Luftporenbildner für zementöse Systeme
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft Luftporenbildner für zementöse Systeme.
Stand der Technik
Zementöse Systeme, wie Beton und Mörtel, müssen belüftet werden, um
beispielsweise die Bearbeitbarkeit zu verbessern oder um eine ausreichende
Frosttausalz-Beständigkeit zu erreichen. Dies erfolgt üblicherweise durch die
Einarbeitung eines luftporenbildenden Mittels in die flüssige Mischung. Der Vorgang des Vermischens des zementösen Systems führt zur Bildung von Luftporen im Bereich von 10-250pm, die durch Zugabe des luftporenbildenden Mittels stabilisiert werden. Insbesondere frosttausalzbeständige Systeme müssen ausreichend Luftporen im
Bereich von etwa 10-250 μιτι besitzen. Ansonsten verfügt das zementöse System über zu wenig Ausdehnungsraum für die sich bei Abkühlung unter 0°C bildenden
Eiskristalle, was zu Abplatzungen bis hin zur Zerstörung des Systems führen kann. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Luftporenbildner bekannt,
beispielsweise verschiedene kationische, anionische und nichtionische Tenside oder auch Tallöl (siehe beispielsweise WO 95/26936, CH 689619 und DE 195 28 912). Die bekannten Luftporenbildner weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, wie beispielsweise ein Aufschäumen über die Zeit, ein Entschäumen über die Zeit, insbesondere auch innerhalb der ersten Minuten nach dem Mischen, eine Veränderung der Luftporenstruktur über die Zeit, unterschiedliche Empfindlichkeiten bzw. schlechte Verträglichkeiten gegenüber Verflüssigern, anderen Betonzusatzmitteln und anderen Bindemitteln, wie Flugasche und Schlacke, sowie einen unterschiedlichen Luftgehalt je nach Mischdauer und Mischtyp.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden. Es sollen neue Luftporenbildner zur Verfügung gestellt werden, die besondere und vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere sollen
Luftporenbildner bereitgestellt werden, die die Einführung eines konstanten
Luftporengehaltes ermöglichen. Ferner sollen stabile Luftporen erhalten werden. Es wäre auch wünschenswert, einen Luftporen bildner zur Verfügung zu stellen, der keine Abhängigkeit vom Einsatz unterschiedlicher Sieblinien, vom Einsatz unterschiedlicher Verflüssiger (Fliessmittel),vom Einsatz unterschiedlicher Mischertypen, vom Einsatz unterschiedlicher Zuschläge und vom Einsatz unterschiedlicher
Bindemittelzusammensetzungen zeigt. Obige Aufgabe wird durch ein luftporenbildendes Mittel gelöst, das mindestens einen Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung, mindestens einen Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung und Wasser enthält. Kern der Erfindung ist demnach ein luftporenbildendes Mittel, welches zumindest zwei verschiedene luftporeneinführende Substanzen enthält, die sich beim Mischen hinsichtlich der Schäumung gegenteilig verhalten.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen
luftporenbildenden Mittels zur Ausbildung von Luftporen in zementösen Systemen. Weg zur Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein luftporenbildendes Mittel, welches mindestens einen Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung, mindestens einen
Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung und Wasser enthält.
Unter aufschäumend wird hier verstanden, dass es innerhalb von 40 Minuten nach Beendigung des Misch prozesses zu einer Erhöhung des Luftgehaltes kommt. Unter entschäumend wird verstanden, dass innerhalb von 40 Minuten nach Beendigung des Mischprozesses der Luftgehalt vermindert (jeweils gemessen nach DIN EN 1015-7).
