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CH699098B1 - Beton und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Beton und Verfahren zu dessen Herstellung. Download PDF

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CH699098B1
CH699098B1 CH01063/08A CH10632008A CH699098B1 CH 699098 B1 CH699098 B1 CH 699098B1 CH 01063/08 A CH01063/08 A CH 01063/08A CH 10632008 A CH10632008 A CH 10632008A CH 699098 B1 CH699098 B1 CH 699098B1
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Werner Studer
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Kibag Beton
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Abstract

Durch die Verwendung von Sägemehl bei der Herstellung von Beton ergeben sich zahlreiche technologische Vorteile des Betons und seiner Herstellung sowie der ökologische Vorteil, dass der Abfallstoff «Sägemehl» technologisch nützlich verwertet werden kann.

Description

Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft einen Beton, welcher zumindest Gesteinskörnungen und Zement enthält, gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Stand der Technik
[0002] Die Verwendung von Sägespänen bzw. Sägemehl bei der Herstellung von Beton ist grundsätzlich unter dem Begriff Holzbeton bekannt. Dabei handelt es sich allerdings um einen Beton, der zum grössten Teil aus Sägespänen besteht. So wird beispielsweise ein Gemisch aus 5 Volumenteilen Sägespänen und 3 Volumenteilen Zement mit Wasser angerührt, bis es etwa die Konsistenz von feuchter Gartenerde hat. Daraus wurden dann Nistkästen, Bruthöhlen und Überwinterungsquartiere für diverse Tiere hergestellt. Aus einem solchen Holzbeton werden auch Wandplatten gefertigt, die als Nagelplatten bekannt sind, das heisst deren Festigkeit so gering ist, dass Nägel mühelos eingetrieben werden können.
Darstellung der Erfindung
[0003] Zweck der Erfindung ist es, Sägemehl auch bei der Herstellung von normalem Beton zu verwenden.
[0004] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch: <tb>a.<sep>einen Beton gemäss Anspruch 1, der zumindest aus Gesteinskörnungen und Zement besteht und weiter als Zusatzstoff Sägemehl enthält; sowie <tb>b.<sep>ein Verfahren zur Herstellung des Betons nach Anspruch 2, durch Anfertigung einer Betonmischung mindestens aus Gesteinskörnungen, Zement und Wasser, wobei man zusätzlich Sägemehl als Zusatzstoff zugibt.
[0005] Durch die Verwendung von Sägemehl als Zusatzstoff ergeben sich in überraschender Weise eine Reihe besonderer Vorteile: Das Sägemehl bewirkt die Bildung von fein verteilten Luftporen und erhöht damit den Frostwiderstand respektive die Dauerhaftigkeit des Betons im Vergleich zu einem Beton ohne Zusatzmittel. Das Sägemehl erhöht die Kohäsion des Frischbetons, wodurch die Wasserabsonderung und die Entmischungsneigung reduziert wird, dies ebenfalls im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildenden Zusatzmitteln. Die Dosierung und Wirkung des Sägemehls ist gut steuerbar, dies ebenfalls im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildendem Zusatzmittel. Das Sägemehl ist gut abbaubar, wodurch der Rückbau problemlos möglich ist, dies wiederum im Vergleich zu einem Beton mit Luftporen bildendem Zusatzmittel. Das Sägemehl ist überdies ein Reststoff aus der Holzverarbeitung, was ökologisch vorteilhaft ist.
[0006] Das Sägemehl liegt ausserhalb der Definitionen der bisher üblichen Betonzusatzmittel (neue Kombination von Wirkungen) und Betonzusatzstoffen (nichtanorganisch). Die grundsätzliche Anforderungen der Schweizerischen Norm SNEN 206-1 an die Ausgangsstoffe werden durch das Sägemehl erfüllt. Von der Art und der Anwendung her ist das Sägemehl aber eher ein Zusatzstoff.
[0007] Die Kombination der Wirkung und die Art der Anwendung des Sägemehls stellen somit eine Neuerung/Verbesserung gegenüber den bisher gebräuchlichen Zusatzmitteln und Zusatzstoffen dar.
