DE3026719A1

DE3026719A1 - HYDRAULIC BINDING AGENT AND METHOD FOR PRODUCING HOLLOW PARTICLES FOR THIS BINDING AGENT

Info

Publication number: DE3026719A1
Application number: DE19803026719
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Dr.techn. Wien Schwarz; Rudolf Ing. Pottenstein Niederösterreich Tögel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1980-07-15
Publication date: 1981-05-21
Also published as: CH651816A5

Abstract

The hydraulic binder, especially based on cement, should be of such a nature that the mortar or concrete to be prepared with it has an optimal, uniformly distributed air pore content to obtain adequate frost security. For this purpose, it contains spherical hollow particles having a greatest diameter below 0.1 mm. Such hollow particles are produced, for example, by coating small hollow beads with binder.

Description

Hydraulisches Bindemittel sowie Verfahren zur HerHydraulic binder as well as process for the manufacture

stellung von Hohlteilchen für dieses Bindemittel Bekanntlich kann man die Frost- und Tausalzbeständigkeit von Beton und hydraulischen Mörteln dadurch sicherstellen , daß man in dem durch Frost gefährdeten, der Witterung ausgesetzten Bereich z.B. in der Verschleißschicht von Betonstraßendecken, einen künstlich erhöhten Luftporengehalt vorsieht.position of hollow particles for this binder As is well known one can see the frost and de-icing salt resistance of concrete and hydraulic mortars in this way ensure that one is exposed to the weather in the one endangered by frost Area e.g. in the wearing course of concrete pavement, an artificially raised one Provides air void content.

Die Ausbildung von Luftporen im Beton kann man bekanntlich durch die Verwendung von Schaum- und Netzmitteln oder durch chemische Mittel, welche mit dem Bindemittel, z.B. Kalk- und/oder Zement, oder untereinander derart reagieren, daß dabei Gasblasen entstehen , bewirken. Das Schäumen, d.h. die Anwendung sogenannter Luftporenbildner, hat den Nachteil, daß unabhängig von der ein gesetzten Menge des Schaum- oder Netzmittels, jedoch abhängig von der Temperatur , der Mischzeit bzw. von der Zusammensetzung der hydraulischen Bindemittel und der Zuschlagstoffe verschiedene Porengrößen und Porenmengen und damit unterschiedliche Porositäten des Endproduktes entstehen können. It is well known that the formation of air pores in the concrete can be achieved through the use of foaming agents and wetting agents or by chemical agents, which with the binding agent, e.g. lime and / or cement, or react with one another in such a way cause gas bubbles to arise. Foaming, i.e. the application of so-called Air entrainer has the disadvantage that regardless of the amount of a set Foam or wetting agent, depending on the temperature, the mixing time or different from the composition of the hydraulic binders and aggregates Pore sizes and pore quantities and thus different porosities of the end product can arise.

Somit ist das Verfahren des Blähens wegen der Notwendigkeit einer genauen Temperaturkontrolle sowie Überwachung der Zusammen= setzung der Zuschlagstoffe nur in spezifisch eingerichteten Fertigungsanlagen, jedoch nur erschwert an Oroßbaustellen anwendbar. Thus, the procedure of bloating is because of the need for a precise temperature control and monitoring of the composition of the aggregates only in specifically set up production facilities, but only with difficulty on large construction sites applicable.

Bekannt ist ferner auch der Zusatz vorwiegend oder annähernd kugeliger poröser Körper, die aus einem Mineral oder aus Kunst= stoff bestehen. Solche hohlraumreiche Körper sind zwar mit dem hydraulischen Bindemittel vermengbar, doch treten leicht Ent= mischungen auf, und es sind mit Hilfe solcher Schaumkörper nur relativ große Poren herstellbar. The addition predominantly or approximately spherical is also known porous bodies made of a mineral or plastic. Such void-rich Bodies can be mixed with the hydraulic binding agent, but they step easily Segregations arise, and with the help of such foam bodies there are only relatively large ones Pores can be produced.

Hingegen lassen sich kleine schaumige Partikel bisher nicht wirtschaftlich herstellen. Sekundär zerkleinerte Schaumkörper weisen keinen ausreichenden Porencharakter auf. On the other hand, small foamy particles have so far not been economically viable produce. Secondarily crushed foam bodies have not sufficient Pore character.

Neuerdings ist man dazu übergegangen, dem frostsicher zu gestaltenden Beton oder Mörte-l im Zuge seiner Herstellung mikro= skopisch kleine Hohlkügelchen aus Kunststoff beizumengen, die somit gewissermaßen in Kunststoff verpackte Luftblasen dar= stellen. Dieses Verfahren konnte sich jedoch in der Praxis wegen des hohen Preises dieses Materiales nicht durchsetzen. Dazu kommt, daß ein Einarbeiten dieser Kügelchen in die Betonmischung auf Schwierigkeiten stößt. Weil nämlich die Hohlteilchen von vornherein ein sehr geringes Gewicht haben, sind sie schwer beisarrirnenzuhalten und in das Betonmischgefäß einzubringen. Es gibt nicht nur Schwierigkeiten beim Zusetzen der Teilchen zur Beton- bzw. Mörtelmischung, sondern es besteht auch die Gefahr einer Entmischung innerhalb des aus Zuschlagstoffen, Zement und Wasser bestehenden Beton- bzw. Mörtelgemenges und somit die Gefahr einer ungleichmäßigen Verteilung der Hohlteilchen inner= halb des fertigen Betons bzw. Mörtels. Recently there has been a move towards making the frost-proof one Concrete or mortar in the course of its production, microscopic hollow spheres made of plastic, the air bubbles, so to speak, packed in plastic represent = represent. However, this procedure could prove to be in practice because of the high Do not enforce the price of this material. In addition, it is necessary to incorporate this Bead into the concrete mix encounters difficulty. Because the hollow particles Since they are very light in weight from the start, they are difficult to keep up and put in the concrete mixing vessel. There aren't just difficulties with Adding the particles to the concrete or mortar mix, but there is also the Risk of segregation within the aggregate, cement and water Concrete or mortar mix and thus the risk of uneven distribution the hollow particles within the finished concrete or mortar.