Ein Aufschäumen führt also zu einer Erhöhung der Lufteinführung beim Mischen, d.h. die Stabilität wird erhöht, während ein Entschäumen die Lufteinführung vermindert, d.h. es kommt zu einer Destabilisierung der Luftporen. Diese Kombination von unterschiedlich wirkenden Luftporenbildnern führt zu einem adaptiven universell einsetzbaren luftporenbildenden Mittel. Bei der Kombination der luftporenbildenden Substanzen ist es wichtig, darauf zu achten, dass bezüglich des Aufschäumens oder Entschäumens nicht neutral verhaltende Luftporenbildner eingesetzt werden, sondern dass Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung und Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung derart kombiniert werden, dass insgesamt ein neutrales Verhalten resultiert.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels führt insbesondere zu einer robusteren Lufteinführung und zu stabileren Luftporen. Vor allem ist es durch den Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels auch möglich, die Abhängigkeit der Luftporenmenge und der Luftporengröße von der Zement- bzw. Mörtelart, von der Gesteinskörnung und Kornzusammensetzung, vom Mischertyp, von der Mischerdauer von der Temperatur und von der Mischintensität zu minimieren bzw. auszuschalten. Auch die Abhängigkeit von weiteren eingesetzten Stoffen, wie beispielsweise dem Bindemittel und dem Fliessmittel, kann mit Hilfe des
erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels drastisch reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform heben sich die Wirkung des mindestens einen Luftporenbildners mit aufschäumender Wirkung und die Wirkung des mindestens einen Luftporenbildners mit entschäumender Wirkung gegenseitig auf. Unter gegenseitig aufheben wird hier verstanden, dass sich der Luftgehalt innerhalb von 40 Minuten nach Beendigung des Mischprozesses um nicht mehr als 20 % (relativ) des ursprünglichen Luftgehaltes ändert (gemessen nach DIN EN 1015-7). Es ist besonders bevorzugt, dass sich der Luftgehalt um nicht mehr als 10 % (relativ) des
ursprünglichen Luftgehaltes, ganz besonders bevorzugt um nicht mehr als 5 %
(relativ) des ursprünglichen Luftgehaltes, ändert.
Hinsichtlich des Luftporenbildners mit aufschäumender Wirkung und des
Luftporenbildners mit entschäumender Wirkung wird zunächst darauf hingewiesen, dass, in Abhängigkeit von dem eingesetzten zementösen System, der gleiche Stoff sowohl als Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung als auch als
Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung herangezogen werden kann. Das bedeutet, dass der gleiche Stoff in einem System als Luftporenbildner mit
aufschäumender Wirkung und in einem anderen System als Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung eingesetzt werden kann. Natürlich kann der gleiche Stoff in einem gleichen System nur eine der zwei möglichen Wirkungen aufweisen.
An sich kann im erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittel als Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung jeder bekannte Luftporenbildner eingesetzt werden. Es ist jedoch von Vorteil, wenn es sich bei diesem um Tallöl, ein anionisches Tensid und/oder Fettsäuren handelt. Insbesondere ist der Einsatz von destilliertem Tallöl bevorzugt. Dieses hat den Vorteil, dass es eine besonders definierte und stabile Zusammensetzung aufweist. Besonders bevorzugt ist der Einsatz einer
Fettsäurefraktion von destilliertem Tallöl. Ganz besonders geeignet ist die
Verwendung von destilliertem Tallöl in Form von Sylvatal 25/30, welches kommerziell bei Chemische Fabrik Schweizerhall erhältlich ist. Vorzugsweise können als
Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung auch Fettalkoholsulfate, insbesondere anionische Fettal koholsulfate, Aminosäurederivate, insbesondere anionische
Aminosäurederivate, beispielsweise Sarcosinate, Olefinsulfonate, insbesondere anionische Olefinsulfonate, Sulfosuccinamate, insbesondere anionische
Sulfosuccinamate, eingesetzt werden.
Darüber hinaus können als Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung Phosphate, insbesondere anionische Phosphate, amphotere Verbindungen, beispielsweise Cocamidopropylbetaine, Alkylphenolethoxylate, insbesondere nicht-ionische
Alkylphenolethoxylate, Amidethoxylate, insbesondere nicht-ionische Amidethoxylate, Aminethoxylate, insbesondere nicht-ionische Aminethoxylate, eingesetzt werden.
Insbesondere enthält der Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung wenigstens eine ungesättigte Fettsäure, bevorzugt wenigstens eine mehrfach ungesättigte Fettsäure. Vorteilhaft sind auch Mischungen enthaltend mehrere unterschiedliche
Fettsäuren, insbesondere Mischungen aus wenigstens einer einfach ungesättigten Fettsäure und wenigstens einer mehrfach ungesättigten Fettsäure. Beispielsweise sind Mischungen enthaltend Linolsäure und Oleinsäure, gegebenenfalls mit Harzsäuren, geeignet. Bevorzugt stammen die Fettsäuren dabei aus Tallöl und/oder destilliertem Tallöl.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße
luftporenbildende Mittel zwei Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung. Dies führt zu dem Vorteil, dass die Sensitivität auf Zuschläge, Zusatzmittel und andere Einflüsse reduziert wird.