[0008] Wege zur Ausführung der Erfindung Eine bevorzugte Betonrezeptur ist: 1850 kg/m<3> <tb>Gesteinskörnung 0/32 mm (trocken)<sep>300 kg/m<3> <tb>Zement (z.B. CEM ll/A-LL 42.N)<sep>170 kg/m<3> <tb>Wasser<sep>0.6 kg/m<3> <tb>Kibaplast B (0.2% v. CEM)<sep>2 bis 15 kg/m<3> <tb>Sägemehl (0.6 bis 5.0% v.CEM)<sep>
[0009] Es wurden sechs Versuche durchgeführt und die Frisch- und Festbetoneigenschaften festgestellt. Hierzu wurden sechs 50-Liter-Mischungen in einem Labormischer hergestellt, je eine Frischbetonkontrolle durchgeführt und je vier Würfel 150 mm hergestellt.
[0010] Als Ausgangsmischungen dienten die Rezepte der Betonsorten B200 und F600. Das Sägemehl wurde jeweils in Dosierungen von 2 kg/m<3> (=100 g/50 l) und 10 kg/m<3> (=500 g/50 l) zusätzlich zugemischt. Die einzelnen Ausgangsstoffe wurden auf ca. 1 g genau abgewogen und von Hand in den Mischer gegeben. Das Wasser und die Zusatzmittel wurden nach einer kurzen Trockenmischzeit zudosiert.
[0011] In Tabelle 1 sind die verwendeten Mischungszusammensetzungen (in kg/50 l) und die daraus berechneten Dosierungen für den Beton mit LP=0 (Stoffraumrechnung) zusammengefasst.
Tabelle 1: Mischungszusammensetzung und Dosierungen
[0012] <tb>Mischung<sep><sep><sep>B200<sep><sep><sep>F600<sep> <tb><sep><sep>B0<sep>B2<sep>B10<sep>F0<sep>F2<sep>F10 <tb>Mischung 50 l<sep><sep><sep><sep><sep><sep><sep> <tb>0/4, feucht<sep>kg<sep>31.992<sep>31.992<sep>31.992<sep>29.412<sep>29.412<sep>29.412 <tb>4/8, feucht<sep>kg<sep>17.839<sep>17.839<sep>17.839<sep>15.578<sep>15.578<sep>15.578 <tb>8/16, feucht<sep>kg<sep>16.834<sep>16.834<sep>16.834<sep>18.593<sep>18.593<sep>18.593 <tb>16/32, feucht<sep>kg<sep>30.904<sep>30.904<sep>30.904<sep>30.150<sep>30.150<sep>30.150 <tb>Zement<sep>kg<sep>15.000<sep>15.000<sep>15.000<sep>17.000<sep>17.000<sep>17.000 <tb>Sägemehl<sep>kg<sep>–<sep>0.100<sep>0.500<sep>–<sep>0.100<sep>0.500 <tb>Wasser<sep>kg<sep>8.388<sep>8.388<sep>8.388<sep>6.130<sep>6.130<sep>6.130 <tb>Kibaplast B<sep>kg<sep>0.030<sep>0.030<sep>0.030<sep>–<sep>–<sep>– <tb>Glenium C321<sep>kg<sep>–<sep>–<sep>–<sep>0.170<sep>0.170<sep>0.170 <tb>Micro Air<sep><sep>–<sep>–<sep>–<sep>0.068<sep>0.068<sep>0.068 <tb>Dosierung Beton mit