DE2061440A1 - Process for the production of hydraulic cements, mortars and concrete - Google Patents
Process for the production of hydraulic cements, mortars and concreteInfo
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Description
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LABORATOIRE CENTRAL DEG PONTS ET CHAUSHaEU1' Paris, PrankreichLABORATOIRE CENTRAL DEG PONTS ET CHAUSHaEU 1 'Paris, France
Verfahren zur Herstellung hydraulischer Zemente, Mörtel und BetonsProcess for the production of hydraulic cements, mortars and concrete
(Zusatz zu Patent .... (Patentanmeldung P 17 71 495.3))(Addition to patent .... (patent application P 17 71 495.3))
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydraulischen Zementen, Mörteln oder Betons auf Zementbasds, bei dem den üblichen Komponenten dieser Produkte ein zuvor auf einen festen, pulverförmigen !Träger aufgebrachtes viskoses Bindemittel zugegeben wird, das härtbar ist, in festem Zustand eine gute Widerstandsfähigkeit besitzt und vor dem Aushärten^gegen Wao.ser und die Bestandteile der Produkte chemisch neutral und mit derThe invention relates to a method for producing hydraulic Cement, mortar or concrete on cement bases the usual components of these products a previously on one solid, powdery! carrier applied viscous binder which is curable is added, in the solid state, a good one Possesses resistance and before hardening ^ against Wao.ser and the components of the products are chemically neutral and with the
Hydratation des Zementes verträglich ist» nach Patent Hydration of the cement is compatible »according to patent
(Patentanmeldung P 17 71 495.3).(Patent application P 17 71 495.3).
Das vorstehend geschilderte Verfahren ist dadurch charakterisiert, daß die Teilchen des pulverförmigen, festen Trägern, auf den das viskose Bindemittel aufgebracht wird, eine Teilchengröße von unter 80 mikron aufweisen.Die durch diecetj Verfahren hergestellten hydraulischen Produkte weisen gegenüber den bekannten Produkten verbesserte mechanische Eigenschaften auf. Diese Verbesserung bezieht sich sowohl auf die Erhöhung der WiderStandsfähigkeit gegen Zug, Druck und Biegung, alo auch auf physikalische Eigenschaften wie Dichte, Undurchlä3sigkeit und Kältewiderstand.The method described above is characterized by that the particles of the powdery, solid carrier, to which the viscous binder is applied, a particle size of under 80 microns by diecetj process manufactured hydraulic products have compared to the known Products have improved mechanical properties. This improvement relates to both the increase in Resistance to tension, pressure and bending, alo too on physical properties such as density, impermeability and cold resistance.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorstehend erwähnten Ilauptanmeldung sind bei der Herstellung eines üblichen Zements für vorgespannte Betonseile, der aus Zement und Wasser in einem Verhältnis von 100 kg Zement C.f.A. 210/525 : 42 1 v/asser bestand, 25 kg Zement vorv/eg entnommen und als fester Träger für 3 kg eines Kunstharzes, vorzugsweise eines Epoxy-Kunstharzes, eingesetzt worden, dessen Härter aus einem aliphatischen Amin bestand. Der endgültige Zement, der auf diese Weise erzeugt wurde, bestand somit aus einer rii.schung aus Zement und Wasser auf der einen Seite und dem auf dem festen Träger befindlichen Kunstharz auf der anderen Seite.According to one embodiment of the aforementioned Ilaupt application are in the production of a conventional cement for pre-stressed concrete ropes made from cement and water in a ratio of 100 kg of cement C.f.A. 210/525: 42 1 v / ater existed, 25 kg cement removed beforehand and as solid Carrier for 3 kg of a synthetic resin, preferably an epoxy synthetic resin, used, the hardener of which consisted of an aliphatic amine. The final cement that is on this The way it was produced, thus consisted of a raft of cement and water on one side and the synthetic resin on the solid support on the other.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel handelte es sich darum, einen hydraulischen Beton herzustellen, der aus Kies, Steinen, Sand, Zement und Wasser in einer Zugabemenge von 160 1 je obm bestand. In diesem Fall waren am ünde des üblichen Betonmischvorganges, bei dem die Zugabemenge an Wasser auf 40 1 je cbm herabgesetzt worden war, 30 kg des vorstehend erwähnten Kunstharzes, gebunden auf 90 kg eines festen Trägers kalk- oder kieselhaltiger Natur zugegeben worden, wobei die Teilchengröße des Trägers unter 80 mikron lag.In another embodiment, it was a question of producing a hydraulic concrete, which is made of gravel, stones, Sand, cement and water were added in an amount of 160 liters per obm. In this case, at the end of the usual concrete mixing process, in which the amount of water added was reduced to 40 liters per cubic meter, 30 kg of the above-mentioned synthetic resin, bound to 90 kg of a solid carrier of lime or silica nature have been added, whereby the particle size of the carrier was below 80 microns.
