DE4308906C2 - Hydraulische Mischung und deren Verwendung zur Herstellung von Pfeilern - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine hydraulische Mischung, die er­ höhte Festigkeit nach dem Erhärten zeigt, und deren Verwen­ dung zum Herstellen von Pfeilern.

Die Verbesserung der Festigkeit von erhärtetem Zement ist ein ständiger Gegenstand von Untersuchungen, wobei deren letzt­ endliches Ziel die Verringerung der Produktionskosten ist.

Diesem Gegenstand wurde sich unter den Gesichtspunkten des (1) Materials und (2) der Arbeitsweise genähert. Der Ge­ sichtspunkt des Materials (1) läßt sich ferner in (a) die Verbesserung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von Zement und (b) die Nützlichkeit von Additiven unterteil­ ten; viele Untersuchungen wurden auch bezüglich einer Kombi­ nation von (1) und (2) durchgeführt.

Beispiele von verbesser­ ten Eigenschaften (a) sind verbesserter Zement, der durch Feinmahlen von gewöhnlichem Zement durch das Blaine-Verfahren auf eine spezifische Oberfläche von 8000 cm²/g oder mehr er­ halten wird (wie in JP-A-2-208252 beschrieben wird; der Aus­ druck "JP-A", wie er hier verwendet wird, bedeutet eine "ungeprüft veröffentlichte japanische Patentanmeldung") hy­ draulischer Zement, der hauptsächlich aus drei Partikelgrup­ pen zusammengesetzt ist, die jeweils einen Partikeldurchmes­ ser von nicht mehr als 10 µm, einen Partikeldurchmesser von 20 bis 45 µm und einen Partikeldurchmesser von 63 bis 150 µm aufweisen (wie in JP-A-1-242445 beschrieben wird); und eine analoge Technik (wie in JP-B-2-31020 und dem U.S. Patent 4,353,746 beschrieben wird; der Ausdruck "JP-B", wie er hier verwendet wird, bedeutet eine "geprüfte veröffentlichte japa­ nische Patentanmeldung"). Ein Beispiel für die Nützlichkeit von Additiven (b) ist eine Kombination eines wasserreduzie­ renden Mittels und Quarzstaub (wie in JP-B-60-59182 und dem kanadischen Patent 1,190,947 beschrieben wird).

JP-A-62-162506 und U.S. Patent 4,915,741 beschreiben die Zu­ gabe von 0,1 bis 10 Gew.-% Wasser zu gewöhnlichem Zement und Mischen desselben mit einem wasserreduzierenden Mittel. Gemäß den Druckschriften zeigt die Mischung des mit Wasser versetz­ ten Zements zufriedenstellende Fließfähigkeit, einen zufrie­ denstellenden wasserreduzierenden Effekt und verbesserte Fe­ stigkeit.

Mit den bis heute vorgeschlagenen hydraulischen Mischungen kann selbst bei sorgfältigem Arbeiten nur eine Verbesserung der Festigkeit um etwa 10 bis 15% gegenüber handelsüblichem Zement erzielt werden und es gibt keine Anzeichen für eine weitere Verbesserung.

Unter diesen Vorzeichen haben die Erfinder eine ausgedehnte Untersuchung mit dem Ziel von weiter verbesserter Festigkeit durchgeführt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue hy­ draulische Mischung bereitzustellen, die nach dem Erhärten eine erhöhte Druckfestigkeit aufweist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Ver­ fahren zum Herstellen eines Betonpfeilers mit erhöhter Fe­ stigkeit bereitzustellen.

Die obigen Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentan­ sprüche 1 und 8 gelöst.

Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.

Als ein Ergebnis haben die Erfinder eine hydraulische Mi­ schung entwickelt, die mit relativer Leichtigkeit hergestellt werden kann und mit der eine unerwartet deutlich verbesserte Festigkeit gegenüber den üblichen Techniken erzielt wird. Sie haben auch herausgefunden, daß die hydraulische Mischung ge­ eignet ist für die Herstellung von Pfeilern, die die höchste Festigkeit von allen Betonprodukten aufweisen müssen.

