DE69922803T2

DE69922803T2 - Veretherte polysaccharide und diese enthaltender beton

Info

Publication number: DE69922803T2
Application number: DE69922803T
Authority: DE
Inventors: Uko Veen; Joseph Vincent LAMBERTI; Pieter Ido BLEEKER
Original assignee: Cooperative Avebe UA
Current assignee: Cooperative Avebe UA
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: WO1999055632A1; DE69922803D1; AU3539799A; EP1080048A1; EP0955277A1; ES2235476T3; EP1080048B1; ATE285389T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Beton nach Patentanspruch 1 und Betonzusatzmittel dafür.
Beton ist in seiner allgemeinsten Form eine feuchte Masse, die durch Vermischen von Wasser, Zement und Feststoffen wie Sand, (Flug-)Asche, Schlacke, Kies, zermahlenes Gestein oder andere Teilchen mit unterschiedlicher Größe hergestellt worden ist. Die feuchte Masse wird auch als Betonzement, Betonmörtel oder Betonbrei bezeichnet. Durch die chemische Reaktion von Wasser mit Zement (Kalkstein, Kreide, Ton oder Schiefer, die zermahlen, vermischt und erhitzt worden sind) binden alle diese Komponenten zusammen, und schließlich verwandelt sich der Beton in die harte und feste Substanz (ebenfalls Beton genannt), die im Bauwesen in breitem Umfang verwendet wird.
Wenn Zement mit Wasser vermischt wird, finden komplexe chemische Veränderungen und Kristallisationsvorgänge statt, woraus bald ein harter Feststoff resultiert. Wenn Sand, Kies, zermahlenes Gestein oder andere Feststoffe im Gemisch enthalten sind, ist das Produkt Beton. Wenn ausschließlich feine Feststoffe im Gemisch enthalten sind, wird der Beton auch als Mörtel bzw. Vergußmörtel bezeichnet, der spezifische Verwendung im beispielsweise Ziegelmauern, Ausgleichen, Pflastern oder Ausfüllen von Rissen bzw. Zwischenräumen unter Druck findet. Jedoch sind in den meisten Verwendungen des Betons größere Festkörper enthalten; wenn Festkörper mit beispielsweise einer Sand-Zement-Masse vermischt werden, werden sie in einer dichten Struktur zusammengehalten, wobei die Beständigkeit der abgebundenen Masse gegenüber Druck- oder Zugspannungen in hohem Maße von den Komponenten abhängig ist, die zu Beginn in der Masse eingesetzt worden sind.
Beton wird in größerem Maße verwendet als alle anderen Baumaterialien zusammen, einschließlich Eisen, Bauholz, Stahl, Bauton, Glas und Kunststoffe. Aus Beton hergestellte Produkte umfassen Bausteine, Betonblöcke, Pflastersteine, Gasbeton-(Ytong-)Steine, Leichtbetonkonstruktionen, Betonrohre, Düker, Stürze, Elemente für Boden-, Wand- und Dachkonstruktionen, Rinnen, Pfähle, Pfeiler und viele andere vorgefertigte Betonelemente bzw. -einheiten. Der meiste Beton wird jedoch auf der Baustelle verwendet, wo er zum Gießen von Fundamenten, Platten, Böden, Dächern, Pfeilern, Bögen, Straßendecke und vielen anderen neuen Konstruktionen und zur Reparatur oder Ertüchtigung vorhandener Konstruktionen eingesetzt wird.
Das Gießen von Beton, sei es bei der Vorfertigung von Betonelementen oder auf der Baustelle, erfordert im Allgemeinen einen vorher festgelegten Raum wie eine Form, Matrize, Verschalung oder ein Gehäuse. Eine solche Form oder ein solcher Raum kann von vielfältiger Gestalt sein, und erforderlichenfalls ist jeder einspringende Winkel und jede Ecke einer solchen Form, sei es ein einfacher offener Weg, der von einer Verschalung umgeben ist, oder eine komplizierte Form für einen Betonbogen, vom Beton auszufüllen. Die vollständige und zufrieden stellende Füllung wird oftmals durch das Vorhandensein von Verstärkungen in einer Form erschwert, die dem Endprodukt oder der Endkonstruktion eine zusätzliche Festigkeit verleihen soll. Bekannte Verstärkungen sind Glasfasern oder Stahl, die/der in verstärktem, armiertem oder vorgespanntem Beton vorgefunden wird/werden. Oftmals werden auf der Baustelle komplexe Stahlmatrizen zunächst an ihrer Stelle befestigt, bevor der Beton an seine Stelle gegossen wird. Dabei ist es selbstverständlich, dass durch das Vorhandensein solcher Verstärkungen eine gleichmäßige und schnelle Verteilung des gegossenen Betons weiter verkompliziert wird, insbesondere dann, wenn der Abbindevorgang bereits begonnen hat.
Zwei Charakteristika, Konsistenz und Verarbeitbarkeit, sind für die Beurteilung der Betonqualität in der Gießphase wesentlich. Konsistenz kann als die relative Beweglichkeit oder Fähigkeit des gemischten Betons zum Fließen definiert werden. Verarbeitbarkeit ist diejenige Eigenschaft, welche den Kraftaufwand bestimmt, der für die Handhabung einer gemischten Betonmenge mit einem minimalen Verlust an Homogenität erforderlich ist, oder welche die Leichtigkeit und Homogenität, mit welcher er gemischt, an seine Stelle gebracht, verdichtet und fertig bearbeitet werden kann, bestimmt.
Mit dem Betongießen gehen deshalb fast immer Verfahren und Anstrengungen einher, durch welche der Beton einerseits ausreichend verdichtet, um die erforderliche Festigkeit zu erreichen, und andererseits so schnell und gleichmäßig wie möglich in der Form oder dem Gehäuse verteilt werden soll. Im Allgemeinen wird dies bei und nach dem Gießen durch einen arbeitskraft-, zeit- und energieaufwändigen Vorgang des Ausbreitens, Verdichtens und Vergleichmäßigens erreicht, oftmals mit Unterstützung von Rüttelmaschinen, welche die Masse rütteln und bewegen, bis die Form oder das Gehäuse gleichmäßig ausgefüllt ist.