Diese beiden Herstellungsbeispiele zeigen, daß die erhaltenen Produkte mit geringeren Wassermengen eingesetzt werden können, als dies bei den bekannten Produkten der Fall ist. Die gewonnenen Erfahrungen haben darüberhinaus bestätigt, daß nicht.nur in allen Fällen die Schrumpfung erheblich unter derjenigen der bekannten Materialien liegt, wie dies die Erhöhung der Zeitdauer bis zum1 Auftreten einer Rißbildung zeigt, sondern daß der Zusammenhalt der hergestellten Materialien besser als bei den bekannten Produkten ist, so daß sie sich dadurch in zahlreichen Anwendungsgebieten ohne das Risiko einer Trennurg oder Absetzung einsetzen lassen.These two preparation examples show that the products obtained can be used with smaller amounts of water than is the case with the known products. The experience gained also have confirmed that nicht.nur in all cases the shrinkage of significantly less than that of the known materials, as shown by the increase in the time duration until the 1 occurrence of cracking, but that the cohesion of the materials produced better than in the known Products, so that they can be used in numerous areas of application without the risk of separation or deposition.
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Obwohl die Mengen an Kunstharz, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zemente, Mörtel und Betont; erheblich unter denjenigen liegen, die bei den bekannten Verfahren notwendig sind, sind ßie doch bisher nicht unerheblich* Eu besteht daher die Aufgabe, das eingangs geschilderte Verfahren dadurch zu verbessern, daß die notwendige Zugabemenge an Kunstharz noch weiter herabgesetzt wird« Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der feste, pulverförmige Träger, der Teilchen mit einer Korngröße von über 80 mikron enthalten kann, nach dem Einhüllen durch das viskose .bindemittel auf eine Korngröße von unter 80 mikron gemahlen oder zerstoßen wird.Although the amounts of synthetic resin used to make the invention Cements, mortars and concretes; are considerably below those that are necessary with the known processes are, they are so far not insignificant * Eu therefore exists the task of improving the method described above by adding the necessary amount of synthetic resin is still further reduced «This object is achieved according to the invention in that the solid, powdery carrier, which may contain particles with a grain size of over 80 microns, after being enveloped by the viscous .binder a grain size of less than 80 microns is ground or crushed.
Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird der feete Träger vorweg durch einen Härter auf Amid-Amin- oder aliphatischer Polyamin-Basis eingehüllt.According to a further feature of the invention, the feete Carrier beforehand with an amide-amine or aliphatic hardener Wrapped in polyamine base.