Außerdem weisen diese Hohlteilchen auf Grund ihrer Beschaffen heit und/oder des Herstellungsverfahrens vielfach eine elektro= statische Ladung auf und neigen infolgedessen dazu, sich von= einander abzustoßen. In addition, these hollow particles have due to their nature and / or the manufacturing process often has an electrostatic charge and as a result tend to repel one another.

Man muß deshalb diese Kügelchen in einer Trägerpaste vereinigen und zusammenhalten,und und erst diese Trägerpaste kann - gegebenen= falls im Anmachwasser dispergiert - der Beton- bzw. Mörtel= mischung hinzugefügt werden, sie kann also nicht mit dem Binde= mittel, vorzugsweise Zement, vereinigt lagerfähig auf Vorrat gehalten bzw. geliefert werden. One must therefore combine these beads in a carrier paste and stick together, and only this carrier paste can - if necessary in the mixing water dispersed - added to the concrete or mortar mix, so it can not combined with the binding agent, preferably cement, can be stored in stock held or delivered.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neuartiges Binde= mittel zu schaffen, welches dank seiner Zusammensetzung und Beschaffenheit gewährleistet, daß der mit diesem Bindemittel anzufertigende Beton oder Mörtel zwangsläufig den erforder= lichen, empirisch ermittelbaren optimalen Luftporengehalt, gleich= mäßig in der Betonmasse verteilt, zur Erzielung einer ausreichenden Frostsicherheit aufweist. The aim of the present invention is to provide a novel binding agent to create which thanks to its composition and nature ensures that the concrete or mortar to be made with this binder inevitably the required, empirically determinable optimal air void content, equal to = moderately distributed in the concrete mass, to achieve sufficient frost protection having.

Die Erfindung beruht mit dieser Zielsetzung auf der Erkenntnis, daß sich die Herstellung des Betons bzw. Mörtels außerordentlich vereinfacht und überdies die gleichmäßige Verteilung der Luft= poren im fertigen Produkt wesentlich zuverlässiger gewährleistet werden kann, wenn diese Luftporen in Form von hohlraumbildenden Teilchen mit dem Bindemittel gemeinsam mit den übrigen Beton-und Mörtelzuschlagstoffen und dem Anmachwasser vermengt werden. With this objective, the invention is based on the knowledge that the production of the concrete or mortar is extremely simplified and moreover the even distribution of the air = pores in the finished product is much more reliable can be guaranteed if these air pores are in the form of void-forming particles with the binder together with the other concrete and mortar aggregates and be mixed with the mixing water.

Gegenstand der Erfindung ist somit im Sinne dieser Zielsetzung ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere auf Zementbasis, welches in feinverteilter Form vorzugsweise kugelförmige Hohl= teilchen mit einem Größtdurchmesser unterhalb 0,1 mm, vorzugs= weise unterhalb 0,05 mm, enthält. The subject matter of the invention is thus in the sense of this objective a hydraulic binder, especially cement-based, which is in finely divided Shape preferably spherical hollow = particles with a largest diameter below 0.1 mm, preferably = less than 0.05 mm.

Durch die erfindungsgemäße Struktur des Bindemittels wird nicht nur für eine der Verteilung des Bindemittels im Gemenge entsprechende , also ebenso gleichmäßig gute Verteilung der Luftporen im Beton oder Mörtel gesorgt, sondern es braucht außerdem auf eine richtige, optimale Dosierung der Luftporen= zugabe bzw. der Zugabe eines Luftporenbildners nicht mehr geachtet werden, vielmehr enthält das Bindemittel in seiner richtigen Dosierung die jeweils erforderlichen Luftporen bereits von vornherein in einer gleichfalls richtigen, optimalen, anteils= mäßigen Dosierung und kann mit den darin enthaltenen Porenträgern unbegrenzt transportiert und gelagert werden. Es ist dies insbe= sondere deshalb von großem Vorteil für die Praxis, als bekanntlich eine Überschreitung des optimalen Anteiles zu einer Verringerung der Festigkeit , eine Unterschreitung hingegen zu einer Minderung der Frostsicherheit des Betons oder Mörtels führt. The inventive structure of the binder is not only for one that corresponds to the distribution of the binder in the mixture, i.e. the same Evenly good distribution of the air pores in the concrete or mortar is ensured, rather It also requires a correct, optimal dosage of the air pores = addition or the addition of an air-entraining agent is no longer taken into account, rather it contains the correct dosage of the binding agent has the necessary air pores from the outset in an equally correct, optimal, proportional one Dosage and can be transported indefinitely with the porous carriers it contains and be stored. It is therefore particularly of great advantage for them Practice, as is well known, exceeding the optimal proportion leads to a reduction the Firmness, a shortfall, on the other hand, leads to a reduction in frost resistance of the concrete or mortar.

Es erübrigt sich dank der erfindungsgemäßen Beschaffenheit des Bindemittels, z.B. Zement, auch eine gesonderte Beschaffung und Lagerhaltung chemischer Luftporenbildner bzw. vorgefertigter luftporenbildender Hohlteilchen; das erfindungsgemäße Bindemittel selbst gewährleistet ohne weiteres Zutun, lediglich durch seine erfindungsgemäße Zusammensetzung allein schon die Frostsicherheit des damit hergestellten Betons oder Mörtels. Thanks to the nature of the binder according to the invention, there is no need to e.g. cement, also a separate procurement and storage of chemical air entraining agents or prefabricated air-entraining hollow particles; the binder according to the invention itself guaranteed without further action, merely by its inventive Composition alone the frost resistance of the concrete produced with it or mortar.

