LU82862A1 - METHOD FOR PRODUCING EDITABLE, LIGHTWEIGHT COLLOID CONCRETE, AND PRODUCT OBTAINED ACCORDING TO THIS METHOD - Google Patents
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Description
Verfahren zum Herstellen von bearbeitbarem/ leichtem Kolloidbeton und gemäss diesem Verfahren gewonnenes ProduktProcess for producing workable / light colloidal concrete and product obtained according to this process
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel-5 len von bearbeitbarem, leichtem Kolloidbeton aus Wasser und Zement, welcher insbesondere zur Beeinflussung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften Zuschläge enthält, sowie das gemäss diesem Verfahren gewonnene Produkt.The present invention relates to a process for the manufacture of workable, light colloidal concrete from water and cement, which contains additives, in particular to influence the physical and mechanical properties, and the product obtained by this process.
10 Der Beton soll zur Herstellung von Formteilen dienen.10 The concrete is to be used to manufacture molded parts.
* Kolloidbeton aus Zement und Wasser kann bspw. nach dem in der deutschen Patentanmeldung P 27 18 236 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, das vorsieht in einem Mischer 15 Zement und Wasser in einem Verhältnis von 0,25-0,6 während eines Zeitraumes von etwa 2 Minuten mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 m/Minute vorzumischen und dann mindestens , 8 Minuten lang einer Massenbeschleunigung von mindestens 2g (g = 9,81 m/sec2) auszusetzen.* Colloidal concrete made of cement and water can be produced, for example, by the process described in German patent application P 27 18 236, which provides 15 cement and water in a mixer in a ratio of 0.25-0.6 for a period of about 2 Pre-mix minutes at a speed of about 300 m / minute and then subject to a mass acceleration of at least 2 g (g = 9.81 m / sec2) for at least 8 minutes.
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Ein solches Produkt kann bspw. dazu dienen, die teuren zum Schutz gegen Korrosion verwendeten Anstriche, Farben, Lacke oder KunststoffÜberzüge bspw. auf der Basis organischer Polymerer, preisgünstig zu ersetzen. Hierbei besteht einer 25 der Hauptvorteile dieser Gemische darin, dass die zu beschichtenden Formteile aus Stahl keiner Oberflächenbehandlung ζ.·Β. durch Sandstrahlen, bedürfen, die einen hohen Faktor bei der Berechnung der Gestehungskosten für den konventionellen ♦Such a product can serve, for example, to inexpensively replace the expensive paints, paints, varnishes or plastic coatings used for protection against corrosion, for example based on organic polymers. One of the main advantages of these mixtures is that the steel parts to be coated do not have any surface treatment ζ. · Β. by sandblasting, which are a high factor when calculating the production costs for the conventional ♦
Korrosionsschutz darstellt.Represents corrosion protection.
3030th
Will man einen Beton hersteilen, der durch Sägen, Bohren, Schleifen, Fräsen, Nageln u.dgl. bearbeitbar ist, was für den oben beschriebenen Beton nicht zutrifft, so ist man auf die Zuhilfenahme von Zuschlägen angewiesen.If you want to make a concrete that can be sawn, drilled, sanded, milled, nailed and the like. is workable, which is not the case for the concrete described above, so one has to rely on the addition of supplements.
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So beschreibt die LU 56.300 einen Leichtbeton, der zum Herab- 3 setzen der Betondichte bis auf Werte von rund 1 kg/dm als - 3 -This is how the LU 56.300 describes a lightweight concrete that - 3 - reduces the concrete density down to values of around 1 kg / dm
Kochsalz zusetzt. Verwendet man hingegen kein salzhaltiges Wasser, so entsteht ein Gemisch, das sich schlecht durch Giessen resp. Spritzen weiterverarbeiten lässt und lange Aushärtezeiten hat. Ausser dem Salz soll oder darf auch noch 5 ein Aushärtebeschleunigungsmittel resp. Quellmittel zugesetzt werden. Erfindungsgemäss fügt man das Holzmehl nicht in seiner ursprünglichen Form zu, sondern als wässerige Aufschlämmung, da sonst ein Teil dieses leichten Stoffes durch die vom Rührwerk verursachten Wirbel zerstäubt würde und verloren ginge.Cooking salt adds. If, on the other hand, you do not use saline water, a mixture is created that is difficult to pour or pour. Syringes can be processed further and has long curing times. In addition to the salt, a hardening accelerator should or may 5. Swelling agents are added. According to the invention, the wood flour is not added in its original form, but as an aqueous slurry, since otherwise part of this light material would be atomized and lost due to the vortex caused by the stirrer.
