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WO2011113694A1 - Selbstverdichtender beton, verfahren zu dessen herstellung und verwendung des selbstverdichtenden betons zur herstellung einer betonschicht - Google Patents

Selbstverdichtender beton, verfahren zu dessen herstellung und verwendung des selbstverdichtenden betons zur herstellung einer betonschicht Download PDF

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WO2011113694A1
WO2011113694A1 PCT/EP2011/053084 EP2011053084W WO2011113694A1 WO 2011113694 A1 WO2011113694 A1 WO 2011113694A1 EP 2011053084 W EP2011053084 W EP 2011053084W WO 2011113694 A1 WO2011113694 A1 WO 2011113694A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concrete
mass
cement
proportion
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/053084
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kay André BODE
Alexander Flohr
Andrea Dimmig-Osburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bauhaus Universitaet Weimar
Original Assignee
Bauhaus Universitaet Weimar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE201010061818 external-priority patent/DE102010061818B3/de
Application filed by Bauhaus Universitaet Weimar filed Critical Bauhaus Universitaet Weimar
Publication of WO2011113694A1 publication Critical patent/WO2011113694A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04Portland cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0027Standardised cement types
    • C04B2103/004Standardised cement types according to DIN
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00103Self-compacting mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/72Repairing or restoring existing buildings or building materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • Self-compacting concrete process for its production and use of the self-compacting concrete to produce a concrete layer
  • the invention relates to a self-compacting concrete according to the features of the preamble of claim 1 or 3, a method for producing a self-compacting concrete according to the features of the preamble of claim 5 or 7 and a use of a self-compacting concrete according to the features of the preamble of claim. 9
  • a disadvantage of the previous solutions is that in the renovation / repair of listed concrete surfaces / facades often required original structures can not be produced. The surface does not correspond to a switched concrete surface. In addition, restricted accessibility often prevents professional renovation.
  • the easily compressible or self-compacting concrete has proportions of cement and water, wherein the cement content is more than 400 kg / m 3 and in the processing state, the ratio of the mass of water content to
  • Cement content is less than 0.4.
  • the invention is based on the object to provide an improved self-compacting concrete, which is particularly suitable for creating thin concrete layers, and further to provide a method for producing such a self-compacting concrete and a use of self-compacting concrete.
  • the object is achieved by a self-compacting concrete with the features of claim 1 or 3, a method for producing a self-compacting concrete with the features of claim 5 or 7 and a use of self-compacting concrete with the features of
  • a self-compacting concrete has in a first inventive
  • Embodiment a proportion of at least 300 kg of blast furnace cement per m 3 of concrete, wherein the blast furnace cement has a proportion of 20 percent by mass to 64 percent by weight Portland cement clinker and a share of 36 percent by mass to 80 percent by mass blastfurnace slag.
  • Such blast furnace cement is known from the European standard EN 197 under the short name CEM III.
  • the blast furnace cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and a maximum of 62.5 N / mm 2 after 28 days. This applies to blast furnace cements CEM III with the standardized cement strength class 32.5 and 42.5.
  • the self-compacting concrete in the first embodiment according to the invention has a content of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete. Furthermore, the self-compacting concrete in the first embodiment of the invention has a share of at least 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, wherein the aggregate has a maximum grain size of 8 mm maximum.
  • a maximum grain size of 8 mm means that a maximum diameter of the stones or grains of the aggregate is 8 mm maximum.
  • the aggregate is preferably porphyry gravel, which has a low elastic modulus.
  • the self-compacting concrete also contains in the first embodiment of the invention, a styrene-acrylate copolymer in a proportion of 5 percent by mass to 15 percent by mass, preferably 5 percent by mass of the blast furnace cement.
  • a copolymer is formed, for example, as a dispersion and has, for example, a solids content of about 50 percent by mass.
  • the self-compacting concrete is polymer modified by the styrene-acrylate copolymer.
  • the self-compacting concrete in the first embodiment according to the invention has a high-performance flow agent based on polycarboxylate ether with a proportion of not more than 2% by mass of the blastfurnace cement, preferably about 4 kg per m 3 of concrete. If necessary, an exact dosage should be adapted in each case by tests in order to ensure optimum flowability of the self-compacting concrete.