Zweckmäßigerweise besteht der feste Träger aus Klinker und enthält Teilchen mit einer Teilchengröße von über 2 mm.The solid support is expediently made of clinker and contains particles with a particle size of over 2 mm.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der.feste, bereits umhüllte und gemahlene Träger in einem dichten, vor Zutritt von Luft und Feuchtigkeit geschützten Behälter aufbewahrt wird«In a further development of the inventive concept it is provided that the solid, already coated and ground carrier in one is stored in a sealed container protected from air and moisture «
Erfindungsgemäß werden die erhaltenen Produkte insbesondere als Auftragschichten auf die Oberfläche von Betonplatten eingesetzt. According to the invention, the products obtained are in particular used as application layers on the surface of concrete slabs.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des der Hauptanmeldung.zu Grunde liegenden Verfahrens lassen sich hydraulische Zemente, Mörtel oder Betons herstellen, bei denen die Zugabe des viskosen Lösemittels in Form eines synthetischen oder na-The inventive design of the main application.zu The underlying process can be used to produce hydraulic cements, mortars or concrete, in which the addition of the viscous solvent in the form of a synthetic or na-
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türlichen Harzes auf die Hälfte der Menge herabgesetzt wird, die bei dem Verfahren gemäß der Hauptanmeldung notwendig wäre. Eu hat such nämlich gezeigt, daß es nicht notwendig ist, die Teilchen des festen Trägers mit einer dicken Iiarzschicht au überziehen. Dies hat zum JSinuatz von Klinker- oder Schlackepartikeln geführt, deren Durchmesser gleich oder größer als 2 mm ist, sowie dazu, diese Partikel mit einem Härter zu umgeben, dessen zugeführte iwenge der Menge des eingesetzten Basisharzes entspricht. Daraufhin werden die Klinkerteilchen, z.B. in einer Kugelmühle, gemahlen, um Teilchen mit einem Durchmesser von unter 80 mikron zu erhalten. Daraus ergibt sich eine spezifische Oberflächenzunahme des festen Trägers. Anschließend wird das Epoxyharz in einer Menge zugegeben, daß die Teilchen mit einem Durchmesser von unter 80 mikron eine quasi monomolekulare Harzschicht erhalten. Die auf der Basis'der durchgeführten Versuche gewonnenen Erfahrungen haben gezeigt, daß man mit diesem Verfahren Zemente, Mörtel oder Betons erhält, die die gleiche Verbesserung hinsichtlich ihrer mechanischen, physikalischen und Theologischen Eigenschaften aufweiten".natural resin is reduced to half the amount that would be necessary in the process according to the main application. Eu has shown that it is not necessary that Particles of the solid support covered with a thick layer of resin overlay. This has to do with the formation of clinker or slag particles guided, the diameter of which is equal to or greater than 2 mm, as well as to surround these particles with a hardener, its supplied amount of the amount used Base resin. The clinker particles are then ground, for example in a ball mill, to form particles with a diameter of less than 80 microns. This results in a specific surface area increase of the solid support. Then the epoxy resin is added in an amount that the particles With a diameter of less than 80 microns, a quasi-monomolecular resin layer is obtained. Those carried out on the basis of Experiments have shown that you can work with This method of cement, mortar or concrete receives the same improvement in terms of their mechanical, physical properties and expanding theological properties ".
Selbstverständlich kann die zum Einhüllen des festen Trägers herangezogene Komponente unmittelbar oder mittelbar mit anderen Komponenten des viskosen Bindemittels gemischt werden. Auch wird, wenn die bereits umhüllten Teilchen des Trägers aufbewahrt werden, das Basisharz erst im Augenblick der Verwendung des Trägers zugegeben.Of course, the component used to wrap the solid support can be used directly or indirectly with others Components of the viscous binder are mixed. Also, if the already coated particles of the carrier are stored, the base resin is only added at the moment of use of the carrier.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Beispiele näher erläutert, die die Herstellung eines Spritzzementes sowie eines hydraulischen -Betons schildern.The invention is explained in more detail below with reference to two examples, the production of a spray cement and a hydraulic concrete.
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Spritzzement für vorgespannte üetonkabel, der lediglich aus Zement und Wasser zusammengesetzt ist.Spray cement for pre-stressed üetonkabel, which is only from Cement and water is composed.
