DE2638989A1

DE2638989A1 - HYDRAULIC LIGHTWEIGHT CONCRETE

Info

Publication number: DE2638989A1
Application number: DE19762638989
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: SETEC GEOTECHNIQUE
Current assignee: SETEC GEOTECHNIQUE
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1977-03-10
Also published as: BE845640A; FR2322109A1; SE7609384L; NL7609548A; LU75682A1; FR2322109B1; GB1545864A

Description

MÜLLBR-BORiS · DBUEEL · SCHÖN · HJEKTELMÜLLBR-BORiS · DBUEEL · SCHÖN · HJEKTEL

PAT E If TXNVfA. LTEPAT E If TXNVfA. LTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORi (PATENTANWALT VON 1927- 1975) DR. PAUL DEUFEL, DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.DR. WOLFGANG MÜLLER-BORi (PATENT ADVOCATE FROM 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL, DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

S 2929S 2929

3 0. AUG. 19763 AUG. 1976

SETEC -GEÖIECHNIQUESETEC -GEÖIECHNIQUE

58 Quai de la Rapee, 75583 Paris Cedex 12 / Frankreich58 Quai de la Rapee, 75583 Paris Cedex 12 / France

Hydraulischer LeichtbetonHydraulic lightweight concrete

Die Erfindung betrifft allgemein einen Leichtbeton, das heißt einen Beton, der aus leichten Materialien, wie leichten Granulaten und leichten Sanden, die zweckmäßig durch Zerkleinern dieser Granulate hergestellt werden, besteht, denen ein übliches hydraulisches Bindemittel, wie z. B. ein Zementbrei (eine Zementbrühe),zugesetzt wird.The invention relates generally to a lightweight concrete, that is to say a concrete made from light materials such as light granules and light sands, which are suitably prepared by crushing these granules, are common ones hydraulic binder, such as. B. a cement paste (a cement broth) is added.

Bei dem so hergestellten Beton ist festzustellen, daß die zerkleinerten leichten Sande (Sandkörner), die ein sehr vorteilhaftes Wärmeisolationsvermögen haben, die Isolierung nur unvollständig gewährleisten können, weil sie einen merklichen Prozentsatz an "Hohlräumen" aufweisen, die mit dem Äußeren in Verbindung stehen und die während der Herstellung mit dem Zementbrei gefüllt werden, der selbst kein Wärmeisolationsvermögen besitzt. 709 810/0 877In the case of the concrete produced in this way, it can be seen that the crushed light sands (grains of sand), which have a very advantageous thermal insulation capacity, the insulation is only incomplete because they have a noticeable percentage of "voids" that interfere with the exterior Connected with the cement paste during manufacture be filled, which itself has no thermal insulation capacity. 709 810/0 877

8 HU^-NCHEIT 88 · SIEBBRTSTR. 4= · POSTFACH 800720 · IiABEL: MUEBOFAT · XEI.. (OSO) 4740 05 · TEtEX 5-213838 HU ^- NCHEIT 88 · SIEBBRTSTR. 4 = POST BOX 800720 IiABEL: MUEBOFAT XEI .. (OSO) 4740 05 TEtEX 5-21383

Der vorstehend beschriebene Leichtbeton weist zwar gute mechanische Eigenschaften auf, er eignet sich jedoch nicht, um eine wirksame Wärmeisolierung zu gewährleisten.The lightweight concrete described above has good mechanical properties Properties, but it is not suitable for ensuring effective thermal insulation.