Mit der erfinderischen hydraulischen Mischung wird eine er­ höhte Druckfestigkeit von 70,0 MPa oder höher nach einem Tag erreicht. Durch die erfinderische Verwendung werden Pfeiler erhalten, die eine Druckfestigkeit von 80,0 MPa oder höher nach einem Tag aufweisen, einfach durch Erhärten eines Form­ teiles aus der hydraulischen Mischung in feuchter Luft ohne Wärme.

Die erfindungsgemäße hydraulische Mischung enthält (a) einen Zement mit einem 50%-Durchtrittspartikeldurchmesser von 2 bis 7 µm und einem Verhältnis von dem 90%-Durchtrittspartikel­ durchmesser zu dem 10%-Durchtrittspartikeldurchmesser von 25 bis 40, der mit 0,5 bis 2,0 Gew.-% Wasser, bezogen auf Ze­ ment, besprüht ist, und (b) ein wasserreduzierendes Mittel.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung der hydraulischen Mi­ schung zur Herstellung eines Pfeilers kann man so verfahren, daß man die erfindungsgemäße hydraulische Mischung mit 18 bis 25 Gew.-% Wasser, bezogen auf die hydraulische Mischung, mischt (das Mischungsverhältnis von Wasser zu der hydrauli­ schen Mischung wird nachfolgend als "Wasser/hydraulische Mi­ schung" bezeichnet).

Der Begriff "50%-Durchtrittspartikeldurchmesser" (nachfolgend als "50%-Durchmesser" bezeichnet) bedeutet eine Partikel­ größe, die einer Sieböffnung entspricht, durch die 50 Gew.-% des Pulvers hindurchtreten. Entsprechend dazu bedeuten die Begriffe "90%-Durchtrittspartikeldurchmesser" (nachfolgend als "90%-Durchmesser" bezeichnet) oder "10%-Durchtrittsparti­ keldurchmesser" (nachfolgend als "10%-Durchmesser" bezeich­ net) eine Partikelgröße, die einer Sieböffnung entspricht, durch die 90 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% des Pulvers hindurchtre­ ten. Das Verhältnis von 90%-Durchmesser zu 10%-Durchmesser wird nachfolgend als "Durchmesserverhältnis" bezeichnet.

Der Zement, dessen Partikelgrößenverteilung eingestellt ist (nachfolgend als "in der Größe eingestellter Zement" bezeich­ net), wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wird aus handelsüblichem Portlandzement erhalten, wie z. B. aus normalem Portlandzement, Portlandzement mit hoher Anfangsfestigkeit oder Portlandzement mit ultrahoher Anfangs­ festigkeit, und vorzugsweise aus Portlandzement mit hoher An­ fangsfestigkeit, durch Einstellen seiner Partikelgrößenver­ teilung, so daß er einen 50%-Durchmesser von 2 bis 7 µm und ein Durchmesserverhältnis von 25 bis 40 aufweist.

Handelsüblicher Portlandzement mit hoher Anfangsfestigkeit hat gewöhnlich einen 50%-Durchmesser von 8 bis 10 µm und ein Durchmesserverhältnis von 20 bis 23. Die Größeneinstellung des Portlandzementes kann durch jedes denkbare Verfahren er­ folgen. Zum Beispiel kann die Größeneinstellung durch eine geeignete Kombination von bekannten Verfahren ausgeführt wer­ den, wie Mahlen, Klassifikation und Mischen.