]_q Weiter ist es wichtig, dass die zur Herstellung der Holzmehl-' * Aufschlämmung benötigte Wassermenge nur 50% der insgesamt einzusetzenden Wassermenge darstellt. Nach Zugabe des Zuschlages wird das Gemisch noch 1-5 Minuten lang intensiv kolloidiert.] _q It is also important that the amount of water required to produce the wood flour slurry represents only 50% of the total amount of water to be used. After adding the additive, the mixture is intensely colloided for a further 1-5 minutes.
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Das erfindungsgemässer Verfahren ist leicht und problemlos durchführbar, soweit die einzelnen Verfahrensbedingungen eingehalten werden.The process according to the invention can be carried out easily and without problems, provided that the individual process conditions are observed.
20 . Allerdings zeigte es sich, dass bereits geringfügige Abweichungen von den einzelnen Verfahrensbedingungen, wie bspw. eine zu hohe oder zu niedrige Holzmehlfeuchtigkeit oder eine nicht verfahrensgerechte Zuführung des Holzmehles zum Scheitern des Herstellungsprozesses führen.20th However, it turned out that even slight deviations from the individual process conditions, such as too high or too low moisture content of wood flour or an inadequate supply of wood flour lead to the failure of the manufacturing process.
25 λ25 λ
So kann im Fall einer nicht verfahrensgerechten Zugabe desSo in the case of an improper addition of the
Holzmehlanteils das Mischgut an der Wandung des Mischers * ·· ·· ·· hochsteigen und abbinden, während sich um die Ruhrerflugel ein Hohlraum bildet, in welchem diese wirkungslos rotieren.Proportion of wood flour, climb up the mix on the wall of the mixer * and bind it, while a cavity forms around the Ruhrer wing, in which it rotates ineffectively.
30 Während die Adhäsionsfähigkeit des durch das erfindungsge-mässe Verfahren gewonnenen Kolloidmörtels an Stahl sehr gut ist, zeigt das neue Produkt eine überraschendgute Oberflächenqualität, was im Hinblick auf die angestrebte Herstellung 35 von Formstücken durch Giessen oder Spritzen günstig ist.30 While the ability of the colloidal mortar obtained by the method according to the invention to adhere to steel is very good, the new product shows a surprisingly good surface quality, which is favorable in view of the desired production of molded parts by casting or spraying.
a - 3 -a - 3 -
Zuschlag Sägespäne enthält. Letztere werden mit Eisenhydroxyd getränkt und hierdurch mineralisiert, wobei man primär Eisensulfat verwendet, welches man mit Hilfe von Kalkmilch neutralisiert um auf diesem Wege zu Eisenhydroxyd zu gelangen.Supplement contains sawdust. The latter are impregnated with iron hydroxide and thereby mineralized, primarily using iron sulfate, which is neutralized with the help of lime milk in order to obtain iron hydroxide in this way.
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Man geht im einzelnen so vor, dass man Sägespäne mit FeS04-Lösung 30 Minuten lang bei 50° C tränkt, die getränkten Späne mit Kalkmilch behandelt bis der p^ etwa 10 beträgt und die Masse zuerst mit Zement und anschliessend mit Wasser versetzt.The individual procedure is to soak sawdust with FeS04 solution for 30 minutes at 50 ° C, treat the soaked shavings with milk of lime until the p ^ is about 10 and add the mass first with cement and then with water.