Ein einfaches Verdünnen der Masse mit noch mehr Wasser wäre kontraproduktiv. Zunächst ist das Wasser/Zement-Verhältnis (w/c) des Betons innerhalb bestimmter Grenzen festgelegt. Zement erfordert etwa 1/4 seines Gewichts an Wasser, um vollständig zu hydratisieren. Ist Wasser in einem Überschuss vorhanden, der nicht an der chemischen Reaktion mit dem Zement beteiligt ist, bilden sich wassergefüllte Zwischenräume, die anschließend trocknen und Luftblasen hinterlassen können.
Ist Beton zu trocken, können die chemischen Reaktionen, die erforderlich sind, damit der Beton aushärtet, nicht oder nur langsam stattfinden, was in einem ungleichmäßigen und schlechten Abbindevorgang resultiert. Weiterhin ist eine zu trockene Masse schwierig zu handhaben, und wenn sie in Formen, Verschalungen oder ummantelte Konstruktionen gegossen werden soll, lässt sie sich oftmals auch nicht ausreichend verdichten. Wenn andererseits eine Masse durch den Zusatz von zusätzlichem Wasser sehr fließfähig oder selbst ausgleichend gemacht wird, dann ist sie zu nass, und die Feststoffe, speziell die größeren Teilchen, scheiden sich aus ihr aus und verteilen sich ungleichmäßig in der am Ende erhaltenen harten Substanz, weshalb Festigkeit und Beständigkeit der Konstruktion oder Einheit verschlechtert werden. Die Entmischung wird noch verschlimmert, wenn eine Form oder ein Gehäuse Verstärkungen enthält, denn dann werden die Feststoffe und deren Aggregate hinter den verstärkenden (Stahl)-Stäben oder der verstärkenden Matrize festgehalten, während sich die dünne Zementmasse weiter ausbreitet. Die Qualität der Arbeit wird noch schlechter, da in einer zu dünnen Masse das Wasser dazu neigt, aus dieser auszutreten, ein Phänomen, das als Abstoßen bekannt ist. Dieses Wasser gelangt während des Abbindens an die Oberfläche, die auf eine solche Weise vernarbt, dass oftmals eine zweite (abschließende) Decke (unter Verwendung einer dickeren Masse) aufgebracht werden muss.
Weiterhin trägt das Rütteln oder Schütteln von Formen während der Herstellung vorgefertigter Elemente zu der Entmischung bei, insbesondere, wenn die Masse zu dünn ist.
Die Gefahr einer Entmischung von Komponenten ist hauptsächlich von der Feuchtigkeit der Mischung und der Größenverteilung der Feststoffe abhängig. Es ist im Allgemeinen notwendig, die Größe der festen Teilchen zu verkleinern (und damit den Gehalt an Feinstoffen zu vergrößern) und die Kohäsion zu erhöhen, um eine Entmischung zu verhindern, wenn die Masse nass ist, durch die Verarbeitungsbedingungen eine Entmischung gefördert wird, d.h., wenn sie während des Transports geschüttelt wird, von einer Höhe in eine Form oder durch Rinnen hinab gegossen wird, die Form oder das Gehäuse viele kleine Einzelheiten und scharfe Ecken enthält, und wenn sie gepumpt wird.
Für die Beeinflussung von Konsistenz und Verarbeitbarkeit eines Betons stehen mehrere Betonzusatzmittel zur Verfügung. Bekannt ist der Zusatz von modifizierten oder natürlichen Polysacchariden wie Stärken aus Cerealien (Mais und Reis) oder Knollen und Wurzeln (Kartoffeln und Maniok) oder Cellulose aus unterschiedlichen Quellen als Verdickungsmittel. Diese viskosen Polysaccharid-Betonzusatzmittel werden hauptsächlich eingesetzt, um einen Mörtel oder Beton als einen Binder von Wasser zu verdicken und einem Mörtel Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Einsinken zu verleihen, der oftmals für Pflaster- oder Verfugungsarbeiten verwendet wird, für welche eine erhöhte Dicke und Widerstandsfähigkeit gegenüber Einsinken erforderlich ist. Außerdem können solche Betonzusatzmittel aufgrund ihres Wasserbindungsvermögens dabei helfen, das Abstoßen von Wasser aus einer frisch gegossenen Betonfläche zu verringern. Es werden noch weitere kommerziell erhältliche Polysaccharide oftmals genannt, aber aufgrund ihres hohen Preises nur selten für Beton verwendet. Um eine Vorstellung davon zu vermitteln, sind, wenn der Preis einer nicht modifizierten Stärke wie Maniok-, Mais- oder Kartoffelstärke von f (holländische Gulden) 0,50 bis 0,75/kg variiert und der von Cellulose f 1,50/kg beträgt, andere (nicht modifizierte) Produkte viel teurer. Der Preis von Gummi aus Guarbohnen und Johannisbrotbaumkernen beträgt f 3/kg, von Alginaten f 7 bis 17/kg und von Bakteriengummen wie Wellangummi oder Xanthangummi f 20/kg. Wellangummi ist vor Kurzem insbesondere als Verdickungsmittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit eines so genannten selbst verdichtenden Betons (NV-Beton) genannt worden, jedoch besteht zusätzlich zu seinem hohen Preis ein weiterer Nachteil darin, dass es nur unter streng definierten Bedingungen der Korngrößenverteilung funktioniert, weshalb es erforderlich ist, den Prozentsatz an feinen Feststoffen in einer Betonmischung stark zu erhöhen, wodurch das Volumen der großen Feststoffe und groben Aggregate begrenzt wird. Außerdem ist Wellangummi sehr viskos, selbst eine 1%ige Lösung kann nur schwer, da sie so dick ist, mit Beton vermischt werden. Es ist deshalb bevorzugt, dass es trocken zugesetzt wird, wodurch eine gleichmäßige Verteilung durch die Betonmischung hindurch behindert wird.
Weitere bekannte Betonzusatzmittel sind Betonverflüssiger wie Melamin, Naphthalin, Acryl- oder Vinilpolymere und Lignosulfonat. Im Gegensatz zu Polysacchariden erhöhen diese Mittel die Viskosität oder Konsistenz des Betons nicht, sondern verändern dessen Fließeigenschaften, wodurch er fließfähiger und für das Gießen in komplizierte Gehäuse, die gegebenenfalls Verstärkungsmaterial enthalten, besser geeignet wird. Jedoch wird ein Beton, nachdem eine gewisse Zeit vergangen ist, von einem Betonverflüssiger nicht notwendigerweise fließfähiger und besser verarbeitbar gehalten, wobei durch den Zusatz von Betonverflüssigern auch die Kohäsion zwischen der Zementmasse und den Feststoffen oder Aggregaten verringert wird, was in einer Entmischung der Aggregate und einer kürzeren Verarbeitungszeit resultiert. Weiterhin wird von einem Betonverflüssiger im Allgemeinen das Abstoßen von Wasser verstärkt.
