DE914951C

DE914951C - Masse zum Beschleunigen des Abbindens von zementhaltigen Moerteln oder Betonmischungen

Info

Publication number: DE914951C
Application number: DEH3073A
Authority: DE
Inventors: Sidney George Henderson
Original assignee: SIDNEY GEORGE HENDERSON
Current assignee: SIDNEY GEORGE HENDERSON
Priority date: 1950-01-12
Filing date: 1950-05-25
Publication date: 1954-08-16

Description

Masse zum Beschleunigen des Abbindens von zementhaltigen Mörteln oder Betonmischungen Die Erfindung bezieht sich auf das Erhärten von Betonmischungen. Die Kunst, Betonmischungen zum Erhärten zu bringen, ist bekannt. Solche Mischungen bestehen gewöhnlich aus einem gewaschenen groben Füllstoff, wie z. B. Kies oder Sand, gemischt mit Portlandzement und Wasser. Die nasse Mischung wird in die gewünschte Form geschüttet oder gegossen und bindet dann ab.
Es kommt oft vor, daB ein schnelleres Erhärten des Betons erwünscht ist.
Die Erfindung besteht darin, eine billige Masse zu schaffen, die in kleinen Anteilen der Betonmischung zugefügt, das Abbinden der Betonmischung beschleunigt, ohne deren Zusammensetzung wesentlich zu ändern.
Die Erfindung betrifft eine Masse, die zementhaltigen Mörteln oder Beton beigemischt wird, um das Erhärten zu beschleunigen. Es handelt sich um eine halbflüssige Masse oder einen Schlicker aus Kalziumsulfat und einem gallertartigen Hydroxyd oder gallertartigen Hydroxyden von dreiwertigen Metallen. Beispielsweise 'sind Eisenhydroxyd und Aluminiumhydroxyd gut geeignet, die im Rahmen der Erfindung einzeln oder gemeinsam verwendet werden können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine halbflüssige Masse von Metallhydroxyd und Kalziumsulfat, im weiteren als Schlicker bezeichnet, durch Reaktion von Kalziumhydroxyd mit einem Sulfat eines dreiwertigen Metalls gewonnen: Um dieses Gemisch von Kalziumsulfat und einem Hydroxyd eines dreiwertigen Metalls zu erhalten; wird vorzugsweise Kalziumhydroxyd mit Ferrisulfat zur Reaktion gebracht. Das letztere ist billig und in der chemischen Industrie fertig erhältlich. Präparate, die dreiwertiges Metallhydroxyd und Kalziumsulfat enthalten und die zur Behandlung von industriellen Abfallsäuren verwendet werden, sind zur Anwendung für die Zwecke der Erfindung geeignet.
Das Kälziumsulfat wird vorzugsweise in kolloidaler Form, also in Form sehr feiner Teilchen, angewendet. Dieser Zustand wird durch Reaktion von Kalziumhydroxyd mit einem Sulfat eines dreiwertigen Metalls, wie beschrieben, erreicht.
Gemäß der Erfindung wird beispielsweise ein Schlicken aus Eisenhydroxyd und Kalziumsulfat einer gebräuchlichen Betonmischung zugesetzt und damit vermischt. Die Mischung wird dann in üblicher Weise verwendet. Es werden nur kleine Mengen des Schlickers benötigt.
Die folgenden Beispiele zeigen die Wirkung kleiner Schlickerbeimengungen zu Betonmischungen. Festbestandteile des Schlickers 4,5 °/p (Gewichtsanteile).

Die Mischungen wurden im Laboratorium erstellt, Prüfstücke daraus hergestellt und nach verschiedenen Abbindezeiten zerdrückt.