  • the self-compacting concrete has water in a water / cement ratio of not more than 0.55.
  • a self-compacting concrete in a second embodiment of the invention has a proportion of at least 300 kg Portlandkompositzement per m 3 concrete, the Portlandkompositzement has as main constituents a share of 65 mass percent to 94 percent by weight Portland cement clinker and a share of 6 percent by mass to 35 percent by mass of at least one Umahlstoffes.
  • the Zumahlstoff or the majority of Zumahlstoffen can / can for example, granulated slag, pozzolan, fly ash and / or limestone.
  • Such a Portland composite cement is known from the European standard EN 197 under the short name CEM II.
  • the Portland composite cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and maximum after 28 days
  • the self-compacting concrete in the second embodiment according to the invention has a content of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete.
  • the self-compacting concrete in the second embodiment of the invention a proportion of at least 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, wherein the aggregate has a maximum grain size of 8 mm maximum.
  • a maximum grain size of 8 mm means that a maximum diameter of the stones or grains of the aggregate is 8 mm maximum.
  • the aggregate is preferably porphyry gravel, which has a low elastic modulus.
  • the self-compacting concrete also contains in the second invention
  • the self-compacting concrete is polymer modified by the styrene-acrylate copolymer.
  • the self-compacting concrete in the second embodiment of the present invention has a high-performance flow agent based on
  • the self-compacting concrete also has water in a water / cement ratio of 0.55 maximum in the second embodiment of the invention.
  • the values of the above formulation of the first and second embodiments of the self-compacting concrete according to the invention relate to the concrete during mixing or immediately after mixing and before applying the self-compacting concrete to a surface to be coated. After application to the surface to be coated hardens and dries the concrete, so that in particular changes the water-cement ratio.
  • This polymer-modified self-compacting concrete is particularly suitable for creating thin concrete layers in the context of renovation and repair tasks, especially on vertical surfaces.
  • shuttering structures similar to an original surface can also be designed visibly on redeveloped surfaces.
  • Concrete layer of this polymer-modified self-compacting concrete is also usable as a concrete repair layer with a final surface.
  • the polymer-modified self-compacting concrete has due to its
  • the composition has a high fatigue strength, as a result of which a future refurbishment effort of a surface renovated with the polymer-modified self-compacting concrete is markedly reduced and a much longer period of time until a renewed necessary refurbishment can be achieved.
  • the self-compacting concrete expediently comprises a proportion of at least 340 kg blast-furnace cement per m 3 of concrete, the blast-furnace cement having a proportion of 20 mass% to 34 mass% Portland cement clinker and a proportion of 66 mass% to 80 mass% blastfurnace slag of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete, a minimum of 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, the aggregate having a maximum grain size of not more than 8 mm, a styrene-acrylate copolymer containing 5% Percent by mass to 15% by mass of
  • Blast-furnace cements a high-performance flow agent based on polycarboxylate ethers with a maximum proportion of 2% by mass of blast-furnace cement and water in a water / cement ratio of not more than 0.5.
  • the polymer-modified self-compacting concrete Preferably, the polymer-modified self-compacting concrete
  • the polymer-modified self-compacting concrete has a very good colorability with color pigments, so that the polymer-modified self-compacting concrete is very well color-matched to specific requirements. Even when using the Portland composite CEM II in the second embodiment of the self-compacting concrete according to the invention, depending on the other main constituents used in addition to the Portland cement clinker, ie the one or more additives, a good
  • a proportion of at least 300 kg of blast furnace cement per m 3 of concrete wherein the blast furnace cement has a proportion of 20 percent by mass to 64 percent by weight Portland cement clinker and a share of 36 percent by mass of blastfurnace slag, a proportion of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete, a proportion of at least 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, the aggregate having a maximum grain size of not more than 8 mm, a styrene-acrylate copolymer with one portion from 5% by mass to 15% by mass, preferably 5% by mass, of the blastfurnace cement, a high-performance flow agent based on polycarboxylate ether with a proportion of not more than 2% by mass of
  • Blast furnace cement preferably about 4 kg per m 3 of concrete, and water in one
  • the blastfurnace cement is known from the European standard EN 197 under the short name CEM III.