Wenn der in der Größe eingestellte Zement zu fein ist, wenn er z. B. einen 50%-Durchmesser von weniger als 2 µm aufweist, besitzt ein Mörtel oder ein Beton, der unter Verwendung der daraus bereiteten hydraulischen Mischung hergestellt wurde, eine schlechte Fließfähigkeit. Ist dies der Fall, muß die Wassermenge, die mit der hydraulischen Mischung gemischt wer­ den muß (nachfolgend als "Mischwasser" bezeichnet) oder die Wassermenge für das Besprühen, wie es nachfolgend beschrieben wird, vergrößert werden, um die Fließfähigkeit zu verbessern, was letztendlich zu einer Reduzierung der Festigkeit des er­ härteten Produkts führt. Auf der anderen Seite wäre die er­ zielte Festigkeit auch reduziert, wenn der 50%-Durchmesser 7 µm überstiege. Folglich sollte der in der Größe eingestellte Zement einen 50%-Durchmesser aufweisen, der sich von 2 bis 7 µm vorzugsweise von 2 bis 5 µm erstreckt.

Wenn das Durchmesserverhältnis des in der Größe eingestellten Zements kleiner als 25 ist, enthält der Zement einen großen Anteil an intermediären Partikeln, was zu einem Mörtel oder einem Beton führt, der eine schlechte Fließfähigkeit auf­ weist. Wenn dies der Fall ist, kann die Fließfähigkeit nicht einfach nur durch das Vergrößern der Sprühwassermenge verbes­ sert werden, sondern nur durch das zusätzliche Vergrößern der Mischwassermenge, was letztendlich zu einer deutlichen Ver­ ringerung der Festigkeit des erhärteten Produkts führt. Wenn auf der anderen Seite das Durchmesserverhältnis 40 über­ steigt, enthält solch ein Zement einen großen Anteil an fei­ nen Partikeln. Daraus folgt, daß die Fließfähigkeit des Mör­ tels oder des Betons, der die sich ergebende hydraulische Mi­ schung enthält, schlechter wird. Die Menge an Mischwasser oder die Menge an Sprühwasser muß zur Kompensation der schlechten Fließfähigkeit vergrößert werden, was nicht nur eine Verringerung der Festigkeit des erhärteten Produkts ver­ ursacht, sondern auch die Kosten für die Größeneinstellung erhöht. Folglich sollte das Durchmesserverhältnis des in der Größe eingestellten Zementes in den Bereich von 25 bis 40 fallen und vorzugsweise in den Bereich von 30 bis 40.

Der in der Größe eingestellte Zement, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, hat im allgemeinen eine spe­ zifische Oberfläche von etwa 6000 cm²/g oder mehr.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, daß der Zement so eingestellt wird, daß er den oben spezifizier­ ten 50%-Durchmesser und das Durchmesserverhältnis aufweist, bevor er mit Wasser besprüht wird.

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Zement wird durch gleichmäßiges Sprühen von Wasser auf den oben erwähn­ ten, in der Größe eingestellten Zement hergestellt, um eine Spurenmenge an Hydraten herzustellen. Leitungswasser kann für das Besprühen mit Wasser verwendet werden. Es ist von großer Wichtigkeit, den Glühverlust durch das Besprühen mit Wasser zu vergrößern. Der "Glühverlust", wie er hier bezeichnet wird, ist ein Gewichtsverlust (%) einer Probe, wenn sie bei 950±50°C geglüht wird, bis ein konstantes Gewicht erreicht wird, wie in JIS R5202 "Verfahren zur chemischen Analyse von Portlandzement" spezifiziert wird.

Der Glühverlust des in der Größe eingestellten Zementes vor dem Besprühen mit Wasser liegt im allgemeinen in dem Bereich von etwa 0,8 bis 1,5 Gew.-%. In der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, den Glühverlust des in der Größe einge­ stellten Zementes um mindestens 0,5 bis um 2 Gew.-% durch das Besprühen mit Wasser zu vergrößern.

Wenn die Vergrößerung des Glühverlustes niedriger ist als 0,5 Gew.-%, weist die Mischung eine schlechte Fließfähigkeit auf und die erzielte Festigkeit ist niedrig. Wenn sie 2 Gew.-% übersteigt, ist die erzielte Festigkeit ebenfalls niedrig. Eine bevorzugte Zunahme beim Glühverlust beträgt von 0,5 bis 1,8 Gew.-%.

Obwohl ein Glühverlust durch die Zugabe einer organischen Substanz, von Kalkstein usw. vergrößert werden kann, ist eine solche in der vorliegenden Erfindung nicht wirksam.