Gewichtsanteile

Sand...................... 6oo 6oo 6oo

Zement... ................ 6o 6o 6o

Wasser . : . . . . . : . . . . . . . . . . . . 70 _ 7o hiervon 22 Teile 7o hiervon 44 Teile

im Schlicken im Schlicken

enthalten enthalten

Schlicken . . . . : : . . . ... . , : . . . . - 23 (22 Teile Wasser 46 (4.4. Teile Wasser

und i Teil feste und 2 Teile feste

Stoffe) Stoffe)

Druckfestigkeit in kg/cm'

Nach i Tag . . . . . . . . . . . . . . . . 1,45 3'S _ 5'25

Nach 2 Tagen . . . . . . : . . . . 6,5 I3;5 mehr als 13,5

Es ist zu ersehen, daß trotz des sehr kleinen Zusatzes von Schlicken, der, bezogen -auf das Trockengewicht, nur 1/, °/a beträgt, das Abbinden wesentlich bcschleunigt wird. Weiterhin ist gefunden worden, daß Schlicken, der nur sehr geringe Anteile von Eisenhydroxydgel besitzt, eine erhebliche Beschleunigung der Härtezeit der Betonmischungen bewirkt. Ein solcher Schlicken wird aus i Teil Eisensulfat in Lösung mit 2 Teilen Kalziumsulfat und Neutralisierung der Mischung mit Kalziumhydroxyd hergestellt.

Der Schlicken kann in vielfältiger Art hergestellt werden. Zur Erläuterung seien die folgenden Beispiele angeführt: i. Eine wäßrige Eisensulfatlösüng, die mit Kalziumhydroxyd zur Reaktion gebracht wird, ergibt einen Schlicken aus Eisenhydroxyd und Kalziumsulfat; 2. eine Abfallauge, die im wesentlichen Eisensulfat enthält, z: B. Abfallbeize aus Eisen- und Stahlwerken, wird mit Kalziumhydroxyd neutralisiert.
Da Beizflüssigkeiten häufig mehr Ferro- als Ferrisulfat enthalten, werden diese durch Einblasen von Luft oxydiert.
U m eine günstige Mischung zu erhalten, wird ein Schlicken mit etwa 5 % festen Anteilen hergestellt. Durch Filter gepreßter Schlicken, der bis zu 25"/, feste Anteile enthielt, ist ebenfalls als Abbindebeschleunigungsmittel verwendbar; er ist aber auf Grund seiner Dickflüssigkeit schwierig mit Betonmischungen zu vermengen. Es ist gefunden worden, daß die Abbindebeschleunigong erheblich verringert wird, wenn der Schlicken, der Ferrihydroxyd und Kalziumsulfät enthält, vor dem Beimischen zum Beton getrocknet wird, Der Sshlicker wird der Betonmischung in einem Anteil von etwa 1/Z Gewichtsprozent der Gesamtmischung, auf Trockengewichtsbasis berechnet, beigesetzt.

Die Erfindung ümfaßt außerdem die Anwendung des Schlickers als Zusatz zu Hochofenzement oder Mörteln oder Betonen, die hieraus hergestellt sind. Hochofenzement wird hergestellt durch trockenes Vermahlen von Hochöfenschlacke mit Portlandzementklinken. Die Hochofenschlacke kann jedoch auch naß gemahlen und nach Zusatz von Portlardzement bei der Bereitung der Betonmischung in Form von Schlamm verwendet werden. Solche Zemente und Zementmischungen haben den Nachteil, daß sie sehr langsam abbinden, so daß in verschiedenen Fällen der Zusatz von Schlicken nach der Erfindung eine wesentliche Beschleunigung des Abbindens ergibt. Der Schlicken kann der Hochofenschlacke entweder in der Naßmühle oder im Betonmischer mit dem zusätzlich erforderlichen Anmachwasser zugesetzt werden. Diese Methode wird vorzugsweise bei großen Arbeiten angewendet, da sie ein vorzeitiges Abbinden des Zementschlamms vermeidet, Prüfungen, die im Laboratorium durchgeführt wurden und bei denen die gleichen Verfahren wie im vorhergenannten Beispiel angewandt wurden, zeigten folgende Ergebnisse:

Gewichtsanteile

Chelford Sand ............. 6oo 6oo 6oo

Portlandzement............. 30 30 30

Hochofenschlacke........... 30 30 30

Schlicker . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 23 (1 Teil feste Stoffe 46 (2 Teile feste Stoffe

und 22 Teile und 44 Teile

' Wasser) Wasser)