Werden zwei Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung im erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittel eingesetzt, dann ist es von Vorteil, wenn neben Tallöl, vorzugsweise destilliertem Tallöl, ein Tensid, vorzugsweise ein anionisches Tensid, insbesondere ein Laurylethersulfat, eingesetzt wird. Der Einsatz dieser Kombination weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass die Sensitivität auf Zuschläge, Zusatzmittel und andere Einflüsse reduziert wird
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung ein Tensid, vorzugsweise ein anionisches Tensid, und besonders bevorzugt ein basisch anionisches Tensid, eingesetzt. Es versteht sich von selbst, dass, wenn der Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung beispielsweise ein anionisches Tensid ist, dieses in einem gegebenen zementösen System nicht gleichzeitig ein
Luftporenbildner mit aufschäumender Wirkung sein kann. Vorzugsweise können als Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung auch Fettalkoholethersulfate, insbesondere anionische Fettalkoholethersulfate, Alkoholethoxylate, insbesondere nicht-ionische Alkoholethoxylate, eingesetzt werden.
Darüber hinaus können als Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung Phosphate, insbesondere anionische Phosphate, amphotere Verbindungen, beispielsweise Cocamidopropylbetaine, Alkylphenolethoxylate, insbesondere nicht-ionische
Alkylphenolethoxylate, Amidethoxylate, insbesondere nicht-ionische Amidethoxylate, Aminethoxylate, insbesondere nicht-ionische Aminethoxylate, eingesetzt werden.
Das Verhältnis des mindestens einen Luftporenbildners mit aufschäumender Wirkung zu dem mindestens einen Luftporenbildner mit entschäumender Wirkung im erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittel ist prinzipiell variabel und hängt von den eingesetzten Materialien und Apparaturen ab. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn dieses Verhältnis 10:90 bis 90: 10, vorzugsweise 30:70 bis 70:30, beträgt. Das Verhältnis wird vorzugsweise derart gewählt, dass eine Verwendung des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels mit Schlacke und/oder Flugasche möglich ist und dass der negative Einfluss von Kohlenstoffpartikeln maskiert wird. Letzteres vermindert die Empfindlichkeit der Luftporen gegenüber Kohlenstoff.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße luftporenbildende Mittel eine Substanz zur Erhöhung der Löslichkeit, bevorzugt einen Stabilisator, einen Komplexbildner, ganz besonders bevorzugt Nitrilotriessigsäure, einen Lösungsvermittler oder eine pH-Wert modifizierende Substanz, besonders bevorzugt eine Lauge und ganz besonders bevorzugt Natronlauge. Der Einsatz der Lauge dient zur Stabilisierung des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße
luftporenbildende Mittel ein Konservierungsmittel. An und für sich kann jedes bekannte Konservierungsmittel eingesetzt werden, der Einsatz von Formaldehyd abspaltenden Konservierungsmitteln ist jedoch besonders bevorzugt.
Besonders bevorzugt ist ein luftporenbildendes Mittel, welches 0,02 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 6 Gew.-%, des mindestens einen Luftporenbildners mit aufschäumender Wirkung, 0,02 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 6 Gew.-%, des mindestens einen Luftporenbildners mit entschäumender Wirkung, 80 bis 99,9 Gew.- % Wasser, wahlweise 0,02 bis 2,5 Gew.-% Lauge, und wahlweise 0,01 bis 0,5 Gew.- % Konservierungsmittel enthält. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße luftporenbildende Mittel 0,02 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 5,0 Gew.-%, des mindestens einen luftporenbildenden Mittels mit aufschäumender Wirkung, 0,02 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 5,0 Gew.-%, des mindestens einen
luftporenbildenden Mittels mit entschäumender Wirkung, 80 bis 99,9 Gew.-% Wasser,
wahlweise 0,05 bis 1,0 Gew.-% Lauge und wahlweise 0,01 bis 0,5 Gew.-%
Konservierungsmittel. Ein derartiges Mittel weist den zusätzlichen Vorteil einer geringen Empfindlichkeit auf die Sieblinie und/oder den Mischertyp bei der
Lufteinführung auf.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels zur Ausbildung von Luftporen in zementösen Systemen, vorzugsweise in Beton- und Mörtelmischungen. Das erfindungsgemäße luftporenbildende Mittel kann in allen bekannten zementösen Systemen zur Ausbildung von Luftporen eingesetzt werden. Vorzugsweise handelt es sich bei den zementösen Systemen um Beton- oder Mörtelmischungen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels zur Ausbildung von Luftporen in zementösen Systemen, vorzugsweise in Beton- und Mörtelmischungen.