Erfindungsgemäß soll demnach das Bindemittel selbst bzw. ein mit dem Bindemittel gut verträgliches Material die erforderlichen Luftporen einschließen,und es soll - infolge eines ähnlichen spezifischen Gewichtes und einer ähnlichen inneren Reibung der Hohlteilchen - einer Entmischung des aus Hohlteilchen und Binde= mittel bestehenden Gemenges vorgebeugt werden0 Bei der Herstellung von Beton oder Mörtel mit den beschriebe= nen Porenträgern kann es allenfalls technische Schwierigkeiten bereiten, wenn extrem lange Mischzeiten angesetzt werden, weil dabei diese Porenträger zermahlen und zerrieben werden könnten. According to the invention, the binder itself or a with the binding agent well compatible material enclose the necessary air pores, and it should - as a result of a similar specific gravity and a similar internal weight Friction of the hollow particles - a segregation of the hollow particles and binding agent existing mixes can be prevented0 during the production of concrete or mortar With the described pore carriers there can at best be technical difficulties prepare when extremely long mixing times are set, because this involves these pore carriers could be ground and grinded.

Hiefür können im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise zur Herstellung der Porenträger Substanzmischungen vorgesehen sein, welche einen vergleichsweise hohen Anteil wasserunlöslicher und möglichst harter Materialien besitzen, um in der Pore gewisser maßen einen Stützkörper zu bilden. Die Untersuchung frost- und tausalzunempfindlicher Betone hat gezeigt, daß das Eindringen und die Ausdehnung von Eiskristallen in der Pore auch dann möglich ist, wenn mindestens 20% Luftraum in der Pore vorhanden ist oder aber die Füllung einer solchen Pore derart elastisch oder plastisch ist, daß der Poreninhalt verformt werden kann.For this purpose, within the scope of the invention, it is expedient to manufacture the pore carrier substance mixtures can be provided which have a comparatively have a high proportion of water-insoluble and as hard as possible materials in order to be able to use in the pore to a certain extent to form a supporting body. The investigation of frost and Thousand-insensitive concretes have shown that penetration and expansion of ice crystals in the pore is also possible if there is at least 20% air space is present in the pore or the filling of such a pore is so elastic or plastic is that the pore contents can be deformed.

Im Rahmen der Erfindung können die mit dem Bindemittel ver= mengten, mikroskopisch kleinen Hohlteilchen - wie schon erwähnt -entweder aus einem vom Bindemittel verschiedenen Material, z.B. In the context of the invention, the mixed with the binder, microscopic hollow particles - as already mentioned - either from one of the binder different material, e.g.

Kunststoff, oder aus dem Bindemittel selbst bestehen. Im erst= genannten Fall vereinfacht sich die Herstellung des erfindungs= gemäßen Bindemittels, weil die Hohlteilchen lediglich in das Bindemittel eingemischt«;erden brauchen. Im letztgenannten Fall hingegen ergibt sich der Vorteil, daß das Bindemittel keine Fremdstoffe enthält, welche die Eigenschaften der gebundenen Masse in irgend einer Weise beeinflussen könnten.Plastic, or consist of the binder itself. In the first = mentioned Case simplifies the production of the binder according to the invention, because the hollow particles are merely mixed into the binding agent. In the latter If, on the other hand, there is the advantage that the binder does not contain any foreign substances, which affect the properties of the bound mass in some way could.

Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit; daß. Furthermore, there is the possibility within the scope of the invention; that.

die einzelnen Hohlteilchen aus jeweils einer einen einzigen Hohlraum einschließenden, also umfanggeschlossenen Haut, Kruste oder Schale bestehen oder daß die einzelnen Hohlteilchen aus jeweils eine Vielzahl von Hohlräumen enthaltenden, z.B. stark porösen Körpern bestehen. Im erstgenannten Fall bestehen die Möglichkeiten, die Haut bzw. Schale undurchlässig oder durch= lässig zu gestalten. Im zweitgenannten Fall muß der Hohlraum= anteil der kleinen Körper selbstverständlich so groß sein, daß diese Körper noch so weit als Hohlkörper ansprechbar sind, als sie den ihnen zugedachten Zweck, die Bildung von Luftporen, zu erfüllen vermögen.the individual hollow particles each from a single cavity enclosing, so circumferentially closed skin, crust or shell exist or that the individual hollow particles each contain a multiplicity of hollow spaces, e.g. very porous bodies. In the first case, there are options to make the skin or shell impermeable or permeable = permeable. In the latter In this case, the cavity = proportion of the small bodies must of course be so large that that these bodies can still be addressed as hollow bodies as far as they are to them intended purpose, the formation of air pores, are able to fulfill.

Die Gefahr einer Entmischung, d.h. die Gefahr einer ungleich= mäßigen Verteilung der Hohlteilchen im Betongemenge, ist bei der erfindungsgemäßen Lösung, derzufolge diese Hohlteilchen in dem meist sehr feinkörnigen, mehligen Bindemittel, wie Zement, enthalten sind, von vornherein vergleichsweise gering, weil sich dieses hydraulische, feinvermahlene Bindemittel mit den Hohlteilchen gut und innig vermengen läßt und an den Hohlteilchen haftet sowie gleiche Adhäsæ sktEb Dennoch mag es im Rahmen der Erfindung zweckdienlich sein, dafür zu sorgen, daß die spezifischen Gewichte des Bindemittels bzw. der Hohlteilchen nicht allzu untersctiiedlich sind, sondern möglichst eng beisammen im gleichen Bereich liegen. The risk of segregation, i.e. the risk of uneven Distribution of the hollow particles in the amount of concrete is, in the case of the solution according to the invention, consequently these hollow particles in the usually very fine-grain, floury binder, such as cement, are contained comparatively low from the start, because this Mix hydraulic, finely ground binders well and intimately with the hollow particles leaves and adheres to the hollow particles as well as the same Adhäsæ sktEb Yet it may be useful within the scope of the invention to ensure that the specific The weights of the binding agent or the hollow particles are not too different, but are as close together as possible in the same area.