Ein gewöhnlicher Zement dieser Art besteht aus 100 kg Zement C.P.A. 210/325 je 42 1 Wasser.An ordinary cement of this type consists of 100 kg of cement C.P.A. 210/325 each 42 liters of water.
Nach dem erfindungsgemaßen Verfahren wird die Zementmenge um etwa 25 kg vermindert und stattdessen eine Menge an Klinker zugegeben, dessen Teilchen eine Teilchengröße von etwa 2 mm aufweisen und der mit Gips gemischt sein kann, jedoch nicht sein muß. Die Klinkerteilchen sind mit einer Härtermenge eingehüllt, die einem Gesamtharzgewicht von 1,5 kg, entsprechend 6 Gewichtsprozent des festen Trägers, entspricht. Das Harz ist beispielsweise ein Epoxyharz. Nach der Durchführung dieses Einhüllvorganges werden die Klinkerteilchen in eine Kugelmühle eingegeben, welche eingehüllte Teilchen mit einem .Durchmesser von unter 80 mikron liefert. Diese umhüllten Teilchen werden anschließend vor dem Einführen in die aus Zement und Wasser bestehende Mischung mit dem Kunstharz gemischt.According to the method according to the invention, the amount of cement is around about 25 kg is reduced and instead an amount of clinker is added, the particles of which have a particle size of about 2 mm and which can be mixed with plaster of paris, but does not have to be. The clinker particles are coated with a quantity of hardener, which corresponds to a total resin weight of 1.5 kg, corresponding to 6 percent by weight of the solid support. The resin is for example an epoxy resin. After this wrapping process has been carried out, the clinker particles are placed in a ball mill entered which enveloped particles with a .diameter below 80 microns. These coated particles are then made up of cement and water before being introduced into them existing mixture mixed with the synthetic resin.
Herstellung eines hydraulischen Betons.Production of a hydraulic concrete.
Auf gleiche weise wie vorstehend geschildert werden die Teilchen eines festen Trägers, der beispielsweise aus einem Granulat mit ein'er Teilchengröße von 0,2 mm oder aus Klinker besteht, in einein Härter eingehüllt. Die von dem Härter umgebenen Teilchen werden anschließend gemahlen und mit einer Haramenge gemischt, deren Menge so groß ist, daß das Gesamtgewicht des viskosen Bindemittels (Harz + Härter) bei 0,8 fo des geoamten Granulatgewichtes liegt. Anschließend wird zur Pertigstel-In the same way as described above, the particles of a solid carrier, which consists, for example, of granules with a particle size of 0.2 mm or of clinker, are encased in a hardener. The space surrounded by the curing agent particles are then milled and mixed with a Haramenge, the amount thereof is so large that the total weight of the viscous binder (resin + hardener) 0.8 fo of the granulate weight is geoamten. Then the completion
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lung des Betons in der üblichen Weise vorgegangen.treatment of the concrete proceeded in the usual way.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß in beiden Fällen das Gesamtgewicht des verwendeten Harzes bei etwa der Hälfte der Menge liegt, die in den Beispielen der Hauptanmeldung eingesetzt worden ist. Darüberhinaus eröffnet das vorherige Einhüllen der festen Trägerteilchen vor der Mischung mit der Harzbasis die Möglichkeit, die Teilchen in dem eingehüllten Zustand aufzubewahren und sie1 erst im letzten Augenblick mit der Harzbasis zu vermischen. Daraus ergibt sich, daß die Verwendbarkeit dieser eingehüllten festen Trägerteilchen nach unterschiedlichen Zeitintervallen ihre Aufbewahrung in einem dichten, vor Zutritt von Luft und Feuchtigkeit geschützten Behälter erfordert.The above examples show that in both cases the total weight of the resin used is about half the amount that was used in the examples of the main application. Moreover, opens the previous wrapping the solid support prior to mixing with the resin base the ability to keep the particles in the wrapped condition and to mix 1 at the last minute with the resin base. It follows that the usability of these enveloped solid carrier particles after different time intervals requires their storage in a tight container protected from the ingress of air and moisture.