  • the blast furnace cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and a maximum of 62.5 N / mm 2 after 28 days. This applies to blast furnace cements CEM III with the standardized cement strength class 32.5 and 42.5.
  • a proportion of at least 300 kg Portlandkompositzement per m 3 concrete wherein the Portlandkompositzement as main constituents a share of 65 percent by mass to 94 percent by weight Portland cement clinker and a share of 6 percent by mass to 35 percent by mass at least one Umahlstoffes, a share of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete, a share of at least 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, wherein the aggregate has a maximum grain size of 8 mm, a styrene acrylate Copolymer with a proportion of 5% by mass to 15% by mass, preferably 5% by mass, of the Portland composite cement, a high performance flow agent based on polycarboxylate ether with a proportion of not more than 2% by mass of Portlandkompositzements, preferably about 4 kg per m 3 of concrete, and water in a water
  • the Portland composite cement is known from European standard EN 197 under the abbreviation CEM II.
  • the Portland composite cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and maximum after 28 days
  • blastfurnace slag, pozzolan, fly ash and / or limestone can be used as the grinding material, it being possible to use a grinding substance or a plurality of different grinding agents.
  • the aggregate used is preferably porphyry gravel, which has a low modulus of elasticity.
  • a maximum grain size of 8 mm means that a maximum diameter of the stones or grains of the aggregate is 8 mm maximum.
  • a styrene-acrylate copolymer formed as a dispersion for example with a solids content of about 50% by mass.
  • the self-compacting concrete is polymer modified by the styrene-acrylate copolymer.
  • an exact metering of the high-performance flow agent may optionally be adapted in each case by tests in order to ensure optimum flowability of the self-compacting concrete.
  • This polymer-modified self-compacting concrete which is preferably mixed in a compulsory mixer in both embodiments of the method according to the invention, is particularly suitable for creating thin concrete layers in the context of renovation and repair tasks, in particular on vertical surfaces.
  • This polymer-modified self-compacting concrete formwork structures similar to an original surface can also be made visible on redeveloped surfaces.
  • a concrete layer of this polymer-modified self-compacting concrete may also be used as a concrete repair layer with a final surface.
  • the polymer modification By the polymer modification, a better stability of the formulation of the self-compacting concrete is achieved and adhesion of the self-compacting concrete to the surface to be repaired is significantly improved over prior art materials.
  • the polymer-modified self-compacting concrete has due to its
  • the composition has a high fatigue strength, as a result of which a future refurbishment effort of a surface renovated with the polymer-modified self-compacting concrete is markedly reduced and a much longer period of time until a renewed necessary refurbishment can be achieved.
  • a proportion of at least 340 kg of blast-furnace cement per m 3 of concrete the blast furnace cement having a proportion of 20 percent by mass to 34 percent by weight Portland cement clinker and a share of 66 percent by mass of blastfurnace slag , a proportion of at least 300 kg limestone dust per m 3 of concrete, a portion of at least 1,400 kg of rock grains of sand, gravel or crushed material per m 3 of concrete, the aggregate having a maximum particle size of at most 8 mm, a styrene-acrylate copolymer having a Share of 5 percent by mass
  • color pigments are added and mixed.
  • a respective desired color of the polymer-modified self-compacting concrete can be produced. Due to a very light concrete base color due to the blast furnace cement CEM III used in the first embodiment of the invention, the polymer-modified self-compacting concrete has a very good colorability with color pigments, so that the polymer-modified self-compacting concrete can be very well color matched to respective requirements. Even when using the Portland composite CEM II in the second embodiment of the method according to the invention, the self-compacting concrete depending on the next Portland cement clinker used other major constituents, ie the one or more Zumahlstoffen be well dyed.
  • the self-compacting concrete preferably produced by means of the method, is preferably used for producing a concrete layer, wherein the self-compacting concrete is applied to a surface of a component to be coated.