Unter einem zementösen System wird hier ein System verstanden, das ein
zementöses Bindemittel enthält. Unter einem zementösen Bindemittel wird vorliegend insbesondere ein Bindemittel oder eine Bindemittelzusammensetzung mit einem Anteil von wenigstens 5 Gew.-%, insbesondere wenigstens 20 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 35 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt wenigstens 65 Gew.-%,
Zementklinker verstanden. Der Zementklinker ist bevorzugt ein Portlandzementklinker. Mit Zementklinker ist im vorliegenden Zusammenhang insbesondere gemahlener Zementklinker gemeint.
Insbesondere enthält das mineralische Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel, bevorzugt Zement. Besonders bevorzugt ist ein Zement mit einem Zementklinkeranteil von > 35 Gew.-%. Insbesondere ist der Zement vom Typ CEM I, CEM II und/oder CEM IIIA (gemäß Norm EN 197-1). Der Anteil des hydraulischen Bindemittels am gesamten mineralischen Bindemittel beträgt vorteilhafterweise wenigstens 5 Gew.-%, insbesondere wenigstens 20 Gew.-%, bevorzugt wenigstens 35 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt wenigstens 65 Gew.-%. Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform besteht das mineralische Bindemittel zu > 95 Gew.-% aus hydraulischem Bindemittel, insbesondere aus Zementklinker.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn das Bindemittel andere Bindemittel enthält oder daraus besteht. Dies sind insbesondere latent hydraulische Bindemittel und/oder puzzolanische Bindemittel. Geeignete latent hydraulische und/oder puzzolanische Bindemittel sind z.B. Schlacke, Flugasche und/oder Silicastaub. Ebenso kann das Bindemittel inerte Stoffe wie z.B. Kalkstein, Quarzmehle und/oder Pigmente enthalten. In einer vorteilhaften Ausführungsform enthält das mineralische Bindemittel 5 - 95 Gew.-%, insbesondere 5 - 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 - 35 Gew.-%, latent hydraulische und/oder puzzolanische Bindemittel. Vorteilhafte latent hydraulische und/oder puzzolanische Bindemittel sind Schlacke und/oder Flugasche. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das mineralische Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement oder Zementklinker, und ein latent hydraulisches und/oder puzzolanisches Bindemittel, bevorzugt Schlacke und/oder Flugasche. Der Anteil des latent hydraulisches und/oder puzzolanisches Bindemittel beträgt dabei besonders bevorzugt 5 - 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 - 35 Gew.-%, während wenigstens 35 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 65 Gew.-%, des hydraulischen Bindemittels vorliegen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein "mineralisches Bindemittel" auch als eine "mineralische Bindemittelzusammensetzung" betrachtet. Entsprechendes gilt auch für den Ausdruck zementöse Bindemittel.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die zementösen Systeme, vorzugsweise die Beton- und Mörtelmischungen, einen Verflüssiger. Als Verflüssiger können beispielsweise Polycarboxylatether, Vinylcopolymere, Melamin- oder
Naphthalin-Formaldehyd-Kondensate, Ligninsulfonate oder Carbohydrate eingesetzt werden, wobei der Einsatz von Polycarboxylatether haltigen Fliessmitteln besonders bevorzugt ist, da mit den Polycarboxylatether haltigen Fliessmitteln eine höhere Wasserreduktion erreicht werden kann. Polycarboxylatether sind gemäß der vorliegenden Erfindung nicht als Luftporenbildner geeignet bzw. anzusehen. Der
Verflüssiger wird vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, besonders bevorzugt in einer Menge von 0,6 bis 1,2 Gew.-%, eingesetzt.