Wenn das viskose Lösungsmittel aus einer einzigen Komponente besteht, braucht selbstverständlich eine Mischung der vorweg eingehüllten Teilchen deβ festen Trägers mit der Kunstharzbasis nicht mehr vorgenommen zu werden, da diese dann selbr.t für den vorhergehenden Umhüllungsvorgang herangezogen wird.When the viscous solvent from a single component exists, of course, requires a mixture of the previously encased particles of the solid carrier with the synthetic resin base no longer to be carried out, as this is then used for the previous wrapping process itself.
Die durch das erfindungsgemäße verfahren hergestellten Pro- W dukte lassen sich einer ganzen Reihe von Verwendungsmöglichkeiten zuführen. Unter diesen Anwendungsmöglichkeiten ist diejenige hervorzuheben, die die Oberflächenbeuchichtung von auf Zementbasis hergestellten Betonplatten betrifft, wobei die Beschichtung aus einem erfindungsgemäß hergestellten T.'örtel besteht. Diei3e r>etonplatt'en können beispielsweise zur Uo rr> tellung von Hartstraßen oder "öebäudefa^saden eingeritzt werden. Im ersten Fall:gewährleistet die Beschichtung oder der Verputz, der gewöhnlich aus einem Mörtel besteht, eine gewinne Konservierung des Betons und liefert eine gegen Abnutzung oder Korrosion widerstandsfähige Oberfläche. Um Dehnungen (iet, lie ton r. und den Verputzmörtels aufzunehmen, die durch atmosphärischeThe product W made by the inventive process-products to a number of uses can perform. Among these possible applications, the one to be emphasized is that which relates to the surface coating of cement-based concrete slabs, the coating consisting of a T.'örtel produced according to the invention. These concrete slabs can be scored, for example, to create hard roads or building facades. In the first case: the coating or plaster, which usually consists of a mortar, ensures that the concrete is effectively preserved and provides one surface resistant to wear and tear or corrosion, to absorb expansion (iet, lie ton r
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Einflüsse und unter dem .Einfluß der Belastungen auftreten, denen solche BeSchichtungen durch das fortgesetzte Überrollen durch Fahrzeuge ausgesetzt sind, v/erden in die Straßenoberfläche senkrecht zum ötraßenverlauf sich erstreckende tiefe Nuten vorgesehen. Da die bekannten, hierzu verwendeten Mörtel nur wenig kompakt und fest sind, verschwinden dieae Nuten nach Ablauf weniger Jahre» so daß ein Gleiten der .beschichtung eintreten kann. Dies läßt sich durch Verwendung der erfindungsgemäßen Straßenbeschichtung vermeiden. Man verwendet hierzu beispielsweise einen Mörtel, der nach dem vorstehend erläuterten Verfahren hergestellt wird und sich folgendermaßen zusammensetzt:Influences and under the influence of the loads occur, those such coatings from the continued rolling over exposed by vehicles v / grounds extending deep into the road surface perpendicular to the course of the road Grooves provided. Since the known mortars used for this purpose are only slightly compact and firm, the grooves disappear after a few years »so that the coating can occur. This can be avoided by using the road coating according to the invention. One uses for this purpose, for example, a mortar which is produced according to the method explained above and which is as follows composed of:
1 600 kg zerstoßener Sand von großer Härte, der beispielsweise aus Carborund, Siliziumkarbid oder sonstigem Material großer Härte besteht,1,600 kg of crushed sand of great hardness, such as consists of carborundum, silicon carbide or other material of great hardness,
700 kg künstlicher Portlandzement (C.P.A. 325) 300 1 Wasser .700 kg of artificial portland cement (C.P.A. 325) 300 l of water.