Man kann nun diese Erhöhung des spezifischen Gewichtes der Hohlteilchen auf ein dem Gewicht des Bindemittels gleichkommendes Ausmaß besonders günstig dadurch erreichen, daß die Hohlteilchen mit dem Bindemittel beschichtet werden. Es erhöht sich dadurch nicht nur das spezifische Gewicht, sondern auch die Haftung der Hohlteilchen an den Bindemittelteilchen sowie die innere Reibung des Hohlteilchen-Bindemittel-Trockengemenges. One can now increase the specific gravity of the hollow particles to an extent equal to the weight of the binder, thereby particularly favorably achieve that the hollow particles are coated with the binder. It increases This not only increases the specific weight, but also the adhesion of the hollow particles on the binder particles and the internal friction of the hollow particle-binder dry mixture.

Die Beschichtung der Hohlteilchen kann man im einfachsten Falle durch eine Haftung des Bindemittels an der Oberfläche der Hohlteilchen erzielen; eine solche Haftung kann beispiels= weise elektrostatisch bewirkt oder zumindest unterstützt sein, sie läßt sich aber auch einfach durch eine Rauhigkeit der Hohl= teilchenoberfläche erzielen. The coating of the hollow particles can be done in the simplest case achieve adhesion of the binder to the surface of the hollow particles; one such adhesion can, for example, be brought about or at least supported electrostatically but it can also be achieved simply by the roughness of the hollow particle surface achieve.

Man kann aber auch so vorgehen, daß man die auf den Hohl= teilchen gebildete Xndemittelschicht zu einer Haut bzw. Schale oder Kruste bindet, z.B. hydraulisch oder keramisch bindet, verklebt, verschmilzt oder verkrustet. Unter Umständen mag es ausreichen, die Hohlteilchen vor ihrer Vermengung mit dem Bindemittel zu befeuchten, beispielsweise zu besprühen oder zu bedampfen, wodurch sich dann um jedes Hohlteilchen eine feste, aus dem hydraulischen, abgebundenen Bindemittel bestehende Haut bzw. Schale bildet. But one can also proceed in such a way that the particles on the hollow = The middle layer formed binds to a skin or shell or crust, e.g. hydraulically or ceramic bonds, glues, fuses or encrusts. May like it is sufficient to moisten the hollow particles with the binder before they are mixed, for example to spray or to steam, which then around each hollow particle a firm skin or skin consisting of the hydraulic, set binding agent Shell forms.

Mit solchen Methoden lassen sich auch Hohlteilchen schaffen , die ausschließlich oder weitgehend aus dem Bindemittel selbst bestehen, indem nämlich temporär als Träger einer Bindemittel= schicht dienende , z.B. hohle oder auch voLle Teilchen nach Bindung dieser Schicht zu einer porösen , durchlässigen Schale entfernt , z.B. gelöst oder vergast, werden. Solche Hohlteilchen bestehen dann also zunächst bloß aus einem Trägerkörper , der voll oder hohl sein kann und mit dem Bindemittel beschichtet wird. Sobald dieses Bindemittel zu einer Schale, Haut oder Kruste gebunden ist und einen Hohlkörper bildet, kann dann der darin befindliche Trägerkörper zumindest teiLweise verflüchtigt , z.B. verdampft , gelöst oder ausgewaschen , werden und es bleibt der ganz oder weitgehend aus dem Bindemittel bestehende Hohl= körper zurück. Such methods can also be used to create hollow particles that consist exclusively or largely of the binder itself, namely by temporarily serving as a carrier of a binding agent = layer, e.g. hollow or full Particles are removed after this layer has bonded to form a porous, permeable shell , e.g. dissolved or gassed. Such hollow particles then exist initially simply from a carrier body, which can be full or hollow, and with the binding agent is coated. Once this binder is bound to a shell, skin or crust is and forms a hollow body, then the carrier body located therein can at least partially volatilized, e.g. evaporated, dissolved or washed out, and what remains is the hollow body consisting entirely or largely of the binding agent.

Man kann im Rahmen der Erfindung dafür sorgen , daß das die Beschichtung der Hohlkörper bildende Bindemittel zunächst nur anteilsweise abbindet, gerade nur so viel , um eine Haut bzw. Kruste zu bilden , um dann den Restanteil erst im Zuge der Verwendung des solche Hohlkörper enthaltenden Bindemittels abbinden zu lassen, wodurch sich solche Hohlkörper naturgemäß besonders fest und innig in das mit dem Bindemittel gefertigte Baumaterial einfügen. It can be ensured within the scope of the invention that the coating the binder forming the hollow body initially only partially sets, just only enough to form a skin or crust, so that the remaining portion is only added in the train the use of the binder containing such hollow bodies to set, whereby such hollow bodies are naturally particularly firm and intimate with the Insert binder-made building material.

Es empfiehlt sich weiters, für die Beschichtung der Hohlkörper ein besonders rasch abbindendes Bindemittel z.B. sogenannten Schnellzement, zu verwenden, um die Phase, innerhalb derer sich die auf den Hohlkörpern bildende B#indemittelbeschichtung ver= festigt, möglichst kurz zu halten. It is also recommended to use a coating for the hollow body to use particularly fast-setting binding agents, e.g. so-called rapid cement, about the phase within which the liquid coating that forms on the hollow bodies is formed solidified, to be kept as short as possible.

Ferner kann man dem die Beschichtung bildenden Bindemittel, z.B. Zement , ein die Klebrigkeit erhöhendes Mittel, wie es an sich bei der Verarbeitung von Spritzbeton bekannt ist, hinzufügen, z.B. ein Natriumaluminat, Natriumflorid, Soda od.dgl. Furthermore, the binder forming the coating, e.g. Cement, a stickiness-increasing agent, as it is in processing of shotcrete is known to add, e.g. a sodium aluminate, Sodium fluoride, soda or the like.