Das Besprühen des in der Größe eingestellten Zementes mit Wasser sollte so gleichmäßig wie möglich durchgeführt werden, wobei das Besprühen mit Wasser in geeigneter Weise durch ir­ gendeines der üblicherweise verwendeten Verfahren ausgeführt werden kann, wie z. B. durch eine Kombination aus einem dop­ pelachsigen Knetwerk und einem Ultraschallbefeuchter, oder durch einen Stiftmixer (pin mixer) für das Befeuchten von Pulver.

Beispiele für das wasserreduzierende Mittel, das in der vor­ liegenden Erfindung verwendet werden kann, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf: β-Naphthalinsulfonat-Forma­ linkondensationsprodukte, Melaminsulfonat-Formalinkondensati­ onsprodukte, Polycarbonsäureverbindungen und aromatische po­ lyaminosulfonierte Verbindungen. Unter diesen werden β- Naphthalinsulfonat-Formalinkondensationsprodukte in der vor­ liegenden Erfindung vorzugsweise verwendet.

Die Menge an wasserreduzierendem Mittel, das zugemischt wird soll, ist nicht sonderlich kritisch, aber reicht vorzugsweise von 0,5 bis 2 Gew.-% (als Trockensubstanz), bezogen auf den Zement.

Die hydraulische Mischung der vorliegenden Erfindung wird durch völliges Mischen des wasserreduzierenden Mittels und des oben erwähnten Zements erreicht. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein wasserreduzierendes Mit­ tel dem Zement zugegeben, der durch Besprühen des in der Größe eingestellten Zementes mit Wasser erhalten wurde, um eine Spurenmenge von Hydraten auszubilden. Das Mischen kann durch irgendeines der gewöhnlicherweise verwendeten Mittel durchgeführt werden.

In einer anderen Ausführungsform, die ebenfalls im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt, wird der Zement der vorlie­ genden Erfindung mit einem wasserreduzierenden Mittel, zusam­ men mit anderen Mörtel- oder Betonausgangsmaterialien ge­ mischt, wie es bei der Herstellung eines Mörtels oder eines Betons üblich ist. Das wasserreduzierende Mittel kann auch in Wasser gelöst verwendet werden, das als eines der Mörtel- oder der Betonausgangsmaterialien vermischt wird. Wenn das wasserreduzierende Mittel jedoch vorher in dem Wasser gelöst wird, das für das Besprühen verwendet wird, und dann auf den in der Größe eingestellten Zement gesprüht wird, weist die resultierende hydraulische Mischung eine schlechte Fließfä­ higkeit auf, der wasserreduzierende Effekt ist klein und die erzielte Festigkeit ist niedrig.

Daher ist es in der vorliegenden Erfindung sehr wichtig, daß die hydraulische Mischung eine Mischung aus einem wasserredu­ zierenden Mittel und dem Zement ist, der mit Wasser besprüht wurde. Wenn irgendeine der oben erwähnten Anforderungen nicht erfüllt ist, kann die gewünschte Druckfestigkeit von wenig­ stens 70,0 MPa nach einem Tag nicht erreicht werden, wie in der nachfolgenden Tab. 1 nachgewiesen wird.

Das Verfahren zum Herstellen eines Betonpfeilers durch Ver­ wendung der oben erwähnten hydraulischen Mischung wird nach­ folgend erläutert:

Während gemäß JIS A5337 (Vorgespannter zentrifugierter Ze­ mentpfeiler mit hoher Festigkeit) eine Druckfestigkeit von Beton, der durch zentrifugale Verdichtung erhalten wird, auf wenigstens 80,0 MPa bei Verwendung gefordert wird, wird als ein Kriterium in der vorliegenden Erfindung "eine Druckfe­ stigkeit nach einem Tag" verwendet.

