EP4305002A1 - Light-weight concrete mix - Google Patents

Light-weight concrete mix

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EP4305002A1
EP4305002A1 EP22708271.6A EP22708271A EP4305002A1 EP 4305002 A1 EP4305002 A1 EP 4305002A1 EP 22708271 A EP22708271 A EP 22708271A EP 4305002 A1 EP4305002 A1 EP 4305002A1
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EP
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cement
additives
lightweight concrete
perlite
proportion
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Application number
EP22708271.6A
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Inventor
Andreas WOLFTHALER
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Individual
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
    • C04B14/18—Perlite
    • C04B14/185—Perlite expanded
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a lightweight concrete mix containing vitrified, closed-cell, expanded perlite, cement and additives.
  • vitrified, closed-cell spheres made of expanded silica sand or expanded perlite.
  • vitrified, closed-cell spheres with a grain diameter of 0.2 to 2 mm are mixed homogeneously with a volume proportion of up to 95%, for example with cement, hydraulic lime as a softening binder, cellulose as an additive, air-entraining agent and chemical additives such as liquefiers or accelerators in order to to obtain a mortar mixture with a density of only 260 to 350 kg/m 3 .
  • the invention is therefore based on the object of specifying a lightweight concrete mixture which has a high compressive strength with a comparatively low bulk density and thus a low thermal conductivity.
  • the invention solves the problem in that the mixture contains 35 to 550 kg/m 3 vitrified, closed-cell, expanded perlite with a grain size D90 ⁇ 2 mm, 100 to 950 kg/m 3 cement, 5 up to 850 kg/m 3 of additives with a grain size D90 ⁇ 150 ⁇ m and up to 25 kg/m 3 of superplasticizer, with the sum of the proportions of cement and additives not exceeding 1350 kg/m 3 and the total sum of the proportions of cement, additives and vitrified perlite must not exceed 1550 kg/m 3 .
  • the vitrified, closed-cell, expanded perlite brings with it the advantageous prerequisites for the production of lightweight concrete, namely a comparatively high level of mechanical stability at a low density.
  • the mechanical stability of the perlite granules has the advantage that the lightweight concrete mixture according to the invention can be produced using conventional mixing equipment without having to fear that the perlite granules will be destroyed.
  • the prerequisite is that the grain size D90 is limited to a maximum value of 2 mm, whereby the mechanical stability of the perlite grain can be noticeably improved if perlite with a grain size D90 ⁇ 0.8 mm is used.
  • the closed, glazed surface of the perlite grain also reduces the water requirement, which not only affects the workability but also the compressive strength of a concrete mixture.
  • the vitrified, closed-cell, expanded perlite is embedded in a matrix of cement and additives with a particle size D90 ⁇ 150 pm.
  • the additives for example ground fly ash and pozzolanic additives such as microsilica, slag and rock flour made from quartz, calcium carbonate or basalt, serve to improve the packing density of the lightweight concrete and also replace part of the cement.
  • the particle size of the additives D90 must be ⁇ 150 ⁇ m, preferably ⁇ 60 ⁇ m.
  • Replacing part of the cement with additives can partially counteract the shrinkage of the concrete during hardening due to the lower proportion of cement.
  • the sum of the cement proportions and the proportions of additives must remain limited in order to ensure a corresponding gross density of the to achieve lightweight concrete.
  • 1350 kg/m 3 have been found to be the upper limit for the total proportion.
  • the proportion by weight of cement and additives increased by the proportion of perlite must also not exceed an upper limit, which can be set at 1550 kg/m 3 .
  • a superplasticizer preferably based on polycarboxylate ether, is generally required in order to obtain a lightweight concrete mixture that is easy to process despite the high proportion of fines.
  • additional lightweight fillers in particular expanded glass or expanded clay, with a grain size D90 ⁇ 5 mm must be added to the concrete mixture if self-compacting properties are to be ensured.
  • the proportion of additional lightweight fillers should not exceed 350 kg/m 3 .
  • the compressive strength was determined on cubes with a side length of 10 cm that were stored dry in room air.