20' 1 Harz, gebunden auf einem feoten Träger in einer Form, daß die Harzmenge 3 Υ« des Gesamtgewichts des zugefügten Zements entspricht.20 '1 resin, bound on a solid support in such a way that the amount of resin corresponds to 3 "of the total weight of the added cement.
Der so erhaltene Mörtel wird beispielsweise in einer Dicke von 1 cm auf die Oberfläche eines eben an Ort und Stelle aufgebrachten frischen Betons ausgebreitet. Nach dem Aufbringen des Mörtels wird dieser in Vibration versetzt, wobei die Oberfläche mittels eines Vibrationsreglers Überwacht wird, der sich mit der Maschine zur Aufbringung von GleitbeSchichtungen verschiebt, so daß die Mörtelschicht regelmäßig verdichtet wird und sich in gleichmäßiger Dicke absetzt. Während der Verschiebung der Maschine wird die Ausbildung der querverlsufenden Nuten in der Oberfläche des Mörtels mittels der hierzu bekannten einrichtungen, beispielsweise mittels btangen oderThe mortar obtained in this way is applied, for example, to a thickness of 1 cm on the surface of a flat one fresh concrete. After the mortar has been applied, it is set in vibration, with the surface is monitored by means of a vibration controller, which interacts with the machine for the application of sliding coatings shifts so that the mortar layer is regularly compacted and settles in a uniform thickness. During the shift the machine is training the transverse Grooves in the surface of the mortar by means of the devices known for this purpose, for example by means of btangen or
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Pormeisen, vorgenommen. Man erhält dadurch auf der Straße eine Beschichtung geringer Dicke, jedoch Behr großer Widerstandskraft, da sie sehr dicht ist und den Biegewiderstand erheblich erhöht. Das erlaubt eine beträchtliche Absenkung des Geetehungspreises von auf Zementbasis hergestellten Be- . tonetraßen.Pormeisen, made. One gets through it on the street a coating of small thickness, but very strong resistance, because it is very dense and significantly increases the bending resistance. This allows a considerable reduction of the purchase price of cement-based materials. clay streets.
Wenn es darum geht, bereits bestehende alte ,Straßen zu erneuern, geht man in gleicher Weise wie vorstehend erläutert vor, wobei jedoch dafür Sorge zu tragen ist, daß vorher die Oberfläche der Straße beispielsweise mittels eines ijandstrahles gereinigt wird. Anschließend wird eine Schicht reinen Harzes in einer Dicke von unter 1 mm aufgebracht, die als Verbindungsschicht zwischen dem Mörtel und der Straße dient. When it comes to renewing existing old roads, proceed in the same way as explained above, but care must be taken that the surface is first the road, for example by means of an ijand beam is cleaned. A layer of pure resin with a thickness of less than 1 mm is then applied, which serves as a connecting layer between the mortar and the road.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Produkte auf Gebäude kommt eo neben dem guten Aussehen insbesondere darauf an, daß die verputzten .betonplatten eine erhöhte undurchlässigkeit und Dichtheit aufweisen. Diese Forderungen erfüllen die erfindungsgemäßen Produkte ebenfalls in erhöhtem Maße, da deren Durchlässigkeit um das Zweifache kleiner ist als diejenige der bekannten Verputzmörtel. Darüberhinaus weisen sie eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Prost auf und ermöglichen die Absorption von Schwitzwasser, das bei der Montage von vorfabrizierten üetonplatten durch Vibration auftritt.When the products according to the invention are used on buildings, in addition to their good appearance, it is particularly important that the plastered concrete slabs have increased impermeability and Have tightness. The products according to the invention also meet these requirements to a greater extent, since their permeability is twice smaller than that of the known plastering mortar. In addition, they have an increased Resistance to cheers up and allow absorption of condensation water that occurs during the assembly of prefabricated concrete slabs due to vibration.
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