Verbesserung des elektrischen Leitwiderstandes von Formkörpern aus
Beton, insbesondere von Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Verbesserung des elektrischen Leitwiderstandes von Formkörpern
aus Beton, und zwar insbesondere von Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton.Improvement of the electrical conductivity of molded bodies
Concrete, in particular of reinforced concrete railway sleepers The invention relates to
a method for improving the electrical conductivity of molded bodies
made of concrete, in particular of reinforced concrete railway sleepers.
Bei der Herstellung von Formkörpern aus Beton sind bereits die verschiedensten
Vorschläge gemacht worden, um durch Zuschlagstoffe besonderer Art, durch eine entsprechende
Zusammensetzung der Zuschläge und durch eine Nachbehandlung des ausgeformten Betonkörpers
bestimmte Eigenschaften zu erzielen, z. B. erhöhte Festigkeit, besondere Säurebeständigkeit
u. dgl. Eine wichtige Ralle spielt in diesem Zusammenhang die Härtung des Betonkörpers
in hochgespanntem und gesättigtem Dampf, die zu einer erheblichen Festigkeitserhöhung
des Betons führt. Ferner ist es bereits bekannt, zum Herstellen von Betonmassen
von hohem elektrischem Leitwiderstand Zement und kieselsäurehaltige Stoffe zti verwenden.
Eine möglichst niedrige Korngröße der kieselsäurehaltigen Stoffe, die bis zur Beschaffenheit
eines feinstgemahlenen Mehles gehen kann, spielt für die Festigkeit des Betons eine
wesentliche Rolle. Der Widerstand gegen Ströme ist am größten bei dem höchsten Gehalt
des Betons an Magerungsstoffen oder kieselsäurehaltigen Anteilen.When it comes to the manufacture of molded bodies from concrete, there are already the most varied
Proposals have been made to get through aggregates of a special kind, through a corresponding
Composition of the aggregates and post-treatment of the molded concrete body
to achieve certain properties, e.g. B. increased strength, special acid resistance
and the like. The hardening of the concrete body plays an important role in this context
in high tension and saturated steam, which leads to a significant increase in strength
of the concrete. Furthermore, it is already known for the production of concrete masses
with high electrical resistance, use cement and substances containing silica.
The lowest possible grain size of the silicic acid-containing substances, which is up to the consistency
a very finely ground flour plays a role in the strength of the concrete
essential role. The resistance to currents is greatest at the highest salary
of the concrete in lean substances or silicic acid-containing components.
Die Erfindung bevweckt eine weitere Verbesserung des elektrischen
Leitwiderstandes von Formkörpern aus Beton, insbesondere von Eisenbahnschwellen
aus Stahlbeton. Eisenbahnschwellen aus Stahlbeton unterliegen im modernen Eisenbahnbetrieb
hinsichtlich des elektrischen Leitwiderstandes
erhöhten Anforderungen,
weil die weitgehend fortentwickelte Signaltechnik der Eisenbahn Wert darauf legt,
auch die auf den Schwellen verlegten Gleise als stromzuführende Teile verwenden
zu können. Das ist aber nur dann möglich, wenn es gelingt, durch besondere Maßnahmen
den Leitwiderstand der aus Beton bestehenden Schwellen in einem ganz wesentlichen
Umfang, verglichen mit dem elektrischen Leitwiderstand von normalem Beton, zu erhöhen.The invention aims at a further improvement in electrical engineering
Conductive resistance of molded bodies made of concrete, in particular of railway sleepers
made of reinforced concrete. Reinforced concrete railway sleepers are subject to modern railway operations
with regard to the electrical conductivity
increased requirements,
because the largely advanced signaling technology of the railways attaches great importance to
also use the tracks laid on the sleepers as live parts
to be able to. But that is only possible if it succeeds through special measures
the conductivity of the concrete sleepers in a very essential way
To increase the extent compared to the electrical resistance of normal concrete.
Durch Versuch wurde festgestellt, daß die Erhöhung des elektrischen
Leitwiderstandes durch Anwendung bestimmter, in anderem Zusammenhang und zur Erzielung
ganz anderer Wirkungen gebräuchlicher Maßnahmen, nämlich der zur Erhöhung der Festigkeit
bekannten Dampfhärtung in Verbindung mit der Art und Menge der in der Betonmischung
enthaltenen Kieselsäureträger, möglich ist.It was found through experiment that the increase in electrical
Conductive resistance through the use of certain, in other contexts and to achieve
quite different effects of common measures, namely those to increase the strength
known steam curing in connection with the type and amount of in the concrete mix
contained silica carrier, is possible.
Die Erfindung wird darin gesehen, daß der Detonmischung Kieselsäureträger,
z. B. allerfeinst gemahlenes Quarzmehl, in feinsten Körnungen, weit feiner als die
des Zementes (bei Verwendung von Portlandzement 3o bis 5o Gewichtsanteile Quarzmehl),
zugesetzt werden und daß der Beton in an sich bekannter Weise einer Behandlung mit
gespanntem und gesättigtem Dampf unterworfen wird.The invention is seen in the fact that the deton mixture contains silica carriers,
z. B. very finely ground quartz flour, in the finest grains, far finer than that
of the cement (when using Portland cement 3o to 5o parts by weight of quartz powder),
are added and that the concrete in a known manner with a treatment
is subjected to pressurized and saturated steam.