  • 192.1 kg/m 3 of a perlite according to example 2 are mixed with 525.5 kg/m 3 of cement according to example 1, with 367.8 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90 ⁇ 20 m ⁇ ti as an additive and mixed with 3.5 kg / m 3 of a flow agent with the addition of 247.6 kg / m 3 of water.
  • 300 kg/m 3 of a perlite according to Example 1 are mixed with 709.5 kg/m 3 cement CEM I 52.5 R, with 49.7 kg/m 3 microsilica with a particle size D90 ⁇ 0.5 pm as an additive and with 5 1.1 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 271.2 kg/m 3 of water.
  • 211.2 kg/m 3 of a perlite according to Example 2 are mixed with 671.1 kg/m 3 of cement according to Example 1, with 167.8 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90 ⁇ 150 ⁇ m as an additive and with 4.5 kg / m 3 of a flow agent with the addition of
  • additional lightweight fillers such as expanded glass or expanded clay, can be used to achieve dry bulk densities below 1000 kg/m 3 , with significant compressive strengths still being achievable, as the following example shows.

Abstract

The invention relates to a light-weight concrete mix that contains vitrified, closed-cell, expanded perlite, cement and additives and is characterized by containing 35 to 550 kg/m³ vitrified, closed-cell, expanded perlite with a grain size D90 < 2 mm, 100 to 950 kg/m³ cement, 50 to 850 kg/m³ additives with a grain size D90 < 150 µm and up to 25 kg/m³ plasticizer, the sum of the amounts of cement and additives not exceeding 1350 kg/m³ and the total sum of the amounts of cement, additives and vitrified perlite not exceeding 1550 kg/m³.

Description

Leichtbetonmischung lightweight concrete mix
Technisches Gebiet technical field
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leichtbetonmischung, enthaltend verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit, Zement und Zusatzstoffe. The invention relates to a lightweight concrete mix containing vitrified, closed-cell, expanded perlite, cement and additives.
Stand der Technik State of the art
Um druckfeste, jedoch wenig wärmeleitfähige Betonmischungen bereitzustellen, ist es bekannt (WO 2016/202718 A1 ), Aerogelgranulate in einer Größenordnung bis zu 85 Vol.-% einzusetzen, wobei im Vergleich zu einer Mischung aus 60 Vol.- % Aerogelgranulat mit einer Korngröße bis 4 mm, 541 ,7 kg/m3 Zement, 140,8 kg/m3 Microsilica-Pulver, 19 kg/m3 Fließmittel und aus 97 kg/m3 Wasser die Druckfestigkeit fcm von 13,9 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von 1015 kg/m3 auf 26 N/mm2 durch eine Erhöhung der Trockenrohdichte auf 1326 kg/m3 gesteigert werden konnte, indem der Volumenanteil des Aerogelgranulats verringert wurde und zugleich der Zementanteil sowie der Anteil des Microsilica-Pulvers gesteigert wurden. Nachteilig ist allerdings die geringe mechanische Widerstandsfähigkeit von Aerogelgranulaten. In order to provide concrete mixtures that are pressure-resistant but have little thermal conductivity, it is known (WO 2016/202718 A1) to use airgel granules in an order of magnitude of up to 85% by volume, compared to a mixture of 60% by volume airgel granules with a particle size of up to 4 mm, 541.7 kg/m 3 cement, 140.8 kg/m 3 microsilica powder, 19 kg/m 3 superplasticizer and from 97 kg/m 3 water the compressive strength fcm of 13.9 N/mm 2 at a Dry bulk density could be increased from 1015 kg/m 3 to 26 N/mm 2 by increasing the dry bulk density to 1326 kg/m 3 by reducing the volume fraction of the airgel granules and at the same time increasing the cement fraction and the fraction of the microsilica powder. A disadvantage, however, is the low mechanical resistance of airgel granules.
