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Verfahren zur Vergütung von Mörtel und Beton Für die Herstellung von
Mörtel und Beton sind eine Reihe in der Natur vorkomlriender mineralischer Zuschläge,
wie Traß, Bauxit, Schwerspat, Kieselgur, bekannt, welche, in kleineren oder größeren
Mengen angewandt, gewisse Materialeigenschaften in verhältnismäßig engen Grenzen
verbessern können. Andererseits sind chemische Zusätze zu Mörtel und Beton gebräuchlich,
durch welche bestimmte Materialeigenschaften, wie Wasserdichtigkeit, Festigkeit,
Abbindegeschwindigkeit, Plastizität, in verhältnismäßig viel weiterem Bereich geregelt
werden können.
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Es ist bekannt, Mörtel und Beton mit einem Zusatz von Kieselgur bis
zu io % und mehr zu versehen. Schon durch verhältnismäßig kleine Mengen Kieselgur
von etwa 1 °/o wird die Bildsamkeit des Mörtels oder Betons, insbesondere die Klebkraft,
erhöht, was für manche Verwendungszwecke «wichtig ist. Eine Erhöhung der Plastizität
im Sinne einer Wasserersparnis wird hierdurch nicht erreicht, im Gegenteil steigt
zufolge der aufsaugenden Natur der Kieselgur der Wasseranspruch. (Vgl. R. Grün,
Erfahrungen mit Spezialzementen, Ang. Chemie 49, S. 9.4 [r936], Tabelle 6). Hieraus
dürfte zu erklären sein, dar mit Kieselgur verarbeiteter Mörtel oder Beton etwas
verringerte Fertigkeiten aufweist. (Vgl. R. Grün, Der Beton, -a. Aufl., S. 1o7).
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Weiterhin ist es bekannt, die Plastizität und die Festigkeit von Mörtel
und Beton auf chemischem Wege durch den Zusatz eines löslichen Ligninderivates,
etwa einer Ligninsulfos.äure bzw. deren Salz, zu verbessern.
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Der Weg, Mörtel und Beton- durch zielbewußtes Aufsuchen und Anwenden
bestimmter Kombinationen von mineralischem Zuschlag und chemisch wirkendem Zusatzmittel
zu verbessern, ist bisher noch nicht beschritten worden. Soweit in der Praxis einem
mit mineralischen Zuschlägen versehenen Mörtel oder Beton zusätzlich chemische Mittel
zugefügt wurden, erfolgte die Auswahl der erstgenannten Stoffe ohne näheren Zusammenhang
mit der Art der anzuwendenden chemischen Zusätze. Eine andere Handhabung
war
nach dem Stande der Technik bzw. der Erkenntnis nicht möglich, da Wechselwirkungen
günstiger Art zwischen so verschiedenen Kategorien von Mörtel- und Betonzusätzen
bisher weder in irgendeinem Fall bekanntgeworden sind, noch von theoretischen Gesichtspunkten
aus begründet werden könnten. Man kann schlechthin von der gleichzeitigen Anwendung
mineralischer Zuschläge einerseits, chemischer Verbesserungsmittel andererseits
günstigstenfalls additive Wirkungen erwarten.
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Insofern vermittelt die vorliegende Erfindung eine grundsätzlich neue
Lehre, welche, zunächst nur einen offenbar sehr seltenen Einzelfall darstellend,
doch für die Weiterentwicklung der Mörtel- und Betontechnik eine aussichtsreiche
Arbeitsrichtung erschließen kann.
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Es wurde gefunden, daß bei kombinierter Anwendung von Kieselgur und
wasserlöslichein Ligninderivat eine außerordentliche Gütesteigerung von Mörtel und
Beton erzielt wird, die weit über das aus den bekannten Einzelwirkungen von Kieselgur
und Ligninderivat zu erwartende --#\Iaß hinausgeht. Der überraschende Befund wird
durch die folgende Versuchstabelle veranschaulicht:
| Benutztes Gemisch: Zement/Kiessand z : 5 |
| Druckfestigkeit Wasserdurchgang |
| Mörtelart Wasseranspruch 5 |
| für gleiche Steife in 0'o nach 2S Tagen bei 7 at Druck inner- |
| (Zusätze auf Zement berechnet) der trocknen Stoffe halb ad.