Das Wasser/Zement-Verhältnis im zementösen System, in welches das
erfindungsgemäße luftporenbildende Mittel zur Ausbildung von Luftporen eingebracht wird, beträgt vorzugsweise 0,2 bis 0,8, und besonders bevorzugt 0,4 bis 0,7.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße luftporenbildende Mittel in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf den Bindemittelgehalt des zementösen Systems, eingesetzt.
Ausführungsbeispiele
1. Herstellung des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels:
Es wurden zwei luftporenbildende Mittel (LM 1 und LM 2) gemäß Tabelle 1 hergestellt. Dabei wurden Wassers vorgelegt, dann wurde Sylvatal 25/30, Rewopol TS 35 H zugegeben und es wurde gemischt. Anschließend wurde Natronlauge zugegeben und erneut gemischt. Abschließend wurdenTexapon NSO ca. 28%, Grotan TK 5 PLUS, und je nach Formulierung Nitrilotriessigsäure zugegeben und nochmals gemischt.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der luftporenbildenden Mittel (LM 1 und LM 2) in Gew.- %, bezogen auf das Gesamtgewicht des luftporenbildenden Mittels
Sylvatal 25/30 ist destilliertes Tallöl (erhältlich bei Chemische Fabrik Schweizerhall) Rewopol TS 35 H ist ein anionisches Tensid (erhältlich bei Goldschmidt GmbH) Texapon NSO ist ein Natrium-Laurylethersulfat (erhältlich bei Cognis GmbH) Grotan TK 5 PLUS ist ein Konservierungsmittel (erhältlich bei THOR GmbH)
Nitrilotriessigsäure ist ein Komplexbildner (erhältlich bei BASF)
2. Mörtel- und Betonversuche
Es wurden folgende Mischungen (Sieblinien) hergestellt:
Standardmörtel:
750 g Zement (1 : 1 : 1 Mischung aus Normo4 Holcim Schweiz, CEM I 42,5N Jura
Cement Schweiz, CEM I 42,5N Vigier Schweiz)
141 g Kalksteinfilier (Nekafill, Tetstal AG, Schweiz)
738 g 0-1 mm Sand (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
1107 g 1-4 mm Kies (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
1154 g 4-8 mm Kies (Sakret AG, Schweiz)
Herstellungsvariante A: Der Sand, der Kies, der Filier und der Zement wurden 1 Minute in einem Zwangsmischer (Hobart A200N) gemischt. Der Verflüssiger und der bzw. die luftporenbildenden Mittel wurden ins Anmachwasser gegeben und dieses wurde dem Sand, Kies, Filier und Zement unter Mischen innerhalb von 3 Minuten zugegeben. Der Wasser/Zement-Gehalt (w/c-Wert) lag zwischen 0,42 und 0,70. Herstellungsvariante B: Der Sand, der Kies, der Filier und der Zement wurden 1 Minute in einem Fallmischer (50 kg DEMA Betonmischer GBM 50) gemischt. Der Verflüssiger und der bzw. die luftporenbildenden Mittel wurden ins Anmachwasser gegeben und dieses wurde dem Sand, Kies, Filier und Zement unter Mischen innerhalb von 3 Minuten zugegeben. Der Wasser/Zement-Gehalt (w/c-Wert) lag zwischen 0,42 und 0,44.
SCC (selbstverdichtender Beton):
820 g Zement (1 : 1 : 1 Mischung aus Normo4 Holcim Schweiz, CEM I 42,5N Jura Cement Schweiz, CEM I 42,5N Vigier Schweiz)
80 g Flugasche (Saffament, Safa Saarfilterasche-Vertriebs-GmbH & Co. KG
Deutschland)
1300 g Kalksteinfilier (Nekafill, Tetstal AG, Schweiz)
1450 g 0-1 mm Sand (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
1800 g 1-4 mm Kies (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
Herstellung: Der Sand, der Kies, der Filier und der Zement wurden 1 Minute in einem Zwangsmischer (Hobart A200) gemischt. Der Verflüssiger und der bzw. die
luftporenbildenden Mittel wurden ins Anmachwasser gegeben und dieses wurde dem Sand, Kies, Filier und Zement unter Mischen innerhalb von 3 Minuten zugegeben. Der Wasser/Zement-Gehalt (w/c-Wert) lag zwischen 0,42 und 0,70.