Es ist auch einLeiMaeton, als Schwammbeton bezeichnet,bekannt, der aufgrund seiner Bestandteile und seiner Struktur gute Wärmeisoliereigenschaften aufweist, ein solcher Beton besitzt jedoch aufgrund seiner Struktur nur eine geringe mechanische Festigkeit, wodurch seine Verwendung stark beschränk ist, die sich in der Tat auf dem Gebiet der Isolierung erschöpft.It is also known as a LeiMaeton, known as sponge concrete, which has good thermal insulation properties due to its components and structure, such a concrete possesses However, due to its structure, it has only a low mechanical strength, which severely limits its use indeed exhausted itself in the field of insulation.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es,die Nachteile der vorstehend beschriebenen Betonarten zu überwinden^und zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Leichtbeton vorgeschlagen, der aus einem üblichen Material unter ausgezeichneten wirtschaftlichen Bedingungen (mit einer ausgezeichneten Rentabilität) hergestellt werden kann und der auf zahlreichen Anwendungsgebieten verwendet werden kann.The aim of the present invention is to overcome the disadvantages of the above types of concrete described to overcome ^ and to this Purpose is proposed according to the invention, a lightweight concrete made of a common material under excellent economic Conditions (with excellent profitability) can be established and used in numerous fields of application can be used.

Der erfindungsgemäße Leichtbeton, der leichte Granulate, ein Bindemittel,wie z. B. einen Zementbrei, in einer geringeren Menge als üblich enthält,ist dadurch gekennzeichnet, daß ihm leichte Sande (Sandkörner), insbesondere granulierte Hochofenschlacke, und ein Abbinde-Zusatz, wie z. B. zweckmäßig ein Gemisch aus in feinteiligem Gips dispergiertem Natriumhydroxid kombiniert mit der granulierten Hochofenschlacke, oder fetter Kalk (Fettkalk)^ einverleibt worden ist.The lightweight concrete according to the invention, the light granules, a binder, such as. B. a cement paste, in a lower one Contains amount than usual, is characterized by the fact that it light sands (grains of sand), especially granulated blast furnace slag, and a setting additive, such as. B. expedient a mixture of sodium hydroxide dispersed in finely divided gypsum combined with the granulated blast furnace slag, or fat lime (fatty lime) ^ has been incorporated.

Dank dieser Komponenten erhält man einen Leichtbeton, dessen erste Besonderheit darin besteht, daß er aufgrund seiner granulometrischen Zusammensetzung einen möglichst geringen Prozent-Thanks to these components, a lightweight concrete is obtained, the first characteristic of which is that it is due to its granulometric Composition as low as possible

satz an intergranulären Hohlräumen aufweist, so daß er eine bemerkenswerte mechanische Beständigkeit besitzt, während eine zweite Besonderheit dieses Betons darin besteht, daß Sande (Sandkörner) und Granulate verwendet werden, die aufgrund ihrer Natur eine große Anzahl von nicht miteinander in Verbindung stehenden Hohlräumen aufweisen, die dem erfindungsgemäßen Beton überraschend gute Isolationseigenschaften verleihen, insbesondere was die Wärmeisolation anbetrifft. Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Leichtbetons besteht darin, daß Sande verwendet werden, die aus granulierter Hochofenschlacke bestehen, denen Flugasche' von Wärmekraftwerken zugesetzt werden kann. Die vorstehend beschriebenen Sande (Sandkörner) verhalten sich in der Tat in Gegenwart der weiter oben erwähnten Zusätze wie ein hydraulisches Bindemittel.set of intergranular cavities, so that it has a has remarkable mechanical resistance, while a second peculiarity of this concrete is that Sands (grains of sand) and granules are used, which due to their nature a large number of not interrelated have communicating cavities, the inventive Concrete gives surprisingly good insulation properties, especially what the thermal insulation concerned. Another special feature of the invention Lightweight concrete consists in the use of sands, which consist of granulated blast furnace slag, to which fly ash ' can be added by thermal power plants. The above The described sands (grains of sand) do indeed behave in the presence of the additives mentioned above, such as a hydraulic binder.