Dem Bisherigen ist zu entnehmen, dass die hier diskutierten zwei Typen von Betonzusatzmitteln eher einander gegenläufige Eigenschaften besitzen. Von den Polysacchariden werden im Allgemeinen Viskosität und Wasserbindevermögen der Mischung erhöht, wodurch Entmischung und Abstoßen entgegengewirkt, aber das Fließen der Mischung erschwert wird, während von einem Betonverflüssiger im Allgemeinen das Fließen eines Betons verbessert wird, er aber negative Auswirkungen auf das Abstoßen von Wasser und die Entmischung hat.
Deshalb wäre in der Praxis der beste Beton für Füllen und Fertigbearbeiten derjenige, der die höchste Konsistenz und Verarbeitbarkeit besitzt. Deshalb wird im Allgemeinen eine recht dicke Masse verwendet, in welcher die größeren Teilchen sich nicht so leicht entmischen und aus welcher das Wasser nicht oder nur wenig austritt, wonach viel Arbeit und laute Maschinen eingesetzt werden, um eine flache Oberfläche oder eine gleichmäßig und homogen gefüllte Form zu erzeugen. Ein weiteres oft angewendetes Verfahren besteht darin, zunächst eine Schicht unter Einsatz eines Betons zu gießen, der durch zusätzliches Wasser fließfähiger gemacht worden ist, wonach die Oberfläche in einem zweiten Arbeitsgang durch Aufbringen einer so genannten Quarzdecke (Feinkies mit Zement) fertig bearbeitet und diese zweite Schicht verteilt und zerrieben wird, bis eine flache und glatt geschliffene Oberfläche entstanden ist, weshalb ein zweites Mal Arbeit aufgewendet werden muss.
Aufgrund der teuren Arbeitskräfte und Maschinen, die bisher in Verfahren zur Herstellung von Betonelementen und -konstruktionen üblicherweise eingesetzt werden müssen, besteht Bedarf an einem Verfahren, durch welches die Anzahl an Arbeitskräften und die Notwendigkeit von Rüttelmaschinen während und nach dem Betongießen verringert werden. Somit besteht Bedarf an einem Beton mit besserer Verarbeitbarkeit. Deshalb besteht beispielsweise ein Bedarf an einem Beton mit verbesserten Verdichtungseigenschaften, wodurch sich Formen, Verschalungen oder Gehäuse ohne starken Einsatz mechanischer Rüttelmaschinen füllen lassen. Oftmals steht/stehen die Verstärkungskonstruktion und/oder ein Gehäuse der Rüttelmaschine im Wege, wodurch die Möglichkeiten der Herstellung verstärkter Konstruktionen begrenzt werden. Weiterhin besteht Bedarf an einem Beton mit selbst ausgleichenden Eigenschaften. Ein solcher Beton muss sich relativ leicht an seine Stelle bringen lassen, darf sich jedoch während des Füllvorgangs nur wenig oder gar nicht entmischen und kein Wasser abstoßen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Gießen oder Anbringen eines Betons bereitgestellt, der ein tensidähnliches Betonzusatzmittel umfasst. Dieses Betonzusatzmittel, das vorzugsweise von einem Biopolymer wie einem Polysaccharid abgeleitet ist, ergibt einen Beton mit den gewünschten Eigenschaften, der sich sehr leicht vergießen oder anordnen lässt. Dieses Betonzusatzmittel vereinigt beispielsweise die erwünschten Eigenschaften eines Betonverflüssigers (erhöhte Fließfähigkeit) mit denjenigen eines normalen Verdickungsmittels (Beständigkeit gegenüber Entmischen und Abstoßen von Wasser).
Der erfindungsgemäß bereitgestellte Beton hat nur eine geringe oder keine Neigung zum Entmischen/Abstoßen von Wasser und verbesserte Fließfähigkeit. Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zum Anbringen oder Gießen von Beton bereitgestellt, durch welches sowohl die Vorfertigung von Betonelementen bzw. -einheiten als auch die Herstellung von Betonkonstruktionen, die an Ort und Stelle gegossen werden, stark erleichtert wird.
Somit wird es erfindungsgemäß möglich, einen Beton zu vergießen, der selbst ausgleichende, selbst verdichtende oder selbst verfestigende Eigenschaften bis zu dem Maße hat, dass zu seinem Vergleichmäßigen, Verdichten oder Verfestigen viel weniger Arbeitskräfte oder Rüttelmaschinen als bei gewöhnlichem Beton erforderlich sind.
Das erfindungsgemäße Polysaccharid-Betonzusatzmittel wird durch Verethern von Biopolymeren unterschiedlichen Ursprungs und unterschiedlicher Moleküllänge wie Cellulose, Inulin, Guargummi, Dextran, Pullulan, Tamarindenfrucht oder Johannisbrotbaumkerne abgeleitet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Betonzusatzmittel von Pflanzenstärke wie Stärke von Cerealien (beispielsweise Mais, Reis und Weizen) oder Knollen und Wurzeln (beispielsweise Kassava, Süßwurzel und Süßkartoffel), seien sie nun natürliche oder gentechnisch veränderte Sorten, abgeleitet.
Im experimentellen Teil wird die Erfindung anhand von Kartoffelstärke exemplifiziert, wobei jedoch andere Polysaccharid-Betonzusatzmittel mit Tensidcharakter ebenfalls erfindungsgemäß bereitgestellt werden.
Dieses Betonzusatzmittel leitet seinen tensidähnlichen Charakter hauptsächlich von einer Veretherung bis zu einem Substitutionsgrad (SG) ab, der höher als derjenige ist, der im Allgemeinen im Stand der Technik realisiert wird. Insbesondere ist die Löslichkeit des erfindungsgemäßen Betonzusatzmittels in 90 bis 100%igem Ethanol (d.h. ein Ethanol/Wasser-Verhältnis von 19:1) für seinen tensidähnlichen Charakter kennzeichnend, durch welchen es, wenn es einer Betonmischung bzw. -masse zugesetzt wird, dieser die gewünschten Eigenschaften verleiht.