Um die Nachteile von Aerogelgranulaten zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen (CH 709 866 A2), das Aerogelgranulat durch verglaste, geschlossenzellige Kugeln aus expandiertem Silicasand bzw. geblähtem Perlit zu ersetzen. Diese verglasten, geschlossenzelligen Kugeln mit einem Korndurchmesser von 0,2 bis 2 mm werden mit einem Volumenanteil bis 95 % beispielsweise mit Zement, hydraulischem Kalk als weichmachendes Bindemittel, Zellulose als Zusatzstoff, Luftporenbildner und chemischen Zusätzen, wie Verflüssiger oder Beschleuniger, homogen gemischt, um eine Mörtelmischung mit einem Raumgewicht von lediglich 260 bis 350 kg/m3 zu erhalten. Damit die geschlossenzelligen Perlite beim Abreiben der Oberfläche eines Dispersionsputzes nicht zerstört werden, müssen allerdings erhebliche Anteile an Silikatsanden mit einem Korndurchmesser bis 5 mm zugemischt werden, worunter die Dämmwirkung leidet. Die damit verbundene Steigerung der Druckfestigkeit ist allerdings für den Einsatz solcher Dämmputze als Leichtbeton zur Herstellung tragender Bauteile unzureichend. In order to avoid the disadvantages of airgel granules, it has already been proposed (CH 709 866 A2) to replace the airgel granules with vitrified, closed-cell spheres made of expanded silica sand or expanded perlite. These vitrified, closed-cell spheres with a grain diameter of 0.2 to 2 mm are mixed homogeneously with a volume proportion of up to 95%, for example with cement, hydraulic lime as a softening binder, cellulose as an additive, air-entraining agent and chemical additives such as liquefiers or accelerators in order to to obtain a mortar mixture with a density of only 260 to 350 kg/m 3 . So that If the closed-cell perlite is not destroyed when the surface of a dispersion plaster is rubbed off, considerable proportions of silicate sand with a grain diameter of up to 5 mm must be added, which affects the insulating effect. However, the associated increase in compressive strength is insufficient for the use of such insulating plasters as lightweight concrete for the production of load-bearing components.
Zur Herstellung von Hochleistungsbetonen mit einer Druckfestigkeit > 50 N/mm2 ist es darüber hinaus bekannt (WO 2010/109095 A1 ), neben Zement mit einem Anteil von 8 bis 25 Gew.-% Zusatzstoffe mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung einzusetzen, und zwar 0,2 bis 25 Gew.-% eines Zusatzstoffes mit einer Korngröße D90 < 1 pm, 25 bis 40 Gew.-% eines Zusatzstoffes mit einer Korngrößenverteilung D10/D90 = 1 pm/120 pm und 20 bis 60 Gew.-% eines Zuschlagstoffes mit einer Korngrößenverteilung D10/D90 = 120 pm/5 mm. Diese Hochleistungsbetone sind allerdings in Bezug auf ihre Rohdichten als Normalbetone zu klassifizieren. For the production of high-performance concrete with a compressive strength >50 N/mm 2 it is also known (WO 2010/109095 A1) to use additives with different grain size distributions, namely 0.2, in addition to cement with a proportion of 8 to 25% by weight up to 25% by weight of an additive with a particle size D90 <1 μm, 25 to 40% by weight of an additive with a particle size distribution D10/D90=1 μm/120 μm and 20 to 60% by weight of an aggregate with a particle size distribution D10/D90 = 120pm/5mm. However, these high-performance concretes are to be classified as normal concretes with regard to their bulk densities.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Leichtbetonmischung anzugeben, die bei einer vergleichsweise geringen Rohdichte und damit einer geringen Wärmeleitfähigkeit eine hohe Druckfestigkeit aufweist. The invention is therefore based on the object of specifying a lightweight concrete mixture which has a high compressive strength with a comparatively low bulk density and thus a low thermal conductivity.