Betonpfeiler, die die Anforderung erfüllen, wie sie in JIS A5337 gefordert wird, werden in konventioneller Weise durch das Erhärten von zentrifugierten Formteilen aus Beton in Dampf oder in einem Autoklaven (nachfolgend insgesamt als "Erhärten in Wärme" bezeichnet) mit anschließendem Erhärten an Luft über einige Tage hergestellt. In diesen Verfahren werden spezielle Einrichtungen für das Erhärten und ausrei­ chender Platz dafür benötigt.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden im Ge­ gensatz dazu weder spezielle Einrichtungen noch Platz für das Erhärten benötigt. Das heißt, eine Zementmischung, die durch das Zugeben einer speziellen Wassermenge zu der hydraulischen Mischung hergestellt wird, wird unter den gewöhnlichen Bedin­ gungen für zentrifugale Verdichtung gegossen und dann unter den gewöhnlichen Bedingungen für das feuchte Erhärten für nur 1 Tag erhärtet (nachfolgend als "feuchtes Erhärten" bezeich­ net), um einen Pfeiler mit einer Druckfestigkeit von 80,0 MPa oder mehr herzustellen.

Somit besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß Pfei­ ler mit gewünschter erhöhter Festigkeit in kurzer Zeit ohne das übliche Erhärten in Wärme hergestellt werden können. In der vorliegenden Erfindung kann die Erhärtezeit ferner durch Erhärten in Dampf oder in einem Autoklaven anstelle oder zu­ sätzlich zum feuchten Erhärten reduziert werden.

Die Menge an Mischwasser, die mit der hydraulischen Mischung gemischt werden muß, reicht von 18 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Menge an hydraulischer Mischung.

Wenn die Menge an Mischwasser weniger als 18 Gew.-% betragen würde, wäre das Aufmischen der Zementausgangsmaterialien un­ zureichend, die resultierende Mischung hätte eine schlechte Fließfähigkeit und die zentrifugale Verdichtung würde nicht zufriedenstellend funktionieren. Wenn sie 25 Gew.-% über­ stiege, wäre die Druckfestigkeit nach 1 Tag drastisch redu­ ziert.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detailliert unter Bezug auf Beispiele und Vergleichsbeispiele verdeutlicht. Al­ le Prozentangaben und Verhältnisse beziehen sich auf das Ge­ wicht, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben.

Beispiele 1 bis 9 (1) Herstellung des Zementes

Handelsüblicher Portlandzement mit hoher Anfangsfestigkeit (Glühverlust: 1,1%; spezifische Oberfläche: 4350 cm²/g) wurde in einer Testmühle gemahlen, um verschiedene Arten von fein­ gemahlenem Zement zu erhalten, der eine spezifische Oberflä­ che von 4500 bis 17000 cm²/g aufwies.

Die resultierenden Zementmahlgute mit verschiedenem Partikel­ durchmesser wurden in geeigneter Weise gemischt, um einen in der Größe eingestellten Zement herzustellen, der den 50%- Durchmesser und das Durchmesserverhältnis aufweist, wie in Tab. 1 unten gezeigt wird. Der Glühverlust des resultierenden in der Größe eingestellten Zementes betrug zwischen 1,1% und 1,2%.

Der in der Größe eingestellte Zement wurde in ein Doppelachs­ knetwerk gefüllt, während des Rührens durch einen Ultra­ schallbefeuchter mit Wasser besprüht und anschließend über 12 Stunden stehen gelassen, um Hydratation zu verursachen. So wurde ein Zement mit erhöhtem Glühverlust erhalten. Die pro­ zentuale Zunahme an Glühverlust wird in Tab. 1 gezeigt.

Der 50%-Durchmesser und das Durchmesserverhältnis wurden durch Laserdiffraktometrie und einen zerstreuenden Partikel­ größenanalysator gemessen, der Glühverlust wurde gemäß JIS R5202 bestimmt.

(2) Herstellung einer hydraulischen Mischung

Ein β-Naphthalinsulfonat-Formalinkondensationsprodukt wurde jedem der resultierenden Zemente als wasserreduzierendes Mit­ tel in dem in Tab. 1 gezeigten Mischungsverhältnis zugegeben. Die Mischung wurde in üblicher Weise gemischt.