Gesamtwassermenge . . . . . . . . . 70 70 70

Druckfestigkeit in kg/cm2

Nach 2 Tagen . . . . . . . . . . . . . . I 3,9 5,25 8

Feste Schlickeranteile ....... I 4,5%

Es ist zu beachten, daß bei der Herstellung von Betonmischungen zur Bemessung des Anmachwassers das im Schlicker befindliche Wasser mit in Rechnung zu stellen ist. Der Schlicker, der unter Verwendung von Aluminiumsulfat hergestellt ist, eignet sich besonders für S--hlacken mit niedrigem Tonerdegehalt.

Zement- oder Betonmischungen, die einen Zuschlag von Schlicker nach der Erfindung enthalten, haben ' auch eine höhere Zugfestigkeit, sind leichter zu bearbeiten und neigen nicht zum Zerfall in ihre Bestandteile. Die Menge des zugefügten Schlickers ist keineswegs auf die in den Beispielen angegebenen Mengen beschränkt. Die dort angegebene Quantitäten zeigen jedoch nach der Erfahrung die gewünschten Resultate und sind in der Praxis wirtschaftlich. Es ist gefunden worden, daß der nach vorbeschriebenen Methoden hergestellte Schlicker bessere Resultate ergibt als ein Brei, der durch Zusatz von Ferrihydroxyd zu Kalziumsulfat hergestellt wurde, selbst wenn das Kalziumsulfat durch Zusatz von verdünnter Schwefelsäure vor dem Zufügen des Ferrihydroxyds ebenfalls in Schlickerform übergeführt wurde. Das bessere Ergebnis wird auf die Tatsache zurückgeführt, daß sich die Ferri- oder anderen Metallhydroxyde und das Kalziumsulfat in status nascende befinden, nachdem die chemische Reaktion zwischen dem Metallsulfat und Kalziumhydroxyd stattgefunden hat.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Masse zum Beschleunigen des Abbindens von zementhaltigen Mörteln oder Betonmischungen, gekennzeichnet durch einen wäßrigen Schlicker aus Kalziumsulfat und dem gallertartigen Hydroxyd eines dreiwertigen Metalls oder solchen von dreiwertigen Metallen.
2. Masse zum Beschleunigen des Abbindens von zementhaltigen Mörteln oder Betonmischungen nach Anspruch i, gekennzeichnet durch das Gemisch einer Lösung des Sulfats eines dreiwertigen Metalls oder der Sulfate von dreiwertigen Metallen mit Kalziumhydroxyd.
3. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aluminiumhydroxyd als Metallhydroxyd.
4. Masse nach Anspruch j:, gekennzeichnet durch Ferrihydroxyd als Metallhydroxyd. 5_.
Hasse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus Ferrisulfat und Aluminiumsulfat mit Kalziumhydroxyd.
6. Masse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Ferrisulfat als Metallsulfat.
7. Masse nach Anspruch ä, gekennzeichnet durch Aluminiumsulfat als Metallsulfat. B.
Masse nach Anspruch r, gekennzeichnet durch kolloidales Kalziumsulfat als Kalziumsulfatanteil.
9. Verfahren zur Herstellung einer Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ferrisulfat eine Abfallbeizflüssigkeit verwendet wird, die der Einwirkung der Luft ausgesetzt worden ist, um das darin enthaltene Ferrosulfat in Ferrisulfat umzuwandeln. io.
Verfahren zur Herstellung von zementhaltigen Mörteln oder Betonmischungen unter Verwendung von Massen nach den Anbprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Schlicker enthaltene Wasser als Annlachewasser der Mörtel- oder Betonmischung in Rechnung gestellt wird. ii.
Verfahren nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von HochofenschIacke enthaltenden Mörtel- oder Betonmischungen der Schlicker während des Naßmahlens der Schlacke zugesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch ir, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlicker dem Zement, dem Mörtel oder der Betonmischung zugesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch ii oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlicker in Mengen von etwa 1/2 Gewichtsprozent der Gesamtmischung, als Trockengewicht berechnet, zugesetzt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 38 692; 174 840, 432 723.