  • a formwork is arranged at a predetermined distance from the surface to be coated of the component and the polymer-modified self-compacting concrete is applied by filling in a cavity between the formwork and the surface to be coated of the component on the surface to be coated of the component.
  • the formwork is preferably arranged at a predetermined distance of at least 2.5 cm to the surface of the component to be coated and has a smooth surface or, in a particularly advantageous embodiment, a structured surface.
  • a formwork material depends on a respective desired surface structure of the concrete surface of the polymer-modified self-compacting concrete and is for example plastic, metal or more preferably wood, as in this way also a grain of the wood on the concrete surface of the polymer-modified self-compacting concrete, d. H. can be made visible on the renovated surface as a relief in the polymer-modified self-compacting concrete.
  • the polymer-modified self-compacting concrete formwork structures similar to an original surface can also be made visible on redeveloped surfaces.
  • the polymer-modified self-compacting concrete is filled between the formwork and the surface to be coated, it leveled due to its rheological properties automatically and vented so that no additional compression energy is involved.
  • the distance between the formwork and the surface to be coated may be constant over a longitudinal extent and / or over a transverse extent of the surface to be coated, or different distances may occur. However, a minimum distance of 2.5 cm must be maintained everywhere.
  • the polymer-modified self-compacting concrete is particularly advantageously used on a surface to be coated of the component, which is oriented substantially vertically. However, it can also be used on differently oriented surfaces, for example on horizontally oriented surfaces.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a to be coated
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a concrete surface of a surface coated with a polymer-modified self-compacting concrete.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a to be coated
  • the component 2 is for example a vertical house wall to be rehabilitated, on which the thin concrete layer 4 is to be applied.
  • Blast furnace cement a share of 20 percent by mass to 64 percent by mass
  • High-performance flow agent based on polycarboxylate with a proportion of not more than 2 percent by mass of blast furnace cement, preferably about 4 kg per m 3 of concrete, and water mixed in a water / cement ratio of not more than 0.55.
  • the blast furnace cement is from the European standard EN 197 under the
  • Short name CEM III known.
  • the blast furnace cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and a maximum of 62.5 N / mm 2 after 28 days. This applies to blast furnace cements CEM III with the standardized cement strength class 32.5 and 42.5.
  • Styrene-acrylate copolymer in a proportion of 5% by mass
  • the Portland composite cement is known from European standard EN 197 under the abbreviation CEM II.
  • the Portland composite cement has a compressive strength of at least 32.5 N / mm 2 and maximum after 28 days
  • the admixture or the plurality of additives may be, for example, granulated blastfurnace, pozzolan, fly ash and / or limestone.
  • the mixing is particularly preferably carried out in a compulsory mixer or in exceptional cases, for example, in a free-fall mixer.
  • the blast furnace comprehensive formulation can also share at least 340 kg blast furnace cement per m 3 concrete, the blast furnace cement has a share of 20 percent to 34 percent by weight Portland cement clinker and a share of 66 percent to 80 percent by mass blastfurnace slag, a share of at least 300 kg of limestone powder per m 3 of concrete, a minimum of 1400 kg of aggregate of sand, gravel or grit per m 3 of concrete, the aggregate having a maximum grain size of not more than 8 mm, a styrene-acrylate copolymer containing 5% Mass percent to 15 percent by mass of the mass of blast furnace cement, a high-performance flow agent based on polycarboxylate with a proportion of not more than 2 percent by mass of the mass of blast furnace cement and water in a water / cement ratio of 0.5 or less.
  • the aggregate is preferably porphyry gravel, which has a low
  • a largest grain of 8 mm means that a maximum The diameter of the stones or grains of aggregate is 8 mm maximum.
  • the styrene-acrylate copolymer is formed, for example, as a dispersion and has, for example, a solids content of about 50% by mass.
  • This styrenic acrylate copolymer is the self-compacting concrete
  • the polymer-modified self-compacting concrete has due to its
  • the composition has a high fatigue strength, as a result of which a future refurbishment effort of a surface renovated with the polymer-modified self-compacting concrete is markedly reduced and a much longer period of time until a renewed necessary refurbishment can be achieved.