Der durch Versuch bestätigte außerordentlich hohe Leitwiderstand,
den ein auf die angegebene Art und Weise hergestellter Beton besitzt und der ein
Mehrfaches des Leitwiderstandswertes von normalem Beton betragen kann, kann folgendermaßen
erklärt werden: Bei dem auf normale Art und Weise hergestellten Beton löst ein gewisser
Wassergehalt im Beton aus dem vorhandenen Kalküberschuß Ionen heraus. Hierdurch
wird das Wasser zu einer Base und der Beton zu einem Leiter zweiter Klasse. Die
bei dem neuen Verfahren vorgeschlagenen Maßnahmen tragen dazu bei, die erwähnte
Ionisation auf ein Minimum zu beschränken, indem der Kalküberschuß durch den Zusatz
feinstverteilter Kieselsäure unter Einwirkung von gespanntem und gesättigtem Dampf
weitgehend gebunden wird. Dieser Neutralisationseffekt, dar sich aus dem Zusammenwirken
der Behandlung mit gespanntem und gesättigtem Dampf einerseits und der Hinzuführung
von feinstverteilter Kieselsäure in einer auf den Zementanteil abgestimmten Menge
andererseits ergibt, führt zu einer fast vollständigen Absättigung des Kalküberschusses
im Beton und zu einem hohen elektrischen Leitwiderstand. Der zweckmäßige Anteil
des Kieselsäureträgers, bezogen auf den Zementgehalt des normalen Betons, richtet
sich nach der Art des Kieselsäureträgers und nach der Beschaffenheit des Zementes,
insbesondere nach dem Kalkgehalt desselben. Versuche haben ergeben, daß z. B. bei
Verwendung von Portlandzement und Quarzmehl die silikatisc'hen Zuschläge 3o bis
5o Gewichtsanteile ausmachen sollen. An Stelle von Quarzmehl, das zu einem hohen
Feinheitsgrad vermahlen sein muß, können als Kieselsäureträger unter Umständen auch
Kieselgur, Wasserglas u. dgl. verwendet werden. Geschieht letzteres, so ergeben
sich gewisse Änderungen hinsichtlich der Mengen der silikatischen Zuschläge, die
z. B. bei Verwendung von Kieselgur und Portlandzement zwischen a und 2o Gewichtsprozent
betragen.The extremely high conductivity resistance confirmed by tests,
which has a concrete produced in the specified manner and the one
Can be several times the conductivity value of normal concrete, can be as follows
can be explained: In the case of concrete produced in the normal way, a certain dissolves
Water content in the concrete from the existing excess lime ions. Through this
water becomes a base and concrete becomes a second class ladder. the
Measures proposed in the new process contribute to the aforementioned
Keep ionization to a minimum by removing the excess lime by adding
Finely divided silica under the action of pressurized and saturated steam
is largely bound. This neutralization effect results from the interaction
the treatment with pressurized and saturated steam on the one hand and the addition
of finely divided silica in an amount matched to the cement content
on the other hand results in an almost complete saturation of the excess calcium
in concrete and to a high electrical conductivity. The appropriate portion
of the silica carrier, based on the cement content of normal concrete
depending on the type of silica carrier and the nature of the cement,
especially according to the lime content of the same. Experiments have shown that z. B. at
Use of Portland cement and quartz powder, the silicate additives 3o to
Should make up 5o parts by weight. Instead of quartz flour, which at a high
Fineness must be ground, can also be used as a silica carrier under certain circumstances
Kieselguhr, water glass and the like can be used. If the latter happens, then resignedly
certain changes with regard to the amounts of silicate aggregates that
z. B. when using kieselguhr and Portland cement between a and 2o weight percent
be.
Unbedingt nötig ist es, Zement und Ouarzmehl ausgiebig bis zur Erzielung
einer kolloidalen Feinheit miteinander zu vermahlen.It is absolutely necessary to use cement and oar flour extensively until it is achieved
to a colloidal fineness to grind together.
Die Korngröße des Ouarzmehles soll kleiner als q.o ,u sein. Durch
die kolloidale Vermahlung werden die Korngrößen beider Komponenten nochmals erheblich
verringert. Das Gemisch wird durch den Mahlvorgang innig miteinander verquetscht.
Unter Ausnutzung der Erwärmung und der geringen natürlichen Feuchtigkeit des Zementes
wird beim Mahlvorgang mit der Kolloidmühle beim bereits mechanisch vereinigten Mahlkorn
zusätzlich eine chemische Verbindung an der Außenfläche der Moleküle erreicht, um
damit später eine bessere Silikatisierung oder Bindung des freien Kalkes und dadurch
eine geringere Leitfähigkeit zu erreichen: Mindestens 5011& des Kieselsäureträgers
müssen nach dem Vermahlen eine Feinheit von mindestens 5 js erreichen. Die Kolloidmühle
ist bei Verwendung von Stahlmühlen oder Stahlkugeln. zu erden, um schädliche elektrische
Aufladungen des Mahlgutes zu vermeiden. Das erwärmte Mahlgut ist vor der Verwendung
zu Beton auf mindestens 2o bis 30° C erkalten zu lassen, dann aber sofort zu verarbeiten;
längere Lagerung setzt die chemische Wirkung des Kieselsäureträgergemisches herab.The grain size of the ouarz flour should be smaller than q.o, u. By
the colloidal grinding, the grain sizes of both components become again considerable
decreased. The mixture is intimately squeezed together by the grinding process.
Taking advantage of the warming and the low natural humidity of the cement
is used during the grinding process with the colloid mill when the grinding grain is already mechanically combined
In addition, a chemical compound on the outer surface of the molecules achieved in order to
with it later a better silicatization or binding of the free lime and thereby
to achieve a lower conductivity: at least 5011% of the silica carrier
must reach a fineness of at least 5 js after grinding. The colloid mill
is when using steel mills or steel balls. to ground to harmful electrical
To avoid charging of the grist. The heated grist is before use
let it cool to concrete to at least 2o to 30 ° C, but then use it immediately;
longer storage reduces the chemical effect of the silica carrier mixture.