Die in dem erfindungsgemäßen Leichtbeton verwendeten Sande (Sandkörner) bestehen aus leichten Materialien, bei denen es sich durchweg um Produkte der Metallindustrie oder von Wärmekraftwerken handelt, wodurch in den Beton "Hohlräume" in seine feinsten Teile eingeführt werden. Es wurde ferner festgestellt, daß diese Materialien hydraulische Reagentien darstellen, d. h. die Eigenschaft haben, unter bestimmten Bedingungen ein Abbinden (Härten) hervorzurufen.The sands used in the lightweight concrete according to the invention (Grains of sand) consist of light materials, all of which are products of the metal industry or of Thermal power plants act, whereby "voids" are introduced into the concrete in its finest parts. It was further found that these materials are hydraulic reagents; H. have the property under certain conditions cause setting (hardening).

ι In Anbetracht der großen Menge von aktiven Sanden im Vergleichι Considering the large amount of active sands in comparison

■ zu dem Gehalt an Zement wurde dem erf indungsgemäßen Beton eine bestimmte Menge eines Produkts, eines basischen Katalysators, der für die Entwicklung des Abbindens (der Härtung) erforderlich ist, in Form von Kalk oder in Form einer Mischung aus Natriumhydroxid, dispergiert in feinteiligem Gips, zugeführt, wie in■ to the content of cement, the concrete according to the invention was a certain amount of a product, a basic catalyst, required for the development of setting (hardening) is, in the form of lime or in the form of a mixture of sodium hydroxide, dispersed in finely divided gypsum, supplied as in

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ORIGINAL "INSPECTED.ORIGINAL "INSPECTED.

der französischen Patentschrift 72 22 978 der Anmelderin beschrieben. Die Mischung aus Natriumhydroxid und Gips enthält vor2ugsweise 5 bis 10 Gew.% Natriumhydroxid.the French patent specification 72 22 978 of the applicant described. The mixture of sodium hydroxide and gypsum preferably contains 5 to 10% by weight of sodium hydroxide.

Mit dem zugegebenen Zusatz, beispielsweise in Form der oben genannten Mischung, wird bezweckt, der Mischung aus Zement, leichten Sanden und Wasser zuzuführen: —einen Beschleuniger für das Abbinden und Härten des oben genannten Betons in Form von Gips,With the added additive, for example in the form of the above The purpose of this mixture is to add to the mixture of cement, light sand and water: - an accelerator for setting and hardening of the above-mentioned concrete in the form of gypsum,

—einen Abbinde-Katalysator für die leichten Sande, die granulierte Hochofenschlacke und/oder die Flugaschen.—A setting catalyst for the light sands that granulated Blast furnace slag and / or the fly ash.

Wenn eine vorher festgelegte Menge Fettkalk in die Mischung aus Zement, leichten Sanden und Wasser einbearbeitet wird, wirkt dieses Produkt als Abbinde-Katalysator (Härtungs-Katalysator) für die leichten Sande, die beispielsweise aus granulierter Hochofenschlacke und/oder Flugasche bestehen können.If a predetermined amount of lime is incorporated into the mixture of cement, light sands and water, This product acts as a setting catalyst (hardening catalyst) for the light sands, which for example from granulated Blast furnace slag and / or fly ash can exist.

Laborversuche haben gezeigt, daß die maximale Menge der Mischung aus Natriumhydroxid und Gips erlaubt, daß der Gips die Rolle eines Abbindebeschleunigers und Härtungsbeschleunigers in dem Beton spielt,wenn er in der Größenordnung von 3 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Hochofenschlacke, vorliegt, daß er aber nicht 10 Gew.% des in dem Beton eingearbeiteten Zements übersteigen darf. Dagegen kann bei Verwendung von Fettkalk als Abbindekatalysator für Hochofenschlacke die in den Beton eingearbeitete Menge 20 Gew.% des Zementes erreichen.Laboratory tests have shown that the maximum amount of the mixture of sodium hydroxide and gypsum allows the gypsum to do the job of a setting accelerator and hardening accelerator in the concrete when it is on the order of 3% by weight, based on the weight of the blast furnace slag, but that it does not exceed 10% by weight of the cement incorporated in the concrete allowed. On the other hand, if fatty lime is used as a setting catalyst for blast furnace slag, the slag incorporated into the concrete can Amount to reach 20% by weight of the cement.