10 w t Ein auf diese Weise zubereiteter Beton weist jedoch nicht die hervorragende Homogeneität auf, die den sog. Kolloidbeton auszeichnet.10 w t However, a concrete prepared in this way does not have the excellent homogeneity that characterizes the so-called colloidal concrete.
15 Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzuschlagen, gemäss welchem man in einer gegenüber den bekannten Verfahren einfacheren und billigeren Weise einen bearbeitbaren Kolloidbeton hersteilen kann, der ein günstiges Raumgewicht und gleichzeitig befriedigende mechanische Eigenschaften aufweist.15 The aim of the invention is to propose a method according to which, in a way which is simpler and cheaper than the known methods, a machinable colloidal concrete can be produced which has a favorable density and at the same time satisfactory mechanical properties.
2020th
Dieses Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemässe Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einem Mischer einen auf die Zementmenge bezogenen Anteil von 25-60% Wasser, in welchem 10-30% Gew.-% Kochsalz gelöst sind, mittels eines Rüh-25 rers in eine Drehbewegung solcher Art versetzt, dass die Um-fangsgeschwindigkeit am Aussendurchmesser des Rührers min.This aim is achieved by the method according to the invention, which is characterized in that a proportion of 25-60% water, in which 10-30% by weight sodium chloride is dissolved, in a mixer, based on the amount of cement, is stirred. 25 rers in a rotary movement such that the peripheral speed on the outer diameter of the stirrer min.
1500 m/Minute beträgt, dass man den Mischer mit Zement beschickt, dass man die Drehbewegung des Rührers auf höchstens die Hälfte der Umfangsgeschwindigkeit drosselt und dem Gemisch einen Anteil 30 von wenigstens 10% Gew.-% Holzmehl auf Zement bezogen so zuführt, dass der Zuschlag in das Zentrum des durch das Rühren gebildeten trichterförmigen Profils des Mischgutes gelangt.1500 m / minute is that the mixer is charged with cement, that the rotational movement of the stirrer is throttled to at most half the circumferential speed and the mixture is fed a proportion 30 of at least 10% by weight wood flour based on cement so that the Surcharge comes into the center of the funnel-shaped profile of the mixture formed by the stirring.
In der Tat hat es sich herausgestellt, dass die Zugabe eines 35 organischen Materials zu einem Wasser-Zementgemisch, im Rahmen eines intensiven Kolloidierungsprozesses überraschenderweise gelingt, wenn man anstatt reines Wasser zu verwenden, diesem sofort zu Beginn des Herstellungsprozesses eine bestimmte Menge - 4 -In fact, it has turned out that the addition of a 35 organic material to a water-cement mixture surprisingly succeeds in the course of an intensive colloiding process, if instead of using pure water, a certain amount is immediately used at the beginning of the manufacturing process - 4 -
Ein erfindungsgemäss hergestellter Kolloidbeton weist je nach Holzmehlanteil folgende mechanische Eigenschaften auf :A colloidal concrete produced according to the invention has the following mechanical properties, depending on the wood flour content:
Raumgewicht nach Erhärten fallend bis 1 kg/dm3 5 Druckfestigkeit nach 7 Tagen bis 170 kp/cm^Density after hardening falling to 1 kg / dm3 5 Compressive strength after 7 days up to 170 kp / cm ^
Druckfestigkeit nach 28 Tagen bis 220 kp/cm2Compressive strength after 28 days up to 220 kp / cm2
Diese Festigkeitswerte liegen tiefer als die Werte, welche mit hochkolloidalen Zementmörteln ohne Zusätze an Holzmehl 10 zu erzielen sind, doch sind die erreichten Werte durchaus * * ausreichend, was die ins Auge gefassten Anwendungen anbelangt .These strength values are lower than the values that can be achieved with highly colloidal cement mortars without the addition of wood powder 10, but the values achieved are * * sufficient for the envisaged applications.