Ausgehend von einer Leichtbetonmischung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Mischung 35 bis 550 kg/m3 verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit mit einer Korngröße D90 < 2 mm, 100 bis 950 kg/m3 Zement, 5 bis 850 kg/m3 Zusatzstoffe mit einer Korngröße D90 < 150 pm sowie bis 25 kg/m3 Fließmittel enthält, wobei die Summe der Anteile an Zement und Zusatzstoffen höchstens 1350 kg/m3 und die Gesamtsumme der Anteile von Zement, Zusatzstoffen und verglastem Perlit höchstens 1550 kg/m3 betragen. Das verglaste, geschlossenzellige, expandierte Perlit bringt die für die Herstellung eines Leichtbetons vorteilhaften Voraussetzungen einer vergleichsweise hohen mechanischen Stabilität bei geringer Dichte mit sich. Abgesehen davon, dass sich eine gute mechanische Stabilität der Perlitkörnung unmittelbar auf die Druckfestigkeit des Leichtbetons auswirkt, ergibt sich aufgrund der mechanischen Stabilität der Perlitkörnung der Vorteil, dass die erfindungsgemäße Leichtbetonmischung mit herkömmlichen Mischgeräten hergestellt werden kann, ohne eine Zerstörung der Perlitkörnung befürchten zu müssen. Voraussetzung ist allerdings, dass die Korngröße D90 auf einen Maximalwert von 2 mm beschränkt wird, wobei sich die mechanische Stabilität der Perlitkörnung merklich verbessern lässt, wenn Perlit mit einer Korngröße D90 < 0,8 mm eingesetzt wird. Die geschlossene, verglaste Oberfläche der Perlitkörnung verringert außerdem den Wasserbedarf, der nicht nur Einfluss auf die Verarbeitbarkeit, sondern auch auf die Druckfestigkeit einer Betonmischung hat. Based on a lightweight concrete mixture of the type described above, the invention solves the problem in that the mixture contains 35 to 550 kg/m 3 vitrified, closed-cell, expanded perlite with a grain size D90 <2 mm, 100 to 950 kg/m 3 cement, 5 up to 850 kg/m 3 of additives with a grain size D90 < 150 μm and up to 25 kg/m 3 of superplasticizer, with the sum of the proportions of cement and additives not exceeding 1350 kg/m 3 and the total sum of the proportions of cement, additives and vitrified perlite must not exceed 1550 kg/m 3 . The vitrified, closed-cell, expanded perlite brings with it the advantageous prerequisites for the production of lightweight concrete, namely a comparatively high level of mechanical stability at a low density. Apart from the fact that good mechanical stability of the perlite granules has a direct effect on the compressive strength of the lightweight concrete, the mechanical stability of the perlite granules has the advantage that the lightweight concrete mixture according to the invention can be produced using conventional mixing equipment without having to fear that the perlite granules will be destroyed. However, the prerequisite is that the grain size D90 is limited to a maximum value of 2 mm, whereby the mechanical stability of the perlite grain can be noticeably improved if perlite with a grain size D90 < 0.8 mm is used. The closed, glazed surface of the perlite grain also reduces the water requirement, which not only affects the workability but also the compressive strength of a concrete mixture.
Das verglaste, geschlossenzellige, expandierte Perlit wird in eine Matrix aus Zement und Zusatzstoffen mit einer Korngröße D90 < 150 pm eingebettet. Die Zusatzstoffe, beispielsweise gemahlene Flugasche und puzzolanische Zusatzstoffe, wie Microsilica, Schlacken und Gesteinsmehl aus Quarz, Calciumcarbonat oder Basalt, dienen einerseits zur Verbesserung der Packungsdichte des Leichtbetons und ersetzten anderseits einen Teil des Zements. Für eine entsprechende Packungsdichte muss die Korngröße der Zusatzstoffe D90 < 150 pm, vorzugsweise < 60pm, sein. Bessere Bedingungen hinsichtlich der Packungsdichte ergeben sich mit kleineren Korngrößenbereichen, sodass vorzugsweise zumindest Mischungen von Zusatzstoffen eingesetzt werden, von denen eine Mischungskomponente einen Korndurchmesser D90 > 8 pm und zumindest eine weitere Mischungskomponente einen Korndurchmesser D90 < 2,5 pm aufweisen. The vitrified, closed-cell, expanded perlite is embedded in a matrix of cement and additives with a particle size D90 < 150 pm. The additives, for example ground fly ash and pozzolanic additives such as microsilica, slag and rock flour made from quartz, calcium carbonate or basalt, serve to improve the packing density of the lightweight concrete and also replace part of the cement. For a corresponding packing density, the particle size of the additives D90 must be <150 μm, preferably <60 μm. Better conditions with regard to the packing density result with smaller particle size ranges, so that preferably at least mixtures of additives are used, of which one component of the mixture has a particle diameter D90>8 μm and at least one other component of the mixture has a particle diameter D90<2.5 μm.