Der so aus leichten Granulaten (Blähschiefer oder Blähton), leichten Sanden aus hydraulisch aktiven Gemischen (Hochofenschlacke und/oder Flugasche mit einem Zusatz an FettkalkMade of light granules (expanded slate or expanded clay), light sands from hydraulically active mixtures (blast furnace slag and / or fly ash with an addition of fatty lime

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oder einer Mischung aus Natriumhydroxid und Gips) hergestellte Leichtbeton erlaubt trotz seines geringeren Gehaltes an Zement, der gegenüber der Normalmange um etwa 10 bis etwa 15 % niedriger ist, nach dem Trocknen die Erzielung von ' Festigkeiten in derGrößenordnung von 100 Bar innerhalb von 24 Stunden,so daß vorfabrizierte Teile unter üblichen Bedingungen entformt werden können. Die jeweiligen Gehalte an leichten Granulaten und leichten Sanden sind variabel. Sie sind eine Funktion des Schüttgewichtes (der scheinbaren Dichte) jedes Bestandteils und sie werden festgelegt durch Untersuchung der granulometrischen Kurven, die ebenfalls so regelmäßig und kontinuierlich wie möglich sein müssen. Man kann die jeweiligen Mengenanteile innerhalb der nachfolgend angegebenen Mengenverhältnisse variieren:or a mixture of sodium hydroxide and gypsum), despite its lower cement content, which is about 10 to about 15 % lower than the normal amount, after drying, strengths of the order of 100 bar can be achieved within 24 hours, so that prefabricated parts can be demolded under normal conditions. The respective contents of light granules and light sands are variable. They are a function of the bulk density (apparent density) of each component and they are determined by examining the particle size curves, which must also be as regular and continuous as possible. The respective proportions can be varied within the proportions given below:

Zement 200 bis 250 kgCement 200 to 250 kg

(Zusatz Natriumhydroxid + Gips) 10 % des Gewichtes des Zementes oder(Addition of sodium hydroxide + gypsum) 10% of the weight of the cement or

Zusatz aus Fettkalk 10 bis 20 % des Gew.des ZementesAddition of fatty lime 10 to 20 % of the weight of the cement

granulierte Hochofenschlacke 500 bis 600 kggranulated blast furnace slag 500 to 600 kg

Flugasche 0 bis 150 kgFly ash 0 to 150 kg

leichte Granulate 300 bis 400 kglight granules 300 to 400 kg

Wasser 140 bis 180 1Water 140 to 180 1

Der vorstehend angegebene Leichtbeton weist einen geringen Gehalt an Zement auf, er besteht dagegen aus Granulaten, welche eine maximale Anzahl von Hohlräumen aufweisen, und er besitzt einen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten/ier deutlich geringer ist als bei dem üblichen Leichtbeton und in .der gleichen Größenordnung liegt wie bei Schwammbeton, der aus entsprechenden Granulaten besteht; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Eigenschaften in bezug auf-die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Leichtbetons gut sind, während sie bei dem oben genannten Schwamm-The lightweight concrete specified above has a low content of cement, but it consists of granules, which a have maximum number of cavities, and it has a coefficient of thermal conductivity / ier is significantly lower than with the usual lightweight concrete and in the same order of magnitude as with sponge concrete, which is made from corresponding granulates consists; It should be noted, however, that the properties in terms of-the mechanical strength of the invention Lightweight concrete are good, while with the above-mentioned sponge

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beton praktisch Null sind, so daß dieser nur zum Isolieren verwendet werden kann. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient bei -20°C liegt zwischen 0,2 und 0,3 W/M/°C.concrete are practically zero, so that it can only be used for insulation. The coefficient of thermal conductivity at -20 ° C is between 0.2 and 0.3 W / M / ° C.