Beton:
7,5 kg Zement (1: 1 : 1 Mischung aus Normo4 Holcim Schweiz, CEM I 42,5N Jura
Cement Schweiz, CEM I 42,5N Vigier Schweiz)
2,0 kg Kalksteinfiller (Nekafill, Tetstal AG, Schweiz)
7,0 kg 0-1 mm Sand (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
10,5 kg 1-4 mm Kies (Kieswerk Hauser AG, Schweiz)
7,5 kg 4-8 mm Kies (Sakret AG, Schweiz)
7,5 kg 8-16 mm Kies (Sakret AG, Schweiz)
15,0 kg 16-32 mm Kies (Sakret AG, Schweiz)
Herstellungsvariante A: Der Sand, der Kies, der Filier und der Zement wurden 30 Sekunden in einem Zwangsmischer (Zyklos) gemischt. Der Verflüssiger und der bzw. die luftporenbildenden Mittel wurden ins Anmachwasser gegeben und dieses wurde dem Sand, Kies, Filier und Zement unter Mischen innerhalb von 3 Minuten zugegeben. Der Wasser/Zement-Gehalt (w/c-Wert) lag zwischen 0,45.
Herstellungsvariante B: Der Sand, der Kies, der Filier und der Zement wurden 30 Sekunden in einem Zwangsmischer (Zyklos) gemischt. Der Verflüssiger und der bzw. die luftporenbildenden Mittel wurden ins Anmachwasser gegeben und dieses wurde dem Sand, Kies, Filier und Zement unter Mischen innerhalb von 3 Minuten zugegeben. Der Wasser/Zement-Gehalt (w/c-Wert) lag zwischen 0,45. In den folgenden Beispielen wurden das Ausbreitmaß (ABM) in mm nach 40 bzw. 60 Minuten [min] gemäß DIN EN 1015-3, der Luftgehalt in % gemäß DIN EN 1015-7 und die Abstandsfaktoren (AF) in mm sowie die spezifische Oberfläche (SPO) in mm"1 gemäß DIN EN 480-11 bestimmt. Ein Ausbreitmaß (ABM) von 160 mm oder mehr für den Standardmörtel bzw. ein Fließmaß (slump-flow) für SCC sowie ein Ausbreitmaß
von 40 cm oder mehr für Beton zeigen eine gute Verarbeitbarkeit an. Ein Abstandsfaktor von kleiner 0,25 mm sowie eine spezifische Oberfläche von größer 25 mm"1 weisen auf eine sehr gute Frosttausalz-Beständigkeit hin.
5 3. Beispiele
Im Folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt.
10 3.1. Das Aufbreitmaß und der Luftgehalt von Standardmörtel (hergestellt nach
Herstellungsvariante A) mit drei verschiedenen Luftporenbildner und einem
Polycarboxylatether als Verflüssiger wurden bestimmt (Fallmischer). Die Ergebnisse sind Tabelle 2 zu entnehmen und zeigen, dass der Einsatz von Texapon NSO CA und Sylvatal 25/40 zu einem Aufschäumen führt, während der Einsatz von Rewopol TS 35
15 H zu einem leichten Entschäumen führt. Die in Tabelle 2 aufgeführten Beispiele sind nicht erfindungsgemäß.
Tabelle 2:
Sika ViscoCrete 20HE ist ein Polycarboxylatether (erhältlich bei Sika Schweiz AG).
3.2. Das Ausbreitmaß und der Luftgehalt von verschiedenen Sieblinien (Standardmörtel hergestellt nach Herstellungsvariante A) mit dem erfindungsgemäßen Luftporenbildner LM 1 und einem Polycarboxylatether als Verflüssiger wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind Tabelle 3 zu entnehmen und zeigen, dass der Einsatz 5 des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels LM 1 selbst bei Änderung der Sieblinie kaum einen Einfluss auf den Luftgehalt und die Luftporenqualität hat.