Die Veretherung (Hydroxyalkylierung oder Alkylierung) eines Polysaccharids kann unter (halb-)trockenen Bedingungen, in Suspension (Wasser bzw. organisches Lösungsmittel) oder in einer wässrigen Lösung (Dispersion) durchgeführt werden. Das Reaktionssystem wird in Abhängigkeit von der Polysaccharidquelle und der Art des Reagens ausgewählt. Allgemeine Verfahren der Veretherung (Hydroxyalkylierung oder Alkylierung) von Cellulose sind beispielsweise in British Polymer Journal, 23, 315-326 (1990) beschrieben. Guar- und Johannisbrotbaumkerngummiether werden entweder in einer organischen Suspension oder über eine (halb-)trockene Umsetzung hergestellt. Wenn Stärke als Ausgangsmaterial verwendet wird, ist eine Umsetzung in einer wässrigen Lösung bevorzugt. Als Reaktionsausrüstung wird dann vorzugsweise ein Autoklav verwendet. Das resultierende Reaktionsgemisch kann als solches oder getrocknet verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, in welchem das Betonzusatzmittel in 95%igem Ethanol wenigstens teilweise löslich ist. Der Substitutionsgrad, um tensidähnliche Polysaccharide herzustellen, die sich in 95gew.%igem Ethanol lösen lassen, ist von dem Charakter des Polysaccharids und der Hydrophobie des Reagens abhängig. Wird ein hydrophoberer Substituent verwendet, kann ein niedrigerer SG, verglichen mit einem Reagens, das weniger hydrophob ist, angewendet werden.
Erfindungsgemäß wird somit ein breites Spektrum an tensidähnlichen Betonzusatzmitteln, beispielsweise zur Verwendung in Beton, bereitgestellt. Eine Veränderung seines hydrophoben Charakters (durch Variierung von Seidenketten oder des Charakters der Polysaccharidketten) ermöglicht eine Veränderung des hydrophoben Charakters. Die Hydroxyalkylierung oder Alkylierung von Polysacchariden wird mit Reagentien erhalten, die als reaktive Stelle eine Halogen-, Halogenhydrin-, Epoxy- oder Glycidylgruppe enthalten. Dabei kann die Alkylkette des Hydroxyalkylierungs- oder Alkylierungsmittels von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen variieren, und können beispielsweise Methylchlorid, Ethylchlorid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Allylglycidylether, Propylglycidylether, Dimethylsulfat oder Kombinationen aus diesen Reagentien verwendet werden. Vorzugsweise wird Propylenoxid verwendet, um hydroxyalkylierte Polysaccharide zu erzeugen.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, in welchem ein Betonzusatzmittel verwendet wird, welches eine hydroxypropylierte Stärke umfasst, die wenigstens teilweise in 95%igem Ethanol löslich ist. Zur Herstellung einer solchen hydroxypropylierten Stärke, die in 95gew.-%igem Ethanol teilweise löslich ist, ist ein maximaler Substitutionsgrad (SG_max) von mindestes 1,5 erforderlich. Dies bedeutet, dass in diesem Fall 1,0 mol Glucoseeinheiten mit 1,5 mol Propylenoxid behandelt wird. Im Ergebnis beträgt der Substitutionsgrad (SG), der das Verhältnis von Menge der veretherten Alkoholgruppen der Glucoseeinheit (in Mol) zu der Glucoseeinheit (in Mol) ist, weniger als 1,5, da die Reaktionsausbeute weniger als 100 % beträgt. Außerdem führt die Umsetzung von Stärke mit Propylenoxid zu einem Substituenten (2-Hydroxypropyl), der seinerseits eine Hydroxylgruppe besitzt. Bei einer Deprotonierung kann die Hydroxylgruppe des 2-Hydroxypropylsubstituenten ebenfalls mit dem Propylenoxid reagieren. Diese Umsetzung ergibt keine Erhöhung des SG. Jedoch steigt der molare Substitutionsgrad (MS), der das Verhältnis von Propylenoxid, das sich mit der Stärke (in Mol) umgesetzt hat, zur Menge an Glucoseeinheiten (in Mol) ist.
In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, das die Verwendung eines tensidähnlichen hydroxypropylierten Stärke-Betonzusatzmittels, wobei der SG_max mindestens 1,75 und vorzugsweise mindestens 2 beträgt, umfasst. Jedoch wird, wie weiter oben erläutert, durch die Erhöhung des SG_max im Allgemeinen die Hydrophobie oder der tensidähnliche Charakter verstärkt, wobei aber diese bevorzugte Verstärkung auch durch Verwendung hydrophoberer Seitenketten oder durch Variierung des Charakters der Polysaccharidketten erhalten werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Mischen von Beton, beispielsweise zum Erhalten eines selbst verdichtenden und/oder selbst ausgleichenden Betons, bereitgestellt, welches die Zugabe von mindestens einem der weiter oben genannten tensidähnlichen Polysaccharid-Betonzusatzmittel umfasst. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Betons bereitgestellt, welches das Mischen von Zement, Wasser, Feststoffen wie Sand, Flugasche, pulverisierter Kalkstein, groben Aggregaten wie Kies oder zermahlenes Gestein, einem Betonzusatzmittel wie ein Verdickungsmittel oder ein Betonverflüssiger und mindestens einem Betonzusatzmittel umfasst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Betonzusatzmittel ein tensidähnliches Betonzusatzmittel umfasst.
Dieses Verfahren kann angewendet werden, bevor, während oder nachdem eine Betonmischung auf die Baustelle transportiert worden ist. Das Vermischen des tensidähnlichen Betonzusatzmittels kann erfolgen, indem dieses Betonzusatzmittel in einer trockenen Form bereitgestellt wird, kann jedoch vorzugsweise erreicht werden, indem dieses Betonzusatzmittel gelöst, vorzugsweise in einer 10- bis 30%igen Lösung in Wasser, zugegeben wird. Die zugegebene Menge des Betonzusatzmittels ist relativ klein und beträgt weniger als 1 kg tensidähnliches Betonzusatzmittel (angegeben als Trockenstoff) auf einige 100 kg in der Mischung verwendeten Zements. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird dieses Betonzusatzmittel mit Anteilen von weniger als 100 g oder sogar weniger als 50 g auf 100 kg in einer Mischung eingesetzten Zements verwendet. Alternativ kann das tensidähnliche Betonzusatzmittel bezogen auf das Endvolumen der Betonmischung zugegeben werden, wobei im experimentellen Teil dieser Beschreibung Beispiele gegeben werden, in welchen 0,260 und 0,180 kg/m³ (angegeben als Trockenstoff) verwendet wurden.