Stunden |
| kg'cm2 in g/Std. |
| 1. Ohne Zusatz . . . . . . . . . . . . . . 12,6 352 3,2 |
| a. 1,5 % Gur . . . . . . . . . . . . . . . . 12,8 342 2,6 |
| (1,5°/o Zunahme) |
| 3. 0,21)1', Ligninsulfosaures Na- |
| 1,3 |
| trium .. . . . . . . .. .. . . .. . . 12,0 374 |
| (6(1/, Ersparnis) |
| 4. 1,5°/o Gtir, o,2°;, Ligninsulfo- |
| 0,3 |
| saures Natrium . . .. . . . . . 11,5 440 |
| (1o °/o Ersparnis) |
Hiernach bewirkt Kieselgur, was sich mit den bekannten Befunden deckt, leine Wasserersparnis,
vielmehr eine Vergrößerung des normalen Wasseranspruches um etwa i, 5 0'o auf diesen
bezogen. Ligninsulfosaures Natrium bewirkt
60/, Wasserersparnis. Die gleichen
Mengen Kieselgur und ligninsulfosaures Natrium, die nach erfahrungsgemäßer Erwartung
eine Wasserersparnis von 4,5 °/o ergeben müßten, liefern aber eine solche von 1o°/"
also mehr als das Doppelte, und diese überaus überraschende Wirkung wird durch Mitverwendung
eines im übrigen nicht ausgesprochen mörtel- bz*. betongünstigen Bestandteils erzielt.
Weiter ergibt sich eine sehr beträchtliche Festigkeitszunahme von etwa 30 °% und
schließlich eine außerordentlich gesteigerte Wasserundurchlässigkeit. Letztere kann
in ihrem Ausmaß zahlenmäßig aus der Gegenüberstellung mit den durch die einzelnen
Verfahrungsstoffe erzielten Wasserdichtigkeiten nicht richtig gewürdigt werden;
vielmehr muß dazu berücksichtigt werden, <laß die Erzielung völliger oder annähernd
völliger Dichtigkeit bei dem verhältnismäßig hohen Druck von 7 at überaus schwierig
und an sich weder mit noch so reichlich bemessenen Einzelzusätzen noch mit deren
Kombination zu erwarten war. Wird an Stelle von Kieselgur ein anderer mineralischer
Zuschlagstoff, z. B. Bauxit bzw. Aluminiumoxyd, mit dem Ligninderivat kombiniert
und unter gleichen Bedingungen verarbeitet, so zeigt sich Erhöhung des Wasseranspruches,
geringfügige Festigkeitszunahme und gleichbleibende Wasserdurchlässigkeit gegenüber
alleiniger Verwendung des Ligninderiv ates; die Ergebnisse folgen der additiven
Rechnung.
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Zii den in außerordentlich überraschender Weise verbesserten erwähnten
Eigenschaften der mit dem kombinierten Mittel hergestellten Baustoffe kommen noch
weitere wichtige Vorteile. Nach diesem Verfahren erzielter Mörtel und Beton besitzt
hohe Bildsamkeit und Klebkraft, die Schlammbildung auf den Oberflächen ist stark
vermindert, die Haftfestigkeit an Eisen sehr gesteigert. Die Verarbeitungsmöglichkeiten
von Mörtel und Beton «-erden durch die vereinigt zugesetzten Stoffe mithin ini ganzen
sehr verbessert.
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Das Vergütungsmittel wird den Mörtel-und Betonstoffen vor oder bei
deren Verarbeitung, gegebenenfalls schon bei der Klitikermahlung, getrennt oder
gemischt zugeführt. Für die gewöhnliche Praxis kommen Kieselgurrnengen von o,5 bis
io °,lo, Ligninderivatniengen von o,05 °;@", bis i auf Zement
berechnet,
in Betracht. - Doch können für spe-' zielte Anwendungsfälle insbesondere die Kieselgurmengen
noch erheblich größer gewählt «-erden.
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:Als Kieselgur, die im übrigen von roher. ereinigter oder kalzinierter
Beschaffenheit sein kann, wird vorteilhaft ein möglichst feines, evtl. gemahlenes
Erzeugnis benutzt. als Ligninkomponente außer Ligninsulfosäure bzw. deren Salzen
die Alkalilignine, Phenollignine oder sonstige wasserlösliche L igninderivate bzw.
-substitutionsprodukte. Selbstverständlich kann das Ligninderiv at auch in gelöster
Form, etwa als gereinigte Zellstoffablauge in Anwendung kommen. Die Verfahrensstoffe
stehen im Inland billig und reichlich zur Verfügung.
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Neben dem neuen Vergütungsmittel können sonstige bekannte Zuschläge
und chemische Mittel, insbesondere bekannte Abbindebeschleuniger oder -verzögerer,
Härtemittel, Füllmittel, Farbstoffe u. dgl., Anwendung finden.