Durch den Ersatz eines Teils des Zements durch Zusatzstoffe kann zum Teil dem Schwinden des Betons beim Erhärten aufgrund des geringeren Zementanteils begegnet werden. Die Summe der Zementanteile und der Anteile an Zusatzstoffen muss allerdings begrenzt bleiben, um eine entsprechende Rohdichte des Leichtbetons erreichen zu können. Als obere Grenze für den Summenanteil haben sich in der Praxis 1350 kg/m3 herausgestellt. Allerdings darf der um den Perlitanteil vermehrte Gewichtsanteil aus Zement und Zusatzstoffen ebenfalls eine obere Grenze nicht übersteigen, die sich mit 1550 kg/m3 festlegen lässt. Replacing part of the cement with additives can partially counteract the shrinkage of the concrete during hardening due to the lower proportion of cement. However, the sum of the cement proportions and the proportions of additives must remain limited in order to ensure a corresponding gross density of the to achieve lightweight concrete. In practice, 1350 kg/m 3 have been found to be the upper limit for the total proportion. However, the proportion by weight of cement and additives increased by the proportion of perlite must also not exceed an upper limit, which can be set at 1550 kg/m 3 .
Aufgrund der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Leichtbetonmischung führt auch ein sehr geringer Zementgehalt von 100 kg/m3 noch zu Festigkeiten, die für manche Einsätze des Leichtbetons ausreichend sind. Dies gilt insbesondere, wenn der Mindestanteil des Zements 150 kg/m3 beträgt. Liegt der Zementanteil in einem Bereich zwischen 300 und 950 kg/m3, kann auch hohen Anforderungen an die Festigkeit der Leichtbetonmischung gut entsprochen werden. Because of the composition of the lightweight concrete mixture according to the invention, even a very low cement content of 100 kg/m 3 still leads to strengths that are sufficient for some uses of the lightweight concrete. This applies in particular if the minimum proportion of cement is 150 kg/ m3 . If the proportion of cement is in a range between 300 and 950 kg/m 3 , even high demands on the strength of the lightweight concrete mix can be well met.
Ein Fließmittel, vorzugsweise auf der Basis von Polycarboxylatether, wird im Allgemeinen benötigt, um trotz des hohen Feinkornanteils eine einfach verarbeitbare Leichtbetonmischung zu erhalten. A superplasticizer, preferably based on polycarboxylate ether, is generally required in order to obtain a lightweight concrete mixture that is easy to process despite the high proportion of fines.
Um Trockenrohdichten unter 1000 kg/m3 zu erhalten, müssen der Betonmischung zusätzlich Leichtfüllstoffe, insbesondere Blähglas oder Blähton, mit einer Korngröße D90 < 5 mm zugegeben werden, wenn selbstverdichtende Eigenschaften sichergestellt werden sollen. Der Anteil der zusätzlichen Leichtfüllstoffe soll dabei 350 kg/m3 nicht übersteigen. In order to obtain dry bulk densities below 1000 kg/m 3 , additional lightweight fillers, in particular expanded glass or expanded clay, with a grain size D90 < 5 mm must be added to the concrete mixture if self-compacting properties are to be ensured. The proportion of additional lightweight fillers should not exceed 350 kg/m 3 .
Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, dass bestimmte Eigenschaften der Betonmischung die Zugabe entsprechender, an sich bekannter Zusatzmittel erfordern. So ist es beispielsweise zielführend, das Schrumpfverhalten durch Zugabe von Schwundreduktionsmitteln zu verbessern oder Fasern zur Erhöhung der Duktilität und der Biegezugfestigkeit zuzumischen, wobei im Hinblick auf eine geringe Trockenrohdichte vorzugsweise nicht metallische Fasern zum Einsatz kommen. It goes without saying that certain properties of the concrete mix require the addition of appropriate, per se known admixtures. For example, it is expedient to improve the shrinkage behavior by adding shrinkage reducing agents or to add fibers to increase the ductility and flexural strength, with non-metallic fibers preferably being used in view of a low dry bulk density.