Dieses tensidähnliche Betonzusatzmittel kann zusätzlich mit weiteren Betonzusatzmitteln wie (Super-) Betonverflüssiger oder Verdickungsmittel vermischt werden, wobei diese jedoch erforderlichenfalls auch weggelassen oder separat zugegeben werden können.
Eine erfindungsgemäß bereitgestellte Betonmischung kann zum Gießen von Zement in einen festgelegten Raum bzw. ein festgelegtes Gehäuse oder zum Gießen undefinierter Decken verwendet werden. Beispiele dafür sind Neubauten oder die Reparatur von Bauwerken wie Straßen, Brücken, Häusern, Fundamenten, Decken, Böden, Dächern, Tunneln, Rinnen, Pfeilern, Bögen, Straßendecken und andere Neubauten und die Reparatur oder Ertüchtigung vorhandener Konstruktionen. Auch kann eine erfindungsgemäß bereitgestellte Betonmischung für das Gießen oder Herstellen vorgefertigter Betonelemente oder -einheiten, einschließlich von Bausteinen, Betonblöcken, Pflastersteinen, Gasbetonblöcken, leichten Gasbetonkonstruktionen, Betonrohren, Decken, Pfosten, Elementen für Boden-, Wand- und Dachkonstruktionen, Rinnen, Pfosten, Pfeilern und vielen anderen vorgefertigten Betonelementen oder -einheiten verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird auch Beton zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anbringen von Beton bereitgestellt, sei er in frischer oder ausgehärteter Form. Ein solcher Beton ist durch seine selbst ausgleichenden, selbst verdichtenden oder selbst verfestigenden Eigenschaften charakterisiert und lässt sich in vorgefertigten Betonelementen finden, die durch Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten worden sind, oder in Betonkonstruktionen, die durch Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahren erhalten worden sind. Die Entmischung von selbst ausgleichendem Beton wird verhindert, indem die Trennung in Mörtel und grobe Aggregate verhindert wird, die durch das Absetzen grober Aggregate verursacht wird. Druckfestigkeit, Wasserdurchlässigkeit oder Schrumpfung eines erfindungsgemäßen Betons werden durch die Behandlung nicht beeinflusst.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein tensidähnliches Polysaccharid-Betonzusatzmittel zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgestellt. Ein solches Betonzusatzmittel ist beispielsweise durch seinen (wenigstens teilweise) hydrophoben Charakter gekennzeichnet, wie es beispielsweise seine Löslichkeit in 95%igem Ethanol zeigt. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst dieses Betonzusatzmittel hydroxypropylierte Stärke mit einem SG_max von mindestens 1,5, vorzugsweise 1,75, und besonders bevorzugt mindestens 2.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines tensidähnlichen Betonzusatzmittels bereitgestellt, welches die Veretherung eines Polysaccharids bis zu einem Substitutionsgrad umfasst, der die Auflösung dieses Betonzusatzmittels in 95gew.%igem Ethanol erlaubt. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt, in welchem diese Veretherung die Hydroxypropylierung eines Polysaccharids wie Stärke, vorzugsweise Kartoffelstärke, umfasst, wobei der Substitutionsgrad (SG_max) mindestens 1,5, vorzugsweise mindestens 1,75, und besonders bevorzugt mindestens 2 beträgt.
Die Erfindung wird anschließend im experimentellen Teil unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Zeichnungen näher erläutert.
Experimenteller Teil, Verwendung eines Tensid-Betonzusatzmittels in Beton
Materialien
Zement
Es wurde normaler Portlandzement CEM I 52⁵ PM entsprechend dem europäischen Standard verwendet. Sein spezifisches Gewicht betrug 3,1 und seine spezifische Blaine-Oberfläche betrug 360 m²/kg. Seine potenzielle Bogue-Zusammensetzung war:
C3S = 61,6
C2S = 21,5
C3A = 7,6
C4AF = 8,4 %.
Zusätzliches Feingut
Es wurden zwei Arten von Feingut verwendet

– Flugasche mit einem spezifischen Gewicht von 2,40 und einer spezifischen Blaine-Oberfläche von 260 m²/kg und
– pulverisierter Kalkstein mit einem spezifischen Gewicht von 2,7 und einer spezifischen Blaine-Oberfläche von 385 m²/kg.

Chemische Betonzusatzmittel
Der in diesen Versuchen verwendete Typ eines Betonverflüssigers war Melaminsulfonat, das jedoch durch einen beliebigen anderen Typ ersetzt werden kann.
Aggregate
Es wurden Flusssand und Kies eingesetzt. Deren Teilchengrößenverteilung ist in den 9 und 10 angegeben.
Tensidähnliche Polysaccharide zur Verwendung in Beton
Als Ausgangsmaterial für die Veretherung (Hydroxyalkylierung oder Alkylierung) können verschiedene Polysaccharide verwendet werden. Beispielsweise können Stärke, Cellulose, Inulin, Guargummi, Dextran, Pullulan oder Johannisbrotbaumkerngummi verwendet werden. Vorzugsweise wird als Ausgangsmaterial Stärke verwendet.
Die Veretherung (Hydroxyalkylierung oder Alkylierung) eines Polysaccharids kann unter (halb-)trockenen Bedingungen, in Suspension (Wasser bzw. organisches Lösungsmittel) oder in einer wässrigen Lösung (Dispersion) durchgeführt werden. Das Reaktionssystem wird in Abhängigkeit von der Herkunft des Polysaccharids und der Art des Reagens gewählt. Allgemeine Verfahren zur Veretherung (Hydroxyalkylierung oder Alkylierung) von Cellulose sind beispielsweise in British Polymer Journal, 23, 315-326 (1990) beschrieben. Guar- und Johannisbrotbaumkerngummiether werden entweder in organischer Suspension oder über eine (halb-)trockene Umsetzung hergestellt. Dabei ist die Umsetzung in wässriger Lösung bevorzugt, wenn Stärke als Ausgangsmaterial verwendet wird. Als Reaktionsausrüstung wird dann vorzugsweise ein Autoklav verwendet. Das erhaltene Reaktionsgemisch kann als solches verwendet oder getrocknet werden.