Die Herstellung dieses Betons, der aus Materialien mit relativ ähnlichen Schüttgewichten (Dichten) besteht, bietet keine besonderenSchwierigkeiten. Die Herstellung erfolgt in üblichen Vorrichtungen und unter normalen Bedingungen, es ist keine Segregation von großen Granulaten festzustellen.The production of this concrete, which consists of materials with relatively similar bulk weights (densities), offers none particular difficulties. The production takes place in usual devices and under normal conditions, there is none Determine segregation of large granules.

Es sei noch darauf«hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Beton besonders vorteilhaft ist, weil er gut mischbar ist, wirtschaft· lieh herstellbar ist (verringerter Mengenanteil an Zement) und eine bemerkenswerte mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit aufweist.It should also be pointed out that the concrete according to the invention is particularly advantageous because it is easy to mix, can be produced economically (reduced amount of cement) and has remarkable mechanical strength and heat resistance.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel näher erläutert, es ist jedoch selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist. So können die oben erwähnten Flugaschen weggelassen werden und die Mengenanteile der verschiedenen Bestandteile können innerhalb eines vernünftigen Bereiches modifiziert werden.Although the invention has been described above with reference to a preferred embodiment explained in more detail, but it goes without saying that it is in no way limited thereto. Thus, the above-mentioned fly ashes can be omitted and the proportions of the various components can be within modified within a reasonable range.

PatentansprücheClaims

709810/0877709810/0877

Claims

P ate η t an s ρ r ü ehe

(l. hydraulic lightweight concrete, containing light granulates, such as non-crushed expanded clay and / or expanded shale, granulated blast furnace slag, fly ash, pozzolana and a Binders, such as B. a cement, as well as a setting catalyst (Curing catalyst), thereby marked i c h n e t that the setting catalyst (hardening catalyst) consists of fatty lime and is present in a maximum proportion of 20% by weight, based on the weight of the cement.

2. Hydraulic lightweight concrete, containing light granulates, such as expanded clay and / or expanded slate, granulated blast furnace slag, fly ash, pozzolana and a binder, such as. B. a Cement, as well as a setting catalyst (hardening catalyst), characterized in that the setting catalyst (hardening catalyst) consists of a mixture of sodium hydroxide and gypsum and is present in a maximum proportion of 10% by weight, based on the weight of the cement.

3. Hydraulic concrete according to claim 1, characterized

3 '

net that for a volume of Im concrete the respective proportions of the components as a function of their granulometry (grain size distribution) and their bulk weight (their apparent density) and preferably achieve the values given below: · ". 200 to 250 kg of cement,

10 to 20% by weight of lime, based on the weight of the cement, 500 to 600 kg granulated blast furnace slag 0 to 150 kg fly ash

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300 to 400 kg light granulates,
140 to 180 l of water.

4. Hydraulic concrete according to claim 2, characterized

net that for a volume of 1 m of concrete the respective proportions of the constituents are determined as a function of their granulometry (grain size distribution) and their bulk weight (their apparent density) and preferably achieve the values given below *; .
200 to 250 kg of cement,

10% by weight sodium hydroxide + gypsum, based on the weight of the Cement,

500 to 600 kg of granulated blast furnace slag, 0 to 150 kg fly ash,

300 to 400 kg light granulates,

140 to 180 l of water.

5. Hydraulic concrete according to claim 3 or 4, characterized in that that the proportions given for the light granulates apply in the event that the debris weight (the apparent density) of the materials is below 380 kg / m.

6. Hydraulic concrete according to one of the preceding claims, characterized in that the proportions used of the various non-crushed light components into a highly compacted concrete with a thermal conductivity lead, which is less than that of conventional lightweight concrete.

7. Hydraulic concrete according to claim 2 or 4, characterized in that that the mixture of sodium hydroxide and gypsum contains 5 to 10 wt.% Sodium hydroxide.

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