Tabelle 3:
0 Sika ViscoCrete 3010S ist ein Polycarboxylatether (erhältlich bei Sika Schweiz AG)
* slump-flow
3.3. Das Ausbreitmaß und der Luftgehalt von Standardmörtel (hergestellt nach Herstellungsvariante B) mit verschiedenen Luftporenbildner und einem
5 Polycarboxylatether als Verflüssiger wurden bestimmt (Fallmischer). Die Ergebnisse sind Tabelle 4 zu entnehmen und zeigen, dass sich der Luftgehalt bei Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels kaum verändert, während der Einsatz von bekannten Luftporenbildnern, die sämtlich 1-Komponenten-Systeme darstellen, zu einem Aufschäumen führt.
0
Tabelle 4:
a) keine Luftporenbildner (Kontrolle)
b) LM 1 = erfindungsgemäß
c) - e) Bekannte Luftporenbildner (1-Komponenten-Systeme); nicht erfindungsgemäß:
c) SikaFroV-5A = (erhältlich bei Sika Schweiz AG)
d) Sika Aer S-60 = (erhältlich bei Sika Schweiz AG)
e) Micro Air G = (erhältlich bei der BASF)
3.4. Das Ausbreitmaß und der Luftgehalt von Standardmörtel (hergestellt nach Herstellungsvariante B) mit verschiedenen Luftporenbildner und einem
Polycarboxylatether als Verflüssiger wurden bestimmt (Fallmischer, langsam drehend). Die Ergebnisse sind Tabelle 5 zu entnehmen und zeigen wiederum, dass sich der Luftgehalt bei Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels kaum verändert, während der Einsatz von bekannten Luftporenbildnern, die sämtlich 1- Komponenten-Systeme darstellen, zu einem Aufschäumen führt.
Tabelle 5:
3.5. Das Ausbreitmaß, der Luftgehalt, die spezifische Oberfläche und der
5 Abstandsfaktor von Standardmörtel (hergestellt nach Herstellungsvariante A) mit verschiedenen Luftporenbildnern und einem Polycarboxylatether als Verflüssiger wurden bestimmt (Mischer Horbart A200N). Die Ergebnisse sind Tabelle 6 zu entnehmen und zeigen, dass sich der Luftgehalt bei Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels kaum verändert, während der Einsatz von bekannten 0 Luftporenbildnern, die sämtlich 1-Komponenten-Systeme darstellen, zu einem
Aufschäumen führt. Die Werte für die spezifische Oberfläche (SPO) und die
Abstandsfaktoren (AF) zeigen, dass bei Einsatz des erfindungsgemäßen
Luftporenbildners der Mörtel bzw. Beton eine gute Frosttausalz-Beständigkeit aufweist.
Tabelle 6:
3.6. Das Ausbreitmaß und der Luftgehalt von verschiedenen Sieblinien mit dem erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittel LM 1 und einem Poiycarboxylatether als Verflüssiger wurden unter Einsatz verschiedener Mischertypen bestimmt. Die
Ergebnisse sind Tabelle 7 zu entnehmen und zeigen, dass bei Einsatz des
erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels unterschiedliche Sieblinien sowie unterschiedliche Mischertypen die Qualität der Lufteinführung nicht beeinflussen.
Tabelle 7:
1: Hergestellt nach Herstellungsvariante B
2: Hergestellt nach Herstellungsvariante A
3: Hergestellt nach Herstellungsvariante B
4: Hergestellt nach Herstellungsvariante A
3.7. Der Einfluss des Fliessmittels auf das Aufbreitmaß und den Luftgehalt von Standardmörtel (hergestellt nach Herstellungsvariante B) mit verschiedenen
Luftporenbildnern wurde bestimmt (50 kg Fallmischer "Stabilo Betonmischer 6BM50").
Die Ergebnisse sind Tabelle 8 zu entnehmen und zeigen, dass bei Einsatz des erfindungsgemäßen luftporenbildenden Mittels der Luftgehalt nahezu konstant bleibt, während der Einsatz von bekannten Luftporenbildnern, die sämtlich 1-Komponenten- Systeme darstellen, zu einem Auf- bzw. Abschäumen führt.
Tabelle 8:
Sika ViscoCrete 20HE ist ein Polycarboxylatether (erhältlich bei Sika Schweiz AG).
Sika Aer S-30 = (erhältlich bei Sika Schweiz AG)
Sika Aer S-60 = (erhältlich bei Sika Schweiz AG)