Sofern der Trägerkörper, wie oben dargelegt, nach Festigung der Bindemittelbeschichtung verflüchtigt werden soll, darf das Material dieses Trägerkörpers ~ wènn es beispielsweise im Anmachwasser des Betons oder Mörtels gelöst wird und im herzustellenden Baumaterial verbleibt - selbstverständlich keine ungünstigen Eigenschaften dieses Materiales zur Folge haben, es soll also zumindest inert sein; darüber hinaus ist aber im Rahmen der Erfindung anzustreben, daß dieses Material zur Verbesserung der Eigenschaften des fertigen Betons bzw. Mörtels beiträgt. So besteht beispielsweise die vorteilhafte Möglichkeit, die als Schichtträger wirkenden Teilchen aus einem nach der Lösung dieser Trägerteilchen im Anmachwasser wirksam werdenden Beton- oder Mörtelzusatzmittel, z.B. einem hydrophobierenden, plastifizierenden oder dichtenden Zusatzmittel, einem Abbindebe schleuniger oder Abbindeverzögerer, auszubilden. If the carrier body, as set out above, after the binder coating has set is to be volatilized, the material of this carrier body may ~ if it is, for example is dissolved in the mixing water of the concrete or mortar and in the building material to be produced remains - of course, no unfavorable properties of this material have the consequence that it should at least be inert; beyond that, however, is within the framework strive of the invention that this material to improve the properties of the finished concrete or mortar contributes. For example, there is the advantageous one Possibility of the particles acting as a support from one after the solution these carrier particles in the mixing water become effective concrete or mortar additives, e.g. a hydrophobizing, plasticizing or sealing additive, a Setting accelerators or setting retarders to train.

Die Herstellung der Hohlteilchen stößt'im Rahmen der Erfindung und unter Zuhilfenahme des Standes der Technik auf keine nennenswerten Schwierigkeiten: Man kann diese Hohlteilchen im einfachsten Fall, beispiels= weise aus Kunststoff, vorfertigen und dem Bindemittel hinzufügen und durch Vermengen einverleiben, wobei eine innige Vermengung mit dem Bindemittel zunächst ausreichen mag, um die Hohlteilchen im Trockengemenge gleichmaßig verteilt festzuhalten. The production of the hollow particles comes within the scope of the invention and With the aid of the state of the art, there were no significant difficulties: In the simplest case, these hollow particles can be made of plastic, for example, prefabricate and add to the binder and incorporate by mixing, with Intimate mixing with the binder may initially be sufficient to remove the hollow particles to be held evenly distributed in the dry mix.

Es besteht darüber hinaus die vorteilhafte Möglichkeit, für eine Beschichtung dieser Hohlteilchen mit dem Bindemittel zu sorgen, sei es durch eine elektrostatisch bewirkte oder unterstützte Haftung oder dadurch, daß die Beschichtung während oder nach ihrer Aufbringung zu einer Schale bzw. Haut oder Kruste verfestigt wird. There is also the advantageous option for a Coating these hollow particles with the binder, be it by a electrostatically induced or assisted adhesion or by the fact that the coating during or after their application to a shell or skin or crust solidified will.

Ein großer Vorteil dieser erfindungsgemäßen LehrebbUestEt 'Zrin, daß nunmehr die Porenträger unmittelbar aus dem Bindemittel erzeugt werden und bestehen, wobei die wasserlösliche Substanz dieser Poren träger zwar einen kleinen Teil des Bindemittels verbraucht, jedoch die Herstellung der Porenträger erheblich verbilligt wird. A great advantage of this educational bust according to the invention 'Zrin, that now the pore carriers are produced and consist directly of the binding agent, although the water-soluble substance of these pores is a small part of the carrier Binder consumed, but the production of the pore carriers is considerably cheaper will.

Beispielsweise Icann die aus dem Bindemittel selbst bestehende Schicht durch Befeuchten hydraulisch gebunden werden, man kann aber die Bindung auch durch Hinzufügen eines-klebers, eines fremden Bindemittels od.dgl. herbeiführen. Schließlich besteht grundsätzlich auch noch die Möglichkeit, die Bindung thermisch zu bewirken, beispielsweise durch Erwärmung ein eingemischtes Bindemittel zu aktivieren oder die Hohlteilchen, wenn sie aus thermoplastischem Material bestehen, durch Anschmelzen mit der an ihnen haftenden Beschichtung zu vereinigen. For example, the layer consisting of the binder itself can be used be hydraulically bound by moistening, but you can also bind through Adding a glue, a foreign binder or the like. bring about. In the end there is basically also the possibility to effect the bond thermally, for example to activate a mixed-in binder by heating or the hollow particles, if they consist of thermoplastic material, by melting to unite with the coating adhering to them.

Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die schon oben erw:ahnten, ausschließlich aus Bindemittel bestehenden Hohl= teilchen herzustellen, indem mit-ßindemittel beschichtete hohle oder volle Teilchen, z.B. Wassertröpfchen, Eiskörnchen, Thermos plaste, Styroporkörnchen od.dgl., nach Bindung einer Bindemittel= beschichtung durch ein Verdunsten, Verdampfen, Auflösen, Vergasen, Verbrennen od.dgl. aus der vom Bindemittel gebildeten, durch3 lässigen Schale bzw. Haut oder Kruste zumindest teilweise entfernt bzw. verflüchtigt werden, worauf dann die leere Beschichtung für sich allein einen nur oder überwiegend aus dem Bindemittel bestehenden hohlen oder porösen Körper bildet. Finally, there is also the possibility of those already mentioned above: Hollow particles consisting exclusively of binding agents can be produced by using with binding agents coated hollow or solid particles, e.g. water droplets, ice granules, thermos plastic, styrofoam granules or the like., After binding a binder = coating through an evaporation, evaporation, dissolving, gasifying, burning or the like. from the from the binder formed, permeable shell or skin or crust is at least partially removed or are volatilized, whereupon the empty coating is one on its own hollow or porous body consisting only or predominantly of the binder forms.