Durch das Zusammenwirken der einzelnen Mischungskomponenten in den angegebenen Mengen- und Größenverhältnissen wird in überraschender weise eine Leichtbetonmischung sichergestellt, die eine Druckfestigkeit fck von mindestens 30 N/mm2 bei einer Rohdichte im Bereich von 1200 kg/m3 aufweist, wie dies die nachfolgenden Beispiele zeigen. Die Druckfestigkeit wurde an bei Raumluft trocken gelagerten Würfeln mit einer Seitenlange von 10 cm ermittelt. The interaction of the individual components of the mixture in the stated proportions and sizes surprisingly ensures a lightweight concrete mixture which has a compressive strength fck of at least 30 N/mm 2 with a bulk density in the range of 1200 kg/m 3 , as the following examples show. The compressive strength was determined on cubes with a side length of 10 cm that were stored dry in room air.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways to carry out the invention
Beispiel 1 : Example 1 :
293.2 kg/m3 verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit mit einem Korngruppenanteil D90 < 300 pm und einem Korngruppenanteil D90 < 100 pm werden mit 643,4 kg/m3 Zement CEM I 42,5 R C3A-frei, mit 45 kg/m3 Microsilica als Zusatzstoff mit einer Korngröße D90 < 0,5 pm und mit 4,6 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 237,3 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit nach 7 Tagen Wd betrug 30,2 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1097 kg/m3. 293.2 kg/m 3 of vitrified, closed-cell, expanded perlite with a grain group fraction D90 < 300 pm and a grain group fraction D90 < 100 pm become C3A-free with 643.4 kg/m 3 cement CEM I 42.5 R, with 45 kg/m 3 Microsilica as an additive with a particle size D90 <0.5 μm and mixed with 4.6 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 237.3 kg/m 3 of water. The compressive strength after 7 days Wd was 30.2 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry = 1097 kg/m 3 .
Beispiel 2: Example 2:
204.3 kg/m3 eines Perlits mit einer Korngröße D90 < 350 pm werden mit 702,3 kg/m3 Zement gemäß Beispiel 1 , mit 203,7 kg/m3 Microsilica mit einer Korngröße D90 < 0,5 pm und Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 20 pm als Zusatzstoff und mit 8,8 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 244,3 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit Wd betrug 39,1 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1220 kg/m3. 204.3 kg / m 3 of a perlite with a grain size D90 <350 pm with 702.3 kg / m 3 cement according to Example 1, with 203.7 kg / m 3 microsilica with a grain size D90 <0.5 pm and calcium carbonate with a Particle size D90 <20 μm as an additive and mixed with 8.8 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 244.3 kg/m 3 of water. The compressive strength Wd was 39.1 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry=1220 kg/m 3 .
Beispiel 3: Example 3:
190,6 kg/m3 eines Perlits gemäß Beispiel 2 werden mit 735,8 kg/m3 Zement gemäß Beispiel 1 , mit 147,2 kg/m3 Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 <190.6 kg/m 3 of a perlite according to example 2 are mixed with 735.8 kg/m 3 of cement according to example 1, with 147.2 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90 <
2,5 pm als Zusatzstoff und mit 5 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 244,8 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit Wd betrug 34,9 N/mm2 und nach 28 Tagen fck28d 40,1 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1152 kg/m3. 2.5 μm as an additive and mixed with 5 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 244.8 kg/m 3 of water. The compressive strength Wd was 34.9 N/mm 2 and after 28 days fck28d 40.1 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry = 1152 kg/m 3 .