LP=0<sep><sep><sep><sep><sep><sep><sep>kg/m<3> <tb>0/4, trocken<sep><sep>612<sep>609<sep>599<sep>597<sep>594<sep>583kg/m<3> <tb>4/8, trocken<sep><sep>351<sep>349<sep>343<sep>325<sep>323<sep>317kg/m<3> <tb>8/16, trocken<sep><sep>331<sep>329<sep>324<sep>387<sep>386<sep>379kg/m<3> <tb>16/32, trocken<sep><sep>607<sep>605<sep>594<sep>628<sep>625<sep>614kg/m<3> <tb>Zement<sep><sep>296<sep>295<sep>290<sep>356<sep>354<sep>348kg/m<3> <tb>Sägemehl<sep><sep>0<sep>2<sep>10<sep>0<sep>2<sep>10kg/m<3> <tb>Wasser<sep><sep>192<sep>191<sep>188<sep>154<sep>153<sep>151kg/m<3> <tb>Kibaplast B<sep><sep>0.59<sep>0.59<sep>0.58<sep>–<sep>–<sep>–kg/m<3> <tb>Glenium C321<sep><sep>–<sep>–<sep>–<sep>3.56<sep>3.54<sep>3.48kg/m<3> <tb>Micro Air<sep><sep>–<sep>–<sep>–<sep>1.42<sep>1.42<sep>1.39kg/m<3> <tb>Rohdichte LP=0<sep><sep>2389<sep>2381<sep>2348<sep>2453<sep>2443<sep>2407 <tb>Wassergehalt<sep>M%<sep>8.05<sep>8.04<sep>8.01<sep>6.49<sep>6.48<sep>6.46 <tb>Probe<sep>Vol.-%<sep>1.5<sep>1.5<sep>1.5<sep>4.5<sep>4.5<sep>4.5kg/m<3> <tb>LP Ziel<sep><sep>2353<sep>2345<sep>2313<sep>2343<sep>2333<sep>2299 <tb>Rohdichte LP-Ziel<sep><sep><sep><sep><sep><sep><sep>
[0013] Die Ergebnisse der Frischbetonkontrolle sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Das Verdichtungsmass wurde mit dem Plastimeter gemessen. Bei den Mischungen F0, F2 und F10 wurde der Wassergehalt nicht ermittelt.
[0014] Bei der Verarbeitung zeigte sich, dass der Frischbeton durch die Zugabe von Sägemehl «klebriger» und das Wasserrückhaltevermögen grösser wurde. Das Verdichtungsmass wurde dadurch aber praktisch nicht verändert.
Tabelle 2: Ergebnisse der Frischbetonkontrolle
[0015] <tb>Mischung<sep><sep><sep>B200<sep><sep><sep>F600<sep> <tb><sep><sep>B0<sep>B2<sep>B10<sep>F0<sep>F2<sep>F10kg/m<3> <tb>Rohdichte<sep><sep>2404<sep>2359<sep>2226<sep>2357<sep>2327<sep>2239 <tb>LP-Gehalt<sep>Vol.-%<sep>0.6<sep>2.1<sep>6.5<sep>4.2<sep>5.3<sep>7.2kg/m<3> <tb>Wassergehalt<sep><sep>174<sep>171<sep>168<sep>–<sep>–<sep>– <tb>Verdichtungsmass<sep>-/-<sep>1.07<sep>1.06<sep>1.06<sep><1.04<sep>1.05<sep>1.07kg/m<3> <tb>Rohdichte LP=0<sep><sep>2419<sep>2410<sep>2381<sep>2460<sep>2457<sep>2413kg/m<3> <tb>Rohdichte LP=0 (Tabelle 1)<sep><sep>2389<sep>2381<sep>2348<sep>2453<sep>2443<sep>2407
[0016] Wie Abbildung 1 zeigt, wurde bei der Zumischung von Sägemehl der LP-Gehalt deutlich grösser, nämlich um ca. 0.6 Vol.-% pro kg/m<3> Sägemehl bei B200 und um ca. 0.3 Vol.-% pro kg/m<3> Sägemehl bei F 600.
[0017] In Tabelle 3 sind die gemessenen Festigkeiten zusammengefasst.
