den Härter während des
Mischvorganges zuerst mit einem amorfen Zusatzstoff in Kontakt bringt,
der eine Korngröße unterhalb 0,05 mm und eine spezifische Oberfläche
größer als 0,3 m2/g aufweist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als amorfer
Zusatzstoff Flugasche und/oder Silica fume eingesetzt wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man zunächst den Zuschlagstoff mit dem Reaktionsharz oder mit dem
Härter und nachfolgend nacheinander mit dem amorfen Zusatzstoff und
mit dem Zement vermischt, den anderen Reaktionspartner (Harz bzw.
Härter) getrennt ebenfalls mit dem amorfen Zusatzstoff, mit eventu
ellen weiteren Zusatzmittel und/oder Additiven vermischt und die
beiden Vorgemische miteinander zu einem Trockengemisch zusammenführt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Reaktionsharz und den Härter jeweils getrennt zuerst mit
dem amorfen Zusatzstoff in Kontakt bringt und nachfolgend alle Be
standteile in einem Mischvorgang zusammenbringt.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß man das Reaktionsharz mit Flugasche und den Härter mit Silica
fume oder das Reaktionsharz mit Silica fume und den Härter mit
Flugasche in Kontakt bringt, bevor man diese Komponenten mit den
übrigen Bestandteilen zu einem Trockengemisch zusammenführt.
6. Trockengemisch, erhalten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den
folgenden Bestandteilen:
- Reaktionsharz|2-25%
- Härter 2-25%
- Silica fume 5-50%
- Flugasche 10-100%
- Zuschlag 50-500%
- Zusatzmittel 0,5-5%
- Portlandzement 100%
wobei alle Angaben auf das Zementgewicht bezogen sind.
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