Beispiel 4: Example 4:
192,1 kg/m3 eines Perlits gemäß Beispiel 2 werden mit 525,5 kg/m3 Zement gemäß Beispiel 1 , mit 367,8 kg/m3 Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 20 mίti als Zusatzstoff und mit 3,5 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 247,6 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit Wd und fck28d betrug 31 ,2 N/mm2 und 33,8 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1156 kg/m3. 192.1 kg/m 3 of a perlite according to example 2 are mixed with 525.5 kg/m 3 of cement according to example 1, with 367.8 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90 <20 mίti as an additive and mixed with 3.5 kg / m 3 of a flow agent with the addition of 247.6 kg / m 3 of water. The compressive strength Wd and fck28d was 31.2 N/mm 2 and 33.8 N/mm 2 at a dry bulk density of pdry=1156 kg/m 3 .
Beispiel 5: Example 5:
300 kg/m3 eines Perlits gemäß Beispiel 1 werden mit 709,5 kg/m3 Zement CEM I 52,5 R, mit 49,7 kg/m3 Microsilica mit einer Korngröße D90 < 0,5 pm als Zusatzstoff und mit 5,1 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 271 ,2 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit Wd betrug 44,6 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1201 kg/m3. 300 kg/m 3 of a perlite according to Example 1 are mixed with 709.5 kg/m 3 cement CEM I 52.5 R, with 49.7 kg/m 3 microsilica with a particle size D90 <0.5 pm as an additive and with 5 1.1 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 271.2 kg/m 3 of water. The compressive strength Wd was 44.6 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry=1201 kg/m 3 .
Beispiel 6: Example 6:
211 ,2 kg/m3 eines Perlits gemäß Beispiel 2 werden mit 671 ,1 kg/m3 Zement gemäß Beispiel 1 , mit 167,8 kg/m3 Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 150 pm als Zusatzstoff und mit 4,5 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von211.2 kg/m 3 of a perlite according to Example 2 are mixed with 671.1 kg/m 3 of cement according to Example 1, with 167.8 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90 <150 μm as an additive and with 4.5 kg / m 3 of a flow agent with the addition of
260.6 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit Wd betrug 30,3 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 1135 kg/m3. 260.6 kg/m 3 water mixed. The compressive strength Wd was 30.3 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry=1135 kg/m 3 .
Wie bereits ausgeführt wurde können durch zusätzliche Leichtfüllstoffe, wie Blähglas oder Blähton, Trockenrohdichten unter 1000 kg/m3 erreicht werden, wobei noch immer erhebliche Druckfestigkeiten erzielbar sind, wie dies das nachfolgende Beispiel zeigt. As already stated, additional lightweight fillers, such as expanded glass or expanded clay, can be used to achieve dry bulk densities below 1000 kg/m 3 , with significant compressive strengths still being achievable, as the following example shows.
Beispiel 7 Example 7
169.6 kg/m3 verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit gemäß Beispiel 1 werden mit 454,8 kg/m3 Zement CEM I 42,5 R C3A-frei, mit 113,7 kg/m3 einer Mischung aus Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 20 pm und Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 2,5 pm als Zusatzstoff, mit 148,5 kg/m3 Blähglas der Korngruppe 1 - 2 mm als Leichtfüllstoff und mit 5,5 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 203,9 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit nach 7 Tagen Wd betrug 19 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 958 kg/m3. Beispiel 8 169.6 kg/m 3 of vitrified, closed-cell, expanded perlite according to Example 1 are C3A-free with 454.8 kg/m 3 of cement CEM I 42.5 R, with 113.7 kg/m 3 of a mixture of calcium carbonate with a particle size D90 < 20 μm and calcium carbonate with a grain size D90 < 2.5 μm as an additive, with 148.5 kg/m 3 expanded glass of the grain group 1 - 2 mm as a lightweight filler and with 5.5 kg/m 3 of a superplasticizer with the addition of 203, 9 kg / m 3 water mixed. The compressive strength after 7 days Wd was 19 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry = 958 kg/m 3 . example 8
96,7 kg/m3 verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit gemäß Beispiel 2 werden mit 193,4 kg/m3 Zement CEM I 42,5 R C3A-frei, mit 193,4 kg/m3 Calciumcarbonat mit einer Korngröße D90 < 5 pm als Zusatzstoff, mit 131,5 kg/m3 Blähglas der Korngruppe 1 - 2 mm als Leichtfüllstoff, mit 1 kg/m3 eines96.7 kg/m 3 of vitrified, closed-cell, expanded perlite according to example 2 become C3A-free with 193.4 kg/m 3 of cement CEM I 42.5 R, with 193.4 kg/m 3 of calcium carbonate with a particle size D90< 5 μm as an additive, with 131.5 kg/m 3 expanded glass of particle size 1-2 mm as a lightweight filler, with 1 kg/m 3 one
Luftporenbildners und mit 2,3 kg/m3 eines Fließmittels unter Zugabe von 123,8 kg/m3 Wasser vermischt. Die Druckfestigkeit nach 7 Tagen Wd betrug 6,8 N/mm2 bei einer Trockenrohdichte von pdry = 630 kg/m3. Air entraining agent and mixed with 2.3 kg / m 3 of a flow agent with the addition of 123.8 kg / m 3 of water. The compressive strength after 7 days Wd was 6.8 N/mm 2 with a dry bulk density of pdry = 630 kg/m 3 .