Beispielsweise kennen nach dieser Lehre Wassertröpfchen oder Eiskörnchen mikroskopisch kleinen Durchmessers in einen aus Blndemittelstaub; vorzugsweise Zementstaub, gebildeten Nebel eingesprüht werden, sçobei-sich dann um solche Tröpfchen oder Körnchen eine Haut aus ganz oder teislwelse abgebundenem Zement bildet, die - nach Verdunsten des darin enthaltenen Wassers -einen Hohlraum einschließt. For example, according to this doctrine, know water droplets or ice grains microscopic diameter in one made of binder dust; preferably cement dust, mist formed are sprayed in, then around such droplets or granules forms a skin of completely or partially set cement, which - after evaporation of the water it contains - encloses a cavity.

Weiteres besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, flüssige oder feste, jedenfalls aber wasserlösliche Substanzen in der erforderlichen Partikelgroße dem hydraulischen Binde= mittel hinzuzufügen und diese Partial damit zu beschichten. There is also the possibility of using liquid within the scope of the invention or solid, but in any case water-soluble substances in the required particle size to the hydraulic binding agent and to coat this partially with it.

In Anbetracht dessen, daß sich diese Partikel bzw. deren wasserlösliche Anteile langsamer im SwLnachwasser lösen als der mit dem Bindemittel herzustellende Betonkörper zur Gelierung oder Aushärtung benötig8, hinterbleibt im fertigen Beton anstelle eines jeden Partikals ein in sich geschlossener Hohlraum, welcher als Pore definierbar ist. Man kann aber auch eine wasserlösliche Substanz mit einer wasserunlöslichen zum Zweck der Herstellung solcher porenbildender Partikel vermengen, damit der wasserunlösliche Anteil in der sich nach Auflösung des wasserlöslichen Anteiles bildenden Pore verbleibt und dort eine Stützfunktion ausübt.In view of the fact that these particles or their water-soluble Dissolve fractions more slowly in the water afterwards than that to be produced with the binding agent Concrete body required for gelation or hardening8, remains in the finished concrete instead of each particle a self-contained cavity, which is called a pore is definable. But you can also mix a water-soluble substance with a water-insoluble one mix for the purpose of producing such pore-forming particles, so that the water-insoluble Part remains in the pore that forms after dissolution of the water-soluble part and has a support function there.

Wesentlich ist in allen oben erläuterten Varianten, daß luftporenbildende Partikel eine fest oder nur schwachhaftende Bindemittelhaut erhalten, die - nach Aufnahme von Wasser -eine hohlraumumschließende Kruste bildet. Das Einbringen dieser vorgefertigten luftporenbildenden Partikel in das Bindemittel kann schon längere Zeit vor der Mischung, aber auch erst knapp vor Verwendung des Bindemittels erfolgen. Die tasse der Partikel kann auf beliebige Weise Weise zum Verschwinden gebracht oder verringert werden, also z.B. auf chemische oder physikalische Art, durch chemische Reaktion oder durch Verdampfen, Lösen usw. It is essential in all of the variants explained above that air-entraining Particles get a firm or only weakly adhesive binder skin, which - after Absorption of water - forms a cavity-enclosing crust. Bringing this in prefabricated air-entraining particles in the binder can last longer Time before mixing, but also just before using the binder. The cup of particles can be made to disappear in any way or be reduced, e.g. in a chemical or physical way, by chemical Reaction or by evaporation, dissolution, etc.

Der Zeitpunkt der Krustenbildung, z.B. einer Kruste aus Zement staub, ist im Rahmen der Erfindung frei bestimmbar, spätestens muß diese Krustenbildung im abbindenden Beton erfolgen, um sodann im fertigen Beton den gewunschten Porenhohlrautn einzu= schließen. The time of crust formation, e.g. a crust made of cement dust, is freely determinable within the scope of the invention, at the latest this crust formation must take place in the setting concrete, in order to then create the desired hollow pores in the finished concrete to include = to close.

Es können ferner die mit dem Bindemittel ze beschichtenden Teilchen aus einer BnuLsion, Dispersion oder Lösung mit einem bei niedriger Temperatur verdampfenden oder chemisch reagierenden Anteil, der auch Wasser sein kann, und einem festen oder sich verfestigenden Anteil, z.B. aus einer Paraffin-nnulsion , bestehen, die dann im fLussigen Zustand in Form von feinen Tröpfchen mit Bindemittel beschichtet wird, worauf der verdampfbare oder wäßrige Anteil verdampft bzw. chemisch gebunden wird und der unverdampfte Rest, z.B. als poröser oder hohler sphärischer Körper, einen Träger für die Bindemittelschicht verkörpert. The particles coated with the binder can also be used from a BnuLsion, dispersion or solution with a vaporizing at low temperature or chemically reacting part, which can also be water, and a solid or solidifying part, e.g. from a paraffin emulsion, which then is coated with binding agent in the liquid state in the form of fine droplets, whereupon the vaporizable or aqueous fraction is vaporized or chemically bound and the unevaporated remainder, e.g. as a porous or hollow spherical body, one Embodied carrier for the binder layer.

Es sind dies lediglich einige wenige Beispiele für die technologischen Möglichkeiten der Herstellung mikroskopisch kleiner Hohiteilchen, wie sie für ein erfindungsgemäß zusammen= gesetztes Bindemittel erforderlich sind. Diese Beispiele sollen aufzeigen, daß hinsichtlich dieser Herstellung keine nennen werten Schwierigkeiten für eine praktische Verwirklichung des Erfindungsgedankens auftreten können. These are just a few examples of the technological ones Possibilities of producing microscopic hollow particles like those for a according to the invention composed binders are required. These examples are intended to show that there are no difficulties worth mentioning with regard to this production for a practical realization of the inventive idea can occur.