Tabelle 3: Ergebnisse der Festigkeitsprüfung
[0018] <tb>Mischung<sep><sep><sep><sep>B200<sep><sep><sep>F600<sep> <tb><sep><sep><sep>B0<sep>B2<sep>B10<sep>F0<sep>F2<sep>F10kg/m<3> <tb>Alter:<sep>Rohdichte<sep><sep>2403<sep>2389<sep>2251<sep>2417<sep>2396<sep>2332N/mm<2> <tb>3 Tage<sep>Druckfestigkeit<sep><sep>18.5<sep>17.0<sep>11.8<sep>39.8<sep>35.5<sep>29.5kg/m<3> <tb>Alter:<sep>Rohdichte<sep><sep>2402<sep>2352<sep>2213<sep>2431<sep>2394<sep>2348N/mm<2> <tb>7 Tage<sep>Druckfestigkeit<sep><sep>25.9<sep>22.9<sep>15.4<sep>46.9<sep>43.9<sep>37.0kg/m<3> <tb>Alter:<sep>Rohdichte<sep><sep>2397<sep>2351<sep>2233<sep>2442<sep>2412<sep>2338N/mm<2> <tb>28 Tage<sep>Druckfestigkeit<sep><sep>34.3<sep>31.6<sep>20.9<sep>57.4<sep>52.2<sep>44.6kg/m<3> <tb>Werte<sep>Rohdichte<sep><sep>2404<sep>2359<sep>2226<sep>2357<sep>2327<sep>2239 <tb>aus FBK<sep>WZ-Wert<sep>-/-<sep>0.58<sep>0.57<sep>0.56<sep>0.43<sep>0.43<sep>0.43 <tb><sep>LP-Gehalt<sep>Vol.-%<sep>0.6<sep>2.1<sep>6.5<sep>4.2<sep>5.3<sep>7.2
[0019] Abbildung 2 zeigt, dass die Festigkeitsentwicklung durch die Sägemehlzugabe nur geringfügig verändert wird. Die Reduktion der Festigkeit durch das Sägemehl kann durch die Erhöhung des LP-Gehalts erklärt werden.
[0020] Aus der Festigkeitsentwicklung und der Übereinstimmung zwischen Festigkeits- und Rohdichteveränderung kann gefolgert werden, dass das Sägemehl keinen direkten Einfluss auf die Festigkeit des Betons hat. Insbesondere kann keine Störung der Hydratation durch Holzinhaltstoffe festgestellt werden (vgl. Einfluss von frischen Schalbrettern).
[0021] Die Ergebnisse der Versuche können wie folgt zusammengefasst werden: Die Sägemehlzugabe bewirkte, dass die Kohäsion des Frischbetons zunahm. Die entsprechende Veränderung der Konsistenz (Verdichtungsmasse) war relativ geringfügig. Das Sägemehl wirkte luftporenbildend. Die Wirkung war stärker beim B200 als beim F600, der auch ein LP-Mittel enthielt. Das Sägemehl in den angewendeten Dosierungen bis 10 kg/m<3>hatte keinen direkten Einfluss auf die Festigkeitsentwicklung. Die Festigkeitsreduktion gegenüber der Ausgangsmischung ist auf den erhöhten LP-Gehalt zurückzuführen. Die Wasserleitfähigkeit und der Frost-Tausalz-Widerstand wurden durch die Sägemehlzugabe verbessert.

Claims (2)

1. Beton, enthaltend zumindest Gesteinskörnungen und Zement sowie einen Zusatz von Sägemehl, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Sägemehl von 2 bis 15 kg/m<3>, entsprechend 0,6% bis 5% Massenanteil des Zementes, enthält, das Sägemehl zu einem Anteil von zumindest 90% eine Korngrösse von < 0,5 mm aufweist und dass der grösste Anteil des Sägemehls aus Nadelholz besteht.
2. Verfahren zur Herstellung des Betons nach Anspruch 1, durch Anfertigung einer Betonmischung mindestens aus Gesteinskörnungen, Zement, Wasser und Sägemehl, dadurch gekennzeichnet, dass man das Sägemehl mit einem Anteil von 2 bis 15 kg/m<3>, entsprechend 0,6% bis 5% Massenanteil des Zementes, zugibt, wobei das Sägemehl zu einem Anteil von zumindest 90% eine Korngrösse von < 0,5 mm aufweist und man den grössten Anteil des Sägemehls aus Nadelholz verwendet.
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