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Leichtbetonmischung enthaltend verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit, Zement und Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 35 bis 550 kg/m3 verglastes, geschlossenzelliges, expandiertes Perlit mit einer Korngröße D90 <2 mm, 100 bis 950 kg/m3 Zement, 5 bis 850 kg/m3 Zusatzstoffe mit einer Korngröße D90 <150 pm sowie bis 25 kg/m3 Fließmittel enthält, wobei die Summe der Anteile an Zement und Zusatzstoffen höchstens 1350 kg/m3 und die Gesamtsumme der Anteile von Zement, Zusatzstoffen und verglastem Perlit höchstens 1550 kg/m3 betragen. 1. Lightweight concrete mixture containing vitrified, closed-cell, expanded perlite, cement and additives, characterized in that the mixture 35 to 550 kg / m 3 vitrified, closed-cell, expanded perlite with a grain size D90 <2 mm, 100 to 950 kg / m 3 cement , 5 to 850 kg/m 3 additives with a grain size D90 <150 pm and up to 25 kg/m 3 superplasticizer, with the sum of the proportions of cement and additives not exceeding 1350 kg/m 3 and the total sum of the proportions of cement and additives and vitrified perlite not more than 1550 kg/m 3 .
2. Leichtbetonmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der2. Lightweight concrete mix according to claim 1, characterized in that the
Perlitanteil 70 bis 400 kg/m3 beträgt. percentage of perlite is 70 to 400 kg/m 3 .
3. Leichtbetonmischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Perlitanteil eine Korngröße D90 <0,8 mm aufweist. 3. Lightweight concrete mixture according to claim 1 or 2, characterized in that the perlite content has a particle size D90 <0.8 mm.
4. Leichtbetonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementanteil mindestens 150 kg/m3 beträgt. 4. Lightweight concrete mixture according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the proportion of cement is at least 150 kg/m 3 .
5. Leichtbetonmischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementanteil mindestens 300 kg/m3 beträgt. 5. Lightweight concrete mix according to claim 4, characterized in that the proportion of cement is at least 300 kg/m 3 .
6. Leichtbetonmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zementanteil 350 bis 600 kg/m3 beträgt6. Lightweight concrete mix according to claim 5, characterized in that the proportion of cement is 350 to 600 kg/m 3
7. Leichtbetonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Zusatzstoffen 25 bis 650 kg/m3 beträgt. 7. Lightweight concrete mixture according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the proportion of additives is 25 to 650 kg/m 3 .
8. Leichtbetonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe eine Korngröße D90 < 60 pm aufweisen. 8. Lightweight concrete mix according to one of claims 1 to 7, characterized in that the additives have a particle size D90 <60 μm.
9. Leichtbetonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließmittelanteil 2,3 bis 12 kg/m3 beträgt. 9. Lightweight concrete mixture according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the proportion of superplasticizer is 2.3 to 12 kg/m 3 .
10. Leichtbetonmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Anteil bis 350 kg/m3 an Leichtfüllstoffen mit einer Korngröße D90 < 5 mm. 10. Lightweight concrete mixture according to one of Claims 1 to 9, characterized by an additional proportion of up to 350 kg/m 3 of lightweight fillers with a particle size D90 <5 mm.
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