Mit dem erfindungsgemäss hergestellten Kolloidbeton lassen 15 sich Form- und Bauteile jedweder Geometrie in Formen giessen bzw. auf Formen spritzen. Die Beschichtung verläuft problemlos und ohne Bandagen.With the colloidal concrete produced according to the invention, molds and components of any geometry can be poured into molds or sprayed onto molds. The coating runs smoothly and without bandages.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Herstellungsver-20' fahrens können Einrichtungen verwendet werden, wie sie von der Anme'lderin in der LU 81.524 und der (A 613) beschrieben wurden; hierzu wird auf die Zeichnungen verwiesen. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch einen geeigneten Mischer und Fig. 2 einen Schnitt durch ein für das vorliegende 25 Verfahren vorzüglich geeignetes Rührwerk.Devices can be used to carry out the manufacturing process according to the invention, as described by the applicant in LU 81.524 and (A 613); please refer to the drawings. 1 shows a cross section through a suitable mixer and FIG. 2 shows a section through a stirrer which is excellently suitable for the present method.
Man erkennt den Mantel (1) des Mischers der 2 klappbare .One recognizes the jacket (1) of the mixer of the 2 foldable.
**
Deckel (2) aufweist. Zu der Mischvorrichtung gehört der Rührer (3) der vom Motor (5) angetrieben wird. Letzterer 30 ist auf 2 Geschwindigkeiten einstellbar, von denen eine doppelt so hoch ist als die andere. Auch bei zugeklappten Dek-keln (2) lässt sich die Zugabe des Holzmehls (S) so durchführen, dass der Zuschlag in die Mitte des Profils des bewegten Mischgutes (10) gelangt, wie der Pfeil (S) dies an-35 deutet. Hierfür kann man einen Trichter von entsprechender Form vorsehen, der in den offenen Raum zwischen dem Deckel (2) und dem Schaft des Rührers (3) geneigt eingeführt wird » - 5 - und durch den der Zuschlag genau an die vorgesehene Stelle ins Mischgut gelangt.Has lid (2). The mixing device includes the stirrer (3) which is driven by the motor (5). The latter 30 is adjustable to 2 speeds, one of which is twice as high as the other. Even when the lids (2) are closed, the wood flour (S) can be added so that the aggregate reaches the center of the profile of the moving mix (10), as indicated by the arrow (S). For this purpose, a funnel of appropriate shape can be provided, which is inserted at an angle into the open space between the lid (2) and the shaft of the stirrer (3) »and through which the aggregate reaches the mix precisely at the intended location.
Wie in Fig. 1 angedeutet erfährt das Mischgut beim Rühren 5 eine Bewegung deren Form an eine Lemniskate erinnert und deren Oberflächenprofil einen mittigen Trichter bildet. Wichtig ist, dass der Zuschlag in jenen Trichter gelangt.As indicated in FIG. 1, the material to be mixed experiences a movement during stirring 5, the shape of which reminds one of a lemniscate and the surface profile of which forms a central funnel. It is important that the knockdown goes into that funnel.
In Fig. 2 wird das vorzugsweise zu verwendende Rührwerk ge-10 zeigt. Es ist ein zweistöckiges Rührwerk, das je 3 Flügel „ - pro Ebene aufweist. In jeder Ebene sind die Flügel um 120° gegeneinander versetzt? die beiden Flügelserien sind wiederum um 60° gegeneinander versetzt. Die Flügel sind um 12° zur Ebene senkrecht zur Rührerachse geneigt.2 shows the stirrer which is preferably to be used. It is a two-tier agitator that has 3 blades "- per level. Are the wings offset by 120 ° in each level? the two wing series are in turn offset by 60 °. The blades are inclined at 12 ° to the plane perpendicular to the stirrer axis.
1515
Was die Masse der Rührers anbelangt, so hat es sich herausgestellt, dass optimale Resultate zu erzielen sind, wenn das Verhältnis zwischen dem Gessamtdurchmesser des Rührers in ArbeitsStellung und dem des Mischbehälters 1/1.3 - 1/2 20 . beträgt.As far as the mass of the stirrer is concerned, it has been found that optimal results can be achieved if the ratio between the total diameter of the stirrer in the working position and that of the mixing container 1 / 1.3 - 1/2 20. is.
Λ *Λ *
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