Nachstehend seien einige Ausführungsbeispiele des erfindungs= gemäßen Verfahrens erläutert. Below are some exemplary embodiments of the invention Procedure explained.

Beispiel 1: Gelatine wurde fein gemahlen, und das Mahlprodukt wurde so ausgesiebts daß die einzelnen Partikel einen Durchmesser von 0,05 bis 0,1 mm darstellten. Gelatine wurde gewählt , weil es eine Substanz ist, welche sich wohl in Wasser löst, und weil der Lösungsprozeß , bedingt durch einen erforderlichen Quell= vorgang , ziemlich lange dauert , d.h. jedenfalls länger dauert als eine herkowmliche Betonmischung zum Gelieren und Abbinden benötigt. Einer Mischung, bestehend aus Portland-Zement und einem Zuschlagstoff mit einer Körnung von 0 - 8 mm Korngröße , in der Sieblinie der DIN-Norm entsprechend und dem zugehörigen Wasseranteil unter Berücksichtigung des üblichen l-Faktors wurden 2 Gew-% des Gelatine-Mahiproduktes bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Portland-Zementes hinzugefügt und vermischt. Nach erfolgter Aushärtung des erzeugten Betons konnte an angeschliffenen Teilen des Formlinges dessen Poren= struktur mit dem Mikroskop festgestellt werden. Eindeutig hatte sich jeder Gelatine-Partikel im Anmachwasser des Betons aufgeht löst und einen Hohlraum bzw. eine Pore hinterlassen. Example 1: Gelatin was finely ground and the mill product became sieved so that the individual particles have a diameter of 0.05 to 0.1 mm represented. Gelatin was chosen because it is a substance that is comfortable dissolves in water, and because the dissolution process, due to a required Swelling = process, takes a long time, i.e. at least takes longer than one conventional concrete mix required for gelling and setting. A mixture consisting made of Portland cement and an aggregate with a grain size of 0 - 8 mm , in according to the grading curve of the DIN standard and the associated The water content, taking into account the usual 1-factor, was 2% by weight of the gelatin mahi product added and mixed based on the weight of the Portland cement used. After the concrete produced had hardened, sanded parts could be used of the molding whose pore structure can be determined with the microscope. Clearly every gelatin particle had dissolved in the mixing water of the concrete and one Leave a cavity or a pore.

Beispiel 2: Aus 50 Gew-% Wasser und 50 Gew-% Paraffin wurde eine Emulsion hergestellt , die so beschaffen war , daß die einzelnen Paraffintröpfchen einen Durchmesser von nur ein bis drei Mikron aufwiesen. Anschließend wurde die erhitzte Emulsion versprüht und zwar derart, daß während des Versprühens der Sprühnebel abkühlen konnte , so daß kleine Tröpfchen der erstarrten Emulsion anfielen, deren Durchmesser etwa 0,03 mm betrug. Example 2: 50% by weight of water and 50% by weight of paraffin became a Emulsion prepared, which was such that the individual paraffin droplets were only one to three microns in diameter. Then the heated emulsion sprayed in such a way that the spray mist during the spraying could cool, so that small droplets of the solidified emulsion were obtained, their Diameter was about 0.03 mm.

Diese erstarrten Tröpfchen wurden wie im Beispiel 1 zu einem Betonformling verarbeitet,und und nach dessen Aushärtung konnten im Beton Hohlräume von durchschnittlich 0,-05 mm nachgewiesen werden, welche partiell kristallines Paraffin enthielten.As in Example 1, these solidified droplets became a concrete molding processed, and and after its hardening could in the concrete cavities of average 0, -05 mm can be detected, which contained partially crystalline paraffin.

Beispiel 3: Eine Paraffin-Wasser-Emulsion wie im Beispiel 2 wurde unmittel= bar in Zement versprüht. Die Sprüheinrichtung verfügte über Organe zur Regelung des Druckes , der Fördermenge und der Düsen= größe , so daß Tröpfchen vorbestimmter Größe erzeugt werden konnten. Example 3: A paraffin-water emulsion as in Example 2 was used sprayed immediately in cement. The spray device had organs at its disposal Regulation of the pressure, the flow rate and the nozzle size, so that droplets are predetermined Size could be generated.

Im Beispielsfall hatten die Tröpfchen eine. mittlere Größe von 0,07 mm. Der besprühte Zement wurde mittels eines Förderbandes in einer dünnen Schicht gefördert.In the example case, the droplets had one. mean size of 0.07 mm. The sprayed cement was deposited in a thin layer by means of a conveyor belt promoted.

Innerhalb kurzer Zeit legten sich an der Oberfläche der Tröpfchen erwartungsgemäß Feinteilchen des Zementes an und bildeten nach dem Abbinden einen vergleichsweise festen Mantel, wobei sie zu einem Hohlkörper erstarrten, der als Porenträger im Sinne der Erfindung anzusehen ist. Within a short time, the droplets settled on the surface As expected, fine particles of the cement appeared and formed one after setting comparatively solid shell, where they solidified into a hollow body, which as Pore carriers is to be viewed in the context of the invention.

Im Rahmen der Erfindung stehen noch mannigfache Möglichkeiten für eine Verbesserung der Effizienz der erfindungsgemäßen, ziel= strebigen Verfahrensmaßnahmen offen. In the context of the invention there are still many possibilities for an improvement in the efficiency of the goal-oriented procedural measures according to the invention open minded.

So kann beispielsweise jenen Partikeln , welche die Bildung der Luftporen bewirken, indem sie gelöst , verdampft oder vergast werden, ein Anteil eines Luftporenbildners hinzugefügt werden? welcher bei der Bewegung des noch nicht ausgehärteten Betons , d.h. beim Mischen und Verarbeiten, zu;einer Vergrößerung der sich bildenden Luftpore führt. Auf diese Weise kann an dem für die Herstellung der Partikel verwendeten Material gespart werden. For example, those particles that cause the formation of air pores effect, by being dissolved, vaporized or gasified, a proportion of an air-entraining agent to be added? which when moving the not yet hardened concrete , i.e. during mixing and processing, to; an enlargement of the air pore that forms leads. In this way it can be used for the production of the particles Material can be saved.

