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Verfahren zur Beschleunigung der Erhärtung hydraulischer Bindemittel
Der Technik ist in vielen Fällen ein hydraulisches Bindemittel erwünscht, welches
rasch abbindet und erhärtet, eine Forderung, welche die gewöhnlichen Zemente des
Handels nicht erfüllen. Solche rasch erhärtenden Zemente sind erwünscht und notwendig
für die Durchführung von Arbeiten mit einseitigem Wasserandrang, z. B. beim Bau
von Kanälen, Tunneln usw., anderseits aber auch bei der fabrikatorischen Herstellung
von Kunststeinen, da dadurch an Formenmaterial, Lagerplätzen usw. erheblich gespart
werden kann.
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Eine ganze Reihe von Versuchen sind gemacht worden, um eine Beschleunigung
des Abbindens herbeizuführen. So wurde Chlorcalcium oder Salzsäure dem Mörtel bzw.
Zement zugesetzt, vor allem wurde vorgeschlagen, mit Chlorcalciumlösung bestimmter
Konzentration zu arbeiten und dieser Lösung gegebenenfalls bestimmte andere Stoffe,
wie Chloride des Strontiums, Bariums, Magnesiums, Kaliums, zuzusetzen. Chloride
wurden anderseits auch benutzt als Hilfsmittel für die Einverleibung dichtender
Zusätze, vor allem wurden Chlorcalcium und Chlormagnesium vorgeschlagen. Auch andere
Chlorverbindungen wurden als Zementzusätze empfohlen, so beispielsweise Oxysalze
der Erdalkalien und Erdmetalle, hier jedoch mit dem Ziel einer Festigkeitssteigerung.
Daneben finden sich in der Literatur Mitteilungen über Versuche mit den verschiedensten
Salzen, welche teils eine beschleunigende, teils eine verzögernde, teils auch keine
Wirkung auf das Abbindeverhalten erkennen lassen.
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Alle bekannten Vorschläge, auch soweit sie Eingang in die Technik
gefunden haben, haben nur bedingt ein günstiges Ergebnis gezeitigt. Meist mußte
die Verbesserung der hydraulischen Bindemittel nach einer Richtung durch Verschlechterung
in anderer Hinsicht erkauft werden. Gute Beschleunigung des Abbindens hatte oft
eine Verzögerung der Erhärtung oder einen Abfall der Festigkeiten zur Folge. Auch
die Raumbeständigkeit wurde vielfach ungünstig beeinflußt, namentlich bei Wasserlagerung.
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Es ist auch der Vorschlag gemacht, ein Gemisch aus z. B. Calciumchlorid
und Aluminiumchlorid in trockener Form oder in gelöstem Zustande den hydraulischen
Bindemitteln zuzusetzen. Dabei läßt sich durch Änderung der Konzentrationsverhältnisse
bzw. auch der Mischungsverhältnisse eine Regulierung von Abbindebeginn und Abbindezeit
herbeiführen, und zwar derart, daß bei hohen Konzentrationen die Abibindung am schnellsten
einsetzt und beendet ist.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden. daß die Erhärtung hydraulischer
Bindemittel ganz erheblich beschleunigt wird, gleichzeitig aber auch höhere Festigkeiten
der mit den hydraulischen Bindemitteln hergestellten Körper
und
auch weiter Verbesserungen hinsichtlich der Eigenschaften dieser Körper erzielt
werden können, wenn ä dem hydraulischen Bindemittel ein Gemisch- zugesetzt wird,
das neben Aluminiumchlorid und Calciumchlorid noch ein anderes Chlorid, insbesondere
ein hydrolytisch leicht spaltbares Chlorid, und/oder Salzsäure enthält. Beispielsweise
ist Titan-, Zinn-, Eisenchlorid verwendbar. Chloride von Metallen der vierten Gruppe
des periodischen Systems der Elemente sind besonders zu betonen, denn diese neigen
sämtlich zu einer hydrolytischen Spaltung, und offenbar spielen Hydrolyse bzw. Vorgänge,
welche einer Hydrolyse ähneln, eine besondere Rolle. Die Gegenwart freier oder nur
locker gebundener Salzsäure ist besonders günstig.
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Unter Umständen kann das Aluminiumchlorid oder das Calciumchlorid
in dem vorerwähnten Gemisch völlig durch Eisenchlorid oder ein oder mehrere Chloride
von Metallen der vierten Gruppe des periodischen Systems der Elemente ersetzt werden.
Auch hier ergibt sich durch das Vorhandensein der Salzsäure in freiem oder in nur
locker gebundenem Zu.-stande eine erhebliche Steigerung der Wirksamkeit des Chlorcalciums.
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Das Calciumchlorid bildet sich durch Umsetzung der allein angewendeten
Chloride b@zw. der durch hydrolytische Spaltung .frei werdenden Salzsäure mit dem
im Zement oder dem sonstigen hydraulischen Bindemittel enthaltenen freien Kalk.
Es ist deshalb bei der Auswahl der Chloride bei dieser Ausführungsform solchen der
Vorzug zu geben, welche beim Hinzutritt von Wasser Salzsäure in Freiheit zu setzen
vermögen.
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Die Bedeutung des Verfahrens liegt darin, daß, wie oben betont, neben
der Beschleunigung von Abbindebeginn und Abbindezeit höhere Festigkeiten erzielt
und den mit den Zementen bzw. hydraulischen Bindemitteln erzeugten Körpern eine
besonders hohe Wasserdichtigkeit und ölfestigkeit verliehen wird. Außerdem findet
infolge der Gegenwart der erwähnten Zusatzstoffe eine Temperaturerhöhung während
des Abbindens statt, so daß die Bindemittel auch bei Frost verarbeitet werden können,
ohne daß Frostschäden zu befürchten sind.
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Der Zusatz der erfindungsgemäß zu benutzenden Stoffe kann zum Zement
bzw. zum hydraulischen Bindemittel in irgendeinem Stadium seiner Herstellung erfolgen
oder auch erst bei der Bereitung des Mörtels bzw. zum. fertigen Mörtel. Die Benutzung
einer Anmacheflüssigkeit, in welcher die erfindungsgemäß zu verwendenden Zusatzstoffe
gelöst sind, ist besonders zu betonen.