Die Hydroxyalkylierung oder Alkylierung von Polysacchariden wird mit Reagentien erhalten, die eine Halogen-, Halogenhydrin-, Epoxy- oder Glycidylgruppe als reaktionsfähige Stelle enthalten. Dabei kann die Alkylkette des Hydroxyalkylierungs- oder Alkylierungsmittels von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen variieren, und es können beispielsweise Methylchlorid, Ethylchlorid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Allylglycidylether, Propylglycidylether oder Kombinationen aus diesen Reagentien verwendet werden. Vorzugsweise wird zur Herstellung hydroxyalkylierter Polysaccharide Propylenoxid eingesetzt.
Der Substitutionsgrad, um tensidähnliche Polysaccharide herzustellen, die in 95gew.-%igem Ethanol gelöst werden können, ist von Charakter und Hydrophobie des Polysaccharids und der Hydrophobie des Reagens abhängig. Wird ein hydrophoberer Substituent oder ein hydrophoberes Polysaccharid eingesetzt, kann, verglichen mit einem Reagens, das weniger hydrophob ist, ein niedrigerer SG angewendet werden. Zur Herstellung einer hydroxypropylierten Stärke, die sich teilweise in 95gew.-%igem Ethanol löst, ist ein maximaler Substitutionsgrad (SG_max) von 1,5 erforderlich. Dies bedeutet, dass 1,0 mol Glucoseeinheiten mit 1,5 mol Propylenoxid behandelt wird. Im Ergebnis beträgt der Substitutionsgrad (SG), der das Verhältnis von Menge der veretherten Alkoholgruppen der Glucoseeinheit (in Mol) zu der Glucoseeinheit (in Mol) ist, weniger als 1,5. Dies deshalb, da die Ausbeute der Umsetzung weniger als 100 beträgt. Außerdem führt die Umsetzung von Stärke mit Propylenoxid zu einem Substituenten (2-Hydroxypropyl), der ebenfalls eine Hydroxylgruppe besitzt. Bei Deprotonierung kann die Hydroxylgruppe des 2-Hydroxypropyl-Substituenten mit Propylenoxid reagieren. Diese Umsetzung führt zu keiner Erhöhung des SG. Jedoch steigt der molare Substitutionsgrad (MS), der das Verhältnis des Propylenoxids, das sich mit der Stärke (in Mol) umgesetzt hat, zur Menge an Glucoseeinheiten (in Mol) darstellt.
In Tabelle 1 ist der SG aufgeführt. Bei hydroxypropylierter Stärke führte ein SG_max von 1,0 zu einem SG von 0,7, ein SG_max von 1,5 zu einem SG von 1,1 und ein SG_max von 2,0 zu einem SG von 1,4. Auf Stärke basierende tensidähnliche Polysaccharide zeigen in einer wässrigen Umgebung einen Viskositätsanstieg, wenn sich der Substitutionsgrad erhöht. Produkte mit einem molaren Substitutionsgrad von 1,4 mol/mol (SG_max 2,0) oder darüber sind besonders löslich in Ethanol/Wasser (95/5). Produkte mit einem Substitutionsgrad von 1,1 mol/mol (SG_max 1,5) sind in einem solchen Lösungsmittel teilweise löslich.
Optimale Ergebnisse, die Verringerung der Entmischung in Beton betreffend, werden mit einem Produkt mit einem molaren Substitutionsgrad von ~1,2 bis 1,6 mol/mol erhalten. Tabelle 1
(a) Brookfield RVF, 20 U/min, 20 °C
Herstellungsbeispiel für ein auf Stärke basierendes Tensid
2350 g Kartoffelstärke (20gew.-% Feuchtigkeit) wurden in 2600 g Wasser suspendiert. Die Suspension wurde in einen 8-l-van-den-Ploeg-Reaktor gefüllt, der mit einem Rührer und einem Deckel mit Dosiersystem und einer Druckanzeige ausgerüstet war. Es wurden 565 g Propylenoxid zu der Suspension gegeben, und der Reaktor wurde mit dem Deckel verschlossen. Er wurde auf 50 °C erhitzt. Danach wurden über das Dosiersystem 10 Minuten lang 282,5 g 25gew.-%ige Natronlauge zu dem Reaktionsgemisch gegeben.
Während dieser Zeit wurde die Reaktortemperatur auf 75 °C erhöht. Das Reaktionsgemisch wurde 15 Minuten lang gerührt. Das Dosiersystem wurde mit Wasser gespült und anschließend mit 800 g Propylenoxid gefüllt. Dieser zweite Teil an Propylenoxid wurde 45 Minuten lang unter Rühren zugegeben. Während dieser Zugabe überstieg der Reaktordruck 2,5 bar nicht. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 15 Minuten lang gerührt, wonach der Deckel entfernt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde durch sorgfältige Zugabe von 117 ml 10 N Schwefelsäure neutralisiert. Nach der Neutralisation wurden 630 g Porzellanton zugegeben. Das Gemisch wurde weitere 10 Minuten lang gerührt und anschließend trommelgetrocknet.
Für die Anwendungsversuche wurden die aus dem Produkt bestehenden Schuppen in Wasser auf die gewünschte Konzentration gelöst.
Versuchsverfahren
Fließfähigkeit des Betons
Die Fließfähigkeit des Betons wurde durch Messung der statischen Ausbreitung eines Kegelstumpfs wie in 11 gezeigt bewertet. Ein Beton wird als selbst verdichtend angesehen, wenn der Durchmesser mehr als 500 mm beträgt, und als selbst ausgleichend angesehen, wenn der Durchmesser mehr als 550 mm beträgt.
Entmischungsbeständigkeit
Beton wurde zu einer Säule gegossen und stehen gelassen, bis das Abbinden einsetzte, wonach, wie in 12 gezeigt, Proben aus dem oberen, mittleren und unteren Abschnitt entnommen wurden. Grobe Aggregate aus jeder Probe wurden durch ein Sieb mit 5 mm Maschenweite ausgewaschen und gewogen.