(3) Herstellung von erhärtetem Mörtel und Festigkeitsmessung

Die hydraulische Mischung wurde mit Schmirgelsand als feinem Aggregat (Partikelgrößenverteilung: 2,5 bis 1,5 mm/1,2 bis 0,3 mm/<0,3 mm = 2/3/1) in einem Verhältnis von 1/3 gemischt. Mischwasser wurde in einer solchen Menge zugegeben, daß die erhaltene Mischung einen Fließwert (gemäß JIS R5201 "Physika­ lische Testverfahren für Zement") von 190 (mm) aufwies. Das Mischen wurde durch einen Hobart-Mischer durchgeführt.

Der resultierende Mörtel wurde in eine Form mit 4×4×16 cm ge­ gossen, bei 20°C über 24 Stunden feucht erhärtet und aus der Form entfernt, um erhärtete Mörtelproben für die Messung der Druckfestigkeit bei unterschiedlichen Altern zu erhalten.

Bei einer der Proben wurde sofort die Druckfestigkeit nach einem Tag gemessen, während die anderen Proben in Wasser bei 20°C 28 Tage erhärteten, bevor ihre Druckfestigkeit gemessen wurde. Die erzielten Ergebnisse werden in Tab. 1 gezeigt.

Vergleichsbeispiele 1-8

Die in Tab. 1 gezeigten Vergleichszemente wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1-(1) hergestellt. Der in der Größe eingestellte Zement wies einen Glühverlust zwischen 1,1 und 1,2% auf.

Jeder Zement wurde mit einem wasserreduzierenden Mittel in derselben Weise wie in Beispiel 1-(2) gemischt.

Eine Mörtelmischung und erhärtete Mörtelproben wurden durch die Verwendung der erhaltenen hydraulischen Mischung in der­ selben Weise wie in Beispiel 1-(3) hergestellt. Die Druckfe­ stigkeit der Proben wird in Tab. 1 gezeigt.

Der Mörtel des Vergleichsbeispiels 8 wurde durch das Mischen des handelsüblichen Portlandzements mit hoher Anfangsfestig­ keit, wie er oben verwendet wurde, mit dem wasserreduzieren­ den Mittel hergestellt.

Aus den Ergebnissen in Tab. 1 kann man entnehmen, daß der er­ härtete Mörtel, der durch die Verwendung der hydraulischen Mischung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, eine Druckfestigkeit von 70,0 MPa oder höher nach einem Tag und 112,0 MPa oder höher nach 28 Tagen aufwies, wohingegen die Vergleichsproben in allen Fällen eine niedrige Druckfestig­ keit aufwiesen.

Beispiele 10 bis 12 und Vergleichsbeispiel 9

Der in Beispiel 6 hergestellte Zement, der gleiche Portland­ zement mit hoher Anfangsfestigkeit, wie er in den vorangehen­ den Beispielen verwendet wird, feines Aggregat (Brechsand), grobes Aggregat (Schotter) und ein wasserreduzierendes Mittel (eine wäßrige Lösung eines β-Naphthalinsulfonat-Formalinkondensationsproduktes; fester Anteil: 42%; relative Dichte: 1,20) wurden als Beton­ ausgangsmaterialien verwendet. Das Mischungsverhältnis dieser Ausgangsmaterialien wird in Tab. 2 unten gezeigt.

Der Zement und das feine Aggregat wurden trocken in einem Mixer gemischt und das Mischwasser, in dem die flüssige Lö­ sung des wasserreduzierenden Mittels gelöst war, wurde zuge­ geben, gefolgt von Kneten. Das grobe Aggregat wurde an­ schließend zugegeben und unter Kneten wurde ein Beton herge­ stellt.

Der Beton wurde in einen Zylinder mit einem Durchmesser von 10 cm und einer Höhe von 20 cm entsprechend JIS A1132 "Ver­ fahren zum Herstellen und Erhärten von Betonproben" gegossen und in derselben Weise wie in den vorhergehenden Beispielen erhärtet. Die Druckfestigkeit wurde nach einem oder 28 Tagen gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tab. 2 gezeigt.