Wie schon oben erwähnt , können die porenbildenden, als Träger einer Bindemittelkruste dienenden Partikel vorteilhafter= weise aus Materialien bestehen, deren Vorhandensein der Qualität des Endproduktes, also des erhärteten Betons oder Mörtels, dienlich ist. Beispielsweise kann ein auf diese Art erfolgender Zusatz chemischer Produkte bei der Herstellung von Beton oder Mörtel auf dessen Abbindezeit, Festigkeit oder Dichte Einfluß nehmen oder dessen Verarbeitbarkeit als Plastifizierer begünstigen. As already mentioned above, the pore-forming, as a carrier of a Binder crust serving particles advantageously = consist of materials, their presence the quality of the end product, i.e. the hardened concrete or Mortar that is useful. For example, an addition made in this way chemical products in the production of concrete or mortar on its setting time, Strength or density influence or its processability as a plasticizer favor.

Solcherart kann allein durch Wahl des Bindemittels ein Poren= beton bestimmter Eigenschaften zielführend bestimmt und hergestellt werden , ohne daß es hiezu der Einhaltung einer komplizierten Rezeptur bei der Anfertigung des Trockengemenges bedarf. Gleich= wohl läßt sich aber erfindungsgemäßes Bindemittel mit gewöhnlichem Bindemittel beliebig mischen und in bestimmten Anteilen hinzufügen. A porous concrete can be achieved in this way simply by choosing the binding agent certain properties can be determined and produced in a targeted manner without it includes adherence to a complicated recipe when preparing the dry mix requirement. At the same time, however, the binder according to the invention can be mixed with ordinary Mix the binder as desired and add in certain proportions.

Claims

Claims: 1. Hydraulic binder, especially cement-based, characterized in that it is hollow particles in finely divided form, preferably spherical hollow particles with a maximum diameter below 0.1 mm, preferably below 0.05 mm.

2. Binder according to claim 1, characterized in that the with Hollow particles constricted by the binder and made of a different binder Material, e.g. made of plastic.

3. Binder according to claim 1, characterized in that the with the binder mixed hollow particles are formed from the binder itself.

4. Binder according to claim 2 or 3, characterized = characterized that the individual hollow particles each enclose a single hollow space Shell, skin or crust.

5. Binder according to claim 2 or 3, characterized in that the individual hollow particles from each enclosing a multitude of hollow spaces, e.g. porous bodies.

6. Binder according to claims 2, 4 and 5, characterized in that that the hollow particles are coated with the binder.

7. Binder according to claim 6, characterized in that the coating adheres to the hollow particles, e.g. electrostatically.

8. Binder according to claim 6, characterized in that the on the binder layer formed by the hollow particles is bonded, e.g., hydraulically or ceramically is bound, glued, fused or encrusted.

9. Binder according to claim 8, characterized in that the the Coating-forming binder is initially only partially set to to allow the remaining portion to set only in the course of using the binder.

10. Binder according to claim 6, 8 or 9, characterized in that that the binder forming the coating consists of a rapidly setting cement (Rapid cement).

11. Binder according to one of claims 6 and 8 to 10, characterized characterized in that the binder forming the coating, e.g. the stickiness-increasing additive, e.g. a sodium aluminate, a sodium fluoride or Soda, is added.

12. Binder according to claims 1, 2 or 8 to 11, characterized in that that initially as a carrier of a binder = layer serving particles after binding this layer can be removed, e.g. detached, to form a porous shell, skin or crust or gasifiable. '

13. Binder according to claim 12, characterized in that that the particles serving as the support consist of one after it has been dissolved in the mixing water concrete or mortar additive that becomes effective, e.g. a hydrophobizing, plasticizing; sealing agent, a setting accelerator or retarder, exist.

14. Process for the production of hollow particles for a hydraulic Binder according to one of Claims 3 to 13, characterized in that prefabricated hollow or void-containing particles, preferably spheres, with binder be coated.

15. The method according to claim 14, characterized in that the coating during or after their application to the particles to form a shell or skin Crust, - is bound (solidified).

16. The method according to claim 15, characterized in that the from the binding agent itself existing coating by moistening hydraulically, at least partially, is bound.

17. The method according to claim 15, characterized in that the coating by adding an adhesive or the like.

is bound.

18. The method according to claim 15, characterized in that the coating thermally, e.g. by melting thermoplastic hollow particles.

i9. Process for the production of cases for a hydraulic binder according to claim 2 or 3, characterized in that first coated with binder Particles, e.g. liquid droplets, ice granules, thermoplastics, styrofoam granules or the like., after binding the binder layer by evaporation, evaporation, dissolving, Gasification, burning or the like. from the porous shell or Skin or crust at least tPt DS ¢ D removed (volatilized) will, whereupon the blend medium layer of the individual particle each has one or more Includes voids.

20. The method according to claim 19, characterized in that the with Binder particles to be coated from an emulsion, dispersion or solution with a portion that evaporates at low temperature and a solid or self solidifying part, e.g. from a paraffin emulsion, which in the liquid State is coated with binder in the form of droplets, whereupon the The aqueous part evaporates or chemically bound and the remaining part, e.g. as porous or hollow body, embodies a carrier for the binder layer.

21. The method according to claim 19 or 20, characterized in = characterized that the coating of liquid droplets, ice grains or the like. volatilizable Carrier particles by spraying them into a powdered binder formed mist, e.g. a cement powder mist, takes place.

22. A method for using a binder according to any one of the claims 1 to 13, characterized in that it is a predetermined proportion of a total shortage of binder mixed with other binders or as a concentrate of such other binders will be added.