Abstoßungsrate von Wasser
Fünf Liter Beton wurden in eine Wanne mit einer Länge 245 mm, einer Breite von 245 mm und einer Höhe von 100 mm gegossen und 90 Minuten lang stehen gelassen. Danach wurde die Menge des ausgetretenen Wassers, das auf der Oberfläche der Probe erschien, gemessen. Die Abstoßungsrate (BR) wurde mit folgender Gleichung berechnet: BR = (MW/MWC)·100,worin:

M_W: = Gewicht des ausgetretenen Wassers,
M_WC: = Gewicht des im Beton enthaltenen Wassers.

Druckfestigkeit
Die Druckfestigkeit wurde mit drei Zylindern mit einem Durchmesser von 110 mm und einer Höhe von 220 mm gemessen. Die Belastungsrate betrug 5 kN/s.
Unbeschränkte Schwindung
Die unbeschränkte Schwindung bei Trocknung wurde an prismatischen Proben (70 × 70 × 280 mm) gemessen. Die Probekörper wurden nach 24 Stunden aus der Form entnommen und im Versuchsraum bei 20 °C + 2 °C und 50 % + 10 relativer Luftfeuchte stehen gelassen.
Wasserdurchlässigkeit
Die Wasserdurchlässigkeit des Betons wurde nach 90 Tagen an Scheiben mit einem Durchmesser von 110 mm und einer Höhe von 50 mm entsprechend der Dancy-Beziehung gemessen.
Beispiele

Eine mögliche Formulierung zur Herstellung eines selbst ausgleichenden Betons.

280 kg	Portlandzement Cem I 42. ⁵R
120 kg	Flugasche
1100 kg	Sand 0/4 mm
700 kg	Kies (4/16 mm)
170 kg	Wasser
4 – 8 kg	Betonverflüssiger (auf Melaminbasis)
0,18 – 0,26 kg	erfindungsgemäßes tensidähnliches Betonzusatzmittel

Der Zementgehalt in diesem Beispiel kann auf mindestens 300 kg/m³ erhöht werden. Dann wird der Flugascheanteil auf 100 kg/m³ gesenkt, damit der Gesamtanteil an Feingut (Zement + Flugasche) von 400 kg/m³ erhalten bleibt. Die Art des Portlandzements (Cem I 42⁵R) lässt sich durch eine andere Zementart austauschen.
Flugasche kann durch Kalksteinpulver ersetzt werden.
Es ist bevorzugt, einen Sand mit einem Gehalt an feinen Teilchen (< 250 μm) von 15 ± 3 % zu verwenden.
Der Gesamtanteil an feinen und groben Aggregaten betrug 1800 kg/m³. Innerhalb dieser Menge kann der Sandgehalt beispielsweise zwischen 1100 und 900 kg/m³ durch Ersetzen eines Teils durch Kies variieren.
Es ist bevorzugt, einen Betonverflüssiger vom Typ Melamin, Naphthalin, Acrylpolymer, Vinilpolymer oder Lignosulfonat zu verwenden.
Weitere untersuchte Betonzusammensetzungen
Die Gewichtsanteile an Zement, pulverisiertem Kalkstein, Flugasche und Betonverflüssiger wurden wie in Tabelle 2 gezeigt konstant gehalten. Der Gesamtanteil an feinen Teilchen (Zement + Flugasche oder Kalkstein) war auf 400 kg/m³ begrenzt.
Es wurden zwei Sand/Kies-Verhältnisse gewählt: 1 und 1,57.
Deshalb wurden zwei verschiedene Anteile an tensidählichem Betonzusatzmittel zugesetzt: 0,260 und 0,180 kg/m³ (als Trockenstoff). Die Menge des zugemischten Wassers wurde angepasst, um dieselbe Fließfähigkeit zu erhalten.
Tabelle 2: Mischungsanteile des Betons (kg/m³)
Eigenschaften von frischem Beton
Fließfähigkeit und Abstoßen von Wasser
Fließfähigkeit und Abstoßungsrate von verschiedenen Mischungen sind in Tabelle 3 gezeigt. Nach drei Stunden wurde kein Abstoßen von Wasser festgestellt.
Tabelle 3: Eigenschaften von frischem Beton
Entmischung
Die Entmischungsbeständigkeit ist in den 1, 2, 3 und 4 gezeigt. Die Entmischung von selbst ausgleichendem Beton bedeutet die Auftrennung in Mörtel und grobe Aggregate, die vom Absetzen grober Aggregate verursacht wird. Zur Bewertung der Entmischungsbeständigkeit wurde Beton zu einer Säule gegossen und stehen gelassen, bis er anfing abzubinden, wonach aus dem oberen, mittleren und unteren Abschnitt Proben entnommen wurden. Die groben Aggregate jeder Probe wurden durch ein Sieb mit 5 mm Maschenweite ausgewaschen und gewogen. Es gab wenig oder keine Entmischung und eine einheitliche Verteilung der groben Aggregate, nachdem der Anteil an groben Aggregaten, die auf dem Sieb bei jedem Abschnitt übrig geblieben waren, nahe den in Tabelle 4 angegebenen Werten gefunden wurden.
Tabelle 4: Theoretische Werte der Grobe-Aggregate-Fraktion
In Tabelle 5 und 1 ist der Unterschied bei der Entmischung zwischen der Formulierung, die als Bezugsbeton Nr. 1 bezeichnet wird, und derselben Formulierung, aber ohne das tensidähnliche Betonzusatzmittel aufgeführt. Der Unterschied im Anteil grober Aggregate zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt ist ein Maß für den Entmischungsanteil. Wie der Tabelle und der Figur zu entnehmen, weist der Beton ohne ein erfindungsgemäßes tensidähnliches Betonzusatzmittel eine beträchtliche Entmischung auf, während Beton mit dem tensidähnlichen Betonzusatzmittel nur wenig oder keine Entmischung aufweist, die Unterschiede zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt betragen 9 Prozentpunkte bzw. 2 Prozentpunkte.
Tabelle 5: Anteil der groben Aggregate an den verschiedenen Abschnitten
In Tabelle 6 und 2 ist der Unterschied bei der Entmischung zwischen der Formulierung, die als Bezugsbeton Nr. 2 bezeichnet wird, und derselben Formulierung, aber ohne das tensidähnliche Betonzusatzmittel aufgeführt. Der Unterschied im Anteil grober Aggregate zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt ist ein Maß für den Entmischungsanteil. Wie der Tabelle und der Figur zu entnehmen, weist der Beton ohne ein erfindungsgemäßes tensidähnliches Betonzusatzmittel eine beträchtliche Entmischung auf, während Beton mit dem tensidähnlichen Betonzusatzmittel nur wenig oder keine Entmischung aufweist, die Unterschiede zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt betragen 8 Prozentpunkte bzw. 2 Prozentpunkte.