Gemäß Tab. 2 kann eine erhöhte Druckfestigkeit erreicht wer­ den, ähnlich wie in den vorangegangenen Beispielen, selbst wenn Zement und das wasserreduzierende Mittel sukzessiv mit den anderen Betonausgangsmaterialien geknetet werden.

Beispiele 13 bis 15 und Vergleichsbeispiele 10 bis 11

Betonpfeiler wurden auf die folgenden Weise hergestellt und untersucht:

(1) Materialien, Mischen und Kneten

Ein Beton wurde hergestellt unter Verwendung der gleichen Be­ tonausgangsmaterialien und durch das gleiche Knetverfahren, wie in den Beispielen 10 bis 12 und dem Vergleichsbeispiel 9 verwendet wurde, abgesehen davon, daß zusätzlich kieselhalti­ ges Pulver als ein Ausgangsmaterial verwendet wurde (spezifische Oberfläche: 3950 cm²/g). Das Mischverhältnis dieser Ausgangsmaterialien wird in Tab. 3 unten gezeigt.

(2) Herstellung von Proben und Erhärten

Der Beton wurde durch zentrifugierendes Verdichten zu Hohlzy­ lindern gegossen, die gemäß JIS A 1136 (Verfahren zum Test der Druckfestigkeit von zentrifugiertem Beton) jeweils einen Durchmesser von 20 cm, eine Höhe von 30 cm und eine Wanddicke von 4 cm aufwiesen. Die zentrifugierende Verdichtung wurde unter 49,0 m/s² für die ersten zwei Minuten, 147,1 m/s² für eine Zwischenminute und 294,2 m/s² für die letzten fünf Minuten durchgeführt, was zusammen einen Zyklus ausmacht.

Sofort nach dem Gießen erhärteten die Formteile feucht über 24 Stunden und wurden dann aus der Form entfernt. Bei einer der Proben wurde sofort die Druckfestigkeit nach einem Tag gemessen, während andere Proben in Wasser bei 20°C drei Tage erhärteten.

(3) Messung der Druckfestigkeit

Die Messungen der Druckfestigkeit wurden in Übereinstimmung mit JIS A11108 "Verfahren zum Test der Druckfestigkeit von Beton" durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse werden in Tab. 3 gezeigt.

Die Betonpfeiler, die unter Verwendung der hydraulischen Mi­ schung bei dem spezifischen Wasser/hydraulische Mischung-Ver­ hältnis gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, zeigen eine Druckfestigkeit nach einem Tag von 80,0 MPa oder größer.

(4) Kriechen und Verhältnis der Schlammausbeute

Der in Beispiel 14 hergestellte Beton wurde einer Dauerstand­ prüfung gemäß ASTM C512 "Standardtestverfahren für das Krie­ chen von Beton unter Druck" unterzogen. Die erhaltenen Ergeb­ nisse werden auch in Tab. 3 gezeigt.

Im allgemeinen ist das Schleuderverfahren für die Herstellung von Betonpfeilern mit der unerwünschten Produktion von Schlamm verbunden. Das Verhältnis von Schlammausbeute, d. h. der Gewichtsprozentgehalt des Schlammes, bezogen auf das Ge­ wicht des Betons, die in die Form gefüllt wird, wurde gemes­ sen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tab. 3 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12

Betonpfeilerproben für Messungen der Druckfestigkeit wurden nach üblichem Verfahren hergestellt. Das heißt, ein Beton wurde unter Verwendung des oben beschriebenen Portlandzement mit hoher Anfangsfestigkeit gemäß dem in Tab. 3 gezeigten Mi­ schungsverhältnis hergestellt und in derselben Weise wie in Beispiel 12 gegossen.

Die Formstücke wurden bei 20°C über 2 Stunden stehen gelas­ sen, gefolgt von Erhärten in Dampf bei 60°C über 4 Stunden, wieder Stehenlassen bei 20°C über 3 Stunden, gefolgt von Er­ härten in einem Autoklaven bei 180°C und 1,0 MPa über 5 Stun­ den, anschließendem Abkühlen und Erhärten in Wasser bei 20°C bis zu einem vorgeschriebenen Alter.

Die Druckfestigkeit von jeder Probe wurde in derselben Weise, wie in den Beispielen 13 bis 15 beschrieben wurde, gemessen. Das Kriechen und das Verhältnis der Schlammausbeute wurden auch in derselben Weise wie in Beispielen 13 bis 15 gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse werden in Tab. 3 gezeigt.

Wie aus Tab. 3 entnommen werden kann, wurde kein Schlamm als Nebenprodukt erzeugt, wenn das Verhältnis von Was­ ser/hydraulische Mischung 25% oder niedriger war.

Wie oben beschrieben und gezeigt wurde, stellt die vorlie­ gende Erfindung eine hydraulische Mischung bereit, die (a) einen Zement, der durch Besprühen mit Wasser so behandelt wurde, daß er einen kontrollierten Glühverlust aufweist und (b) ein wasserreduzierendes Mittel enthält. Ein Mörtel oder ein Beton, der durch die Verwendung solch einer hydraulischen Mischung hergestellt wird, zeigt ausreichende Fließfähigkeit; ein daraus erhaltener erhärteter Mörtel oder Beton hat eine viel höhere Druckfestigkeit als jene, die durch konventionel­ le Verfahren erhalten werden.

Die hydraulische Mischung der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden unter Einsatz von bekanntem Zement oder bekannten wasserreduzierenden Mitteln und Verwendung von üb­ licherweise verwendeten Einrichtungen und Mitteln. Sie ist somit in der praktischen Anwendung einfach zu handhaben. Zu­ sätzlich können durch zentrifugierendes Verdichten eines Be­ tons, der aus der oben erwähnten hydraulischen Mischung bei einem speziellen Verhältnis von Wasser/hydraulische Mischung hergestellt wird, gefolgt von feuchtem Erhärten über nur 1 Tag Betonpfeiler mit erhöhter Festigkeit hergestellt werden.

Während bei konventionellen Verfahren das Erhärten im wesent­ lichen in Dampf oder in einem Autoklaven erfolgt, benötigt das Verfahren der vorliegenden Erfindung keine Einrichtungen für die Wärmehärtung, und leistet somit einen wertvollen Bei­ trag zur Energie- und Raumeinsparungen in der Industrie. Zu­ sätzlich ist das Verfahren mit praktisch keiner unerwünschten Schlammproduktion verbunden und liefert somit einen wertvol­ len Beitrag zur Umwelthygiene.

Claims (8)

1. Hydraulische Mischung, gekennzeichnet durch

• (a) mit 0,5 bis 2,0 Gew.-% Wasser, bezogen auf Zement, besprühten Zement mit einem 50%-Durchtrittspartikel­ durchmesser von 2 bis 7 µm und einem Verhältnis des 90%- Durchtrittspartikeldurchmessers zu dem 10%-Durchtritts­ partikeldurchmesser von 25 bis 40, und
• (b) ein wasserreduzierendes Mittel.

2. Hydraulische Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zement mit einem 50%-Durchtrittspartikeldurchmesser von 2 bis 5 µm.

3. Hydraulische Mischung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Zement mit einem Verhältnis des 90%-Durchtrittspartikel­ durchmessers zu einem 10%-Durchtrittspartikeldurchmesser von 30 bis 40.

4. Hydraulische Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement Portlandzement ist.

5. Hydraulische Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement Portlandzement mit hoher Anfangsfestig­ keit ist.

6. Hydraulische Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mit 0,5 Gew.-% bis 1,8 Gew.-% Wasser besprühten Zement.

7. Hydraulische Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserreduzierende Mittel ein β-Naphthalinsul­ fonat-Formalinkondensationsprodukt ist.

8. Verwendung der hydraulischen Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Betonpfeilers.