Tabelle 6: Anteil der groben Aggregate an den verschiedenen Abschnitten
In Tabelle 7 und 3 ist der Unterschied bei der Entmischung zwischen der Formulierung, die als Bezugsbeton Nr. 3 bezeichnet wird, und derselben Formulierung, aber ohne das tensidähnliche Betonzusatzmittel aufgeführt. Der Unterschied im Anteil grober Aggregate zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt ist ein Maß für den Entmischungsanteil. Wie der Tabelle und der Figur zu entnehmen, weist der Beton ohne ein erfindungsgemäßes tensidähnliches Betonzusatzmittel eine beträchtliche Entmischung auf, während Beton mit dem tensidähnlichen Betonzusatzmittel nur wenig oder keine Entmischung aufweist, die Unterschiede zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt betragen 8 Prozentpunkte bzw. 4 Prozentpunkte.
Tabelle 7: Anteil der groben Aggregate an den verschiedenen Abschnitten
In Tabelle 8 und 4 ist der Unterschied bei der Entmischung zwischen der Formulierung, die als Bezugsbeton Nr. 4 bezeichnet wird, und derselben Formulierung, aber ohne das tensidähnliche Betonzusatzmittel aufgeführt. Der Unterschied im Anteil grober Aggregate zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt ist ein Maß für den Entmischungsanteil. Wie der Tabelle und der Figur zu entnehmen, weist der Beton ohne ein erfindungsgemäßes tensidähnliches Betonzusatzmittel eine beträchtliche Entmischung auf, während Beton mit dem tensidähnlichen Betonzusatzmittel nur wenig oder keine Entmischung aufweist, die Unterschiede zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt betragen 5 Prozentpunkte bzw. 3 Prozentpunkte.
Tabelle 8: Anteil der groben Aggregate an den verschiedenen Abschnitten
Eigenschaften von ausgehärtetem Beton
Druckfestigkeit
Die Druckfestigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten der Hydratation ist in Tabelle 9 gezeigt. Die höheren Festigkeiten, die mit den Mischungen 1 und 2 nach 28 Tagen erhalten wurden, können durch die Puzzolanaktivität der Flugasche erklärt werden. Die niedrigere Festigkeit der Mischung 4 ist auf den höheren Anteil an zugesetztem Wasser zurückzuführen.
Tabelle 9: Druckfestigkeit von selbst ausgleichendem Beton (MPa)
Unbeschränkte Schwindung bei Trocknung
Die unbeschränkte Schwindung bei Trocknung der vier Mischungen ist in Tabelle 10 und in den 5, 6, 7 und 8 bis zum 90. Tag der Hydratation gezeigt. Sie wurde an prismatischen Proben (70 × 70 × 280 mm) entsprechend dem französischen Standard NFP 15.433 gemessen.
Tabelle 10: Unbeschränkte Schwindung bei Trocknung nach 90 Tagen (T = 20 °C und rel. LF = 50 %)
Wasserdurchlässigkeit
Die Wasserdurchlässigkeit der vier Betons ist in Tabelle 11 aufgeführt.
Tabelle 11: Wasserdurchlässigkeit
Die Wasserdurchlässigkeit des Betons ist auf 2·10^-12 m/s beschränkt und ermöglicht eine gute Beständigkeit.
Figuren
1. Diagramm, das die Entmischungsbeständigkeit von Beton eines ersten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
2. Diagramm, das die Entmischungsbeständigkeit von Beton eines zweiten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
3. Diagramm, das die Entmischungsbeständigkeit von Beton eines dritten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
4. Diagramm, das die Entmischungsbeständigkeit von Beton eines vierten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
5. Diagramm, das die Schwindung von Beton eines ersten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
6. Diagramm, das die Schwindung von Beton eines zweiten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
7. Diagramm, das die Schwindung von Beton eines dritten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
8. Diagramm, das die Schwindung von Beton eines vierten erfindungsgemäßen Beispiels zeigt.
9. Korngrößenverteilung von in verschiedenen Beispielen verwendetem Sand.
10. Korngrößenverteilung von in verschiedenen Beispielen verwendetem Kies.
11. Abmessungen des zur Bestimmung der Fließfähigkeit verwendeten Kegelstumpfs.
12. Abmessungen der zur Bestimmung der Entmischung verwendeten Säule.

Claims

Beton, der Zement, grobe Aggregate und veretherte Stärke mit einem maximalen Substitutionsgrad (SG_max) von mindestens 1,5 enthält.
Beton nach Anspruch 1, der Zement und veretherte Stärke mit einem molaren Substitutionsgrad von mindestens 1,2 enthält.
Beton nach Anspruch 1 oder 2, dessen veretherte Stärke in 95%igem Ethanol wenigstens teilweise löslich ist.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen SG_max mindestens 1,75 und vorzugsweise mindestens 2 beträgt.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen veretherte Stärke eine hydroxypropylierte Stärke ist.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen veretherte Stärke von einer Knollen-, Getreide- oder Wurzelstärke abgeleitet ist.
Beton nach Anspruch 5, dessen veretherte Stärke von Kartoffelstärke abgeleitet ist.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Betonverflüssiger enthält.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der gießfähig ist.
Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher Kies und/oder zermahlenes Gestein enthält.
Vorgefertigtes Betonelement, das einen Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Betonkonstruktion, die einen Beton nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Verfahren zum Anbringen eines Betons, in welchem ein Beton nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Betons nach einem der Ansprüche 1 bis 10, welches das Mischen von Zement, Wasser, Feststoffen und wenigstens einem Betonzusatzmittel, das/die eine veretherte Stärke mit einem maximalen Substitutionsgrad (SG_max) von mindestens 1,5 enthält/enthalten, umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Bauwerks oder Betonelements durch Gießen eines vorbereiteten Betons nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einen vorher festgelegten Hohlraum.
Verwendung einer veretherten Stärke mit einem SG_max von mindestens 1,5 in einem Beton, um dessen Fließfähigkeit und Beständigkeit gegen Entmischen und/oder Abstoßen von Wasser zu verbessern.