  • Color pigments are admixed to a respective desired color of the polymer-modified self-compacting concrete or on the zu
  • the shuttering 3 is arranged at a predetermined distance of at least 2.5 cm from the surface 1 of the component 2 to be coated.
  • the distance between the formwork 3 and the surface 1 to be coated can be constant over a longitudinal extent and / or over a transverse extent of the surface 1 to be coated, or different distances can occur. However, a minimum distance of 2.5 cm must be maintained everywhere.
  • the formwork 3 is made of plastic, metal or wood, for example, and has a structured surface 5 in the example shown here.
  • a grain of the wood can already be used as a structured surface 5. In this way, the grain of the wood on a concrete surface 6 of the concrete layer 4 of polymer-modified
  • self-compacting concrete d. H. be made visible on the redeveloped surface as a surface structure 7 in polymer-modified self-compacting concrete, as shown in more detail in Figure 2.
  • polymer-modified self-compacting concrete formwork structures similar to an original surface can also be made visible on redeveloped surfaces.
  • the polymer-modified self-compacting concrete is applied by filling in a cavity between the formwork 3 and the surface to be coated 1 of the component 2 on the surface 1 to be coated. Due to its rheological properties, it leveled automatically and vented, so that no additional compaction energy is required.
  • the polymer-modified self-compacting concrete is, as shown here, particularly advantageous on a surface 1 to be coated of the component 2 can be used, which is oriented substantially vertically. However, it can also be used on differently oriented surfaces, for example on horizontally oriented surfaces.
  • FIG. 2 schematically illustrates the concrete surface 6 of the surface 1 coated with polymer-modified self-compacting concrete, and has a surface 5 corresponding to the structured surface 3 of the formwork 3

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen selbstverdichtenden Beton. Erfindungsgemäß umfasst der selbstverdichtende Beton Hochofenzement oder Portlandkompositzement sowie Kalksteinmehl, Gesteinskörnung, ein Styren-Acrylat-Copolymer, ein Hochleistungsfließmittel und Wasser in einer vorgegebenen Zusammensetzung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Verwendung des selbstverdichtenden Betons zur Herstellung einer Betonschicht (4).

Description

Selbstverdichtender Beton, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung des selbstverdichtenden Betons zur Herstellung einer Betonschicht
Die Erfindung betrifft einen selbstverdichtenden Beton nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 oder 3, ein Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5 oder 7 und eine Verwendung eines selbstverdichtenden Betons nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, auf zu sanierende oder instandzusetzende Flächen eine Schicht auf Mörtelbasis in Putzweise aufzubringen oder derartige Flächen mit einer Spritzbetonschicht instandzusetzen.
Nachteilig bei den bisherigen Lösungen ist, dass die in der Sanierung / Instandsetzung von denkmalgeschützten Betonoberflächen / -fassaden häufig geforderten Originalstrukturen nicht herstellbar sind. Die Oberfläche entspricht nicht einer geschalten Betonfläche. Zudem verhindert eine eingeschränkte Zugänglichkeit häufig eine fachgerechte Sanierung.
Aus der DE 10 2007 063 455 AI sind ein Beton und eine Bahnschwelle aus Beton bekannt. Der leicht verdichtbare oder selbstverdichtende Beton weist Anteile von Zement und Wasser auf, wobei der Zementanteil mehr als 400 kg/m3 beträgt und im Verarbeitungszustand das Verhältnis der Massen von Wasseranteil zu
Zementanteil kleiner als 0,4 ist.
Aus der DE 10 2008 037 171 AI sind ebenfalls ein Beton und eine Bahnschwelle aus Beton bekannt, wobei der leicht verdichtbare oder selbstverdichtende Beton Anteile von Zement und Wasser aufweist und wobei der Zementanteil mehr als 400 kg/m3 beträgt und im Verarbeitungszustand das Verhältnis der Massen von Wasseranteil zu Zementanteil kleiner als 0,4 ist. Neben einem Anteil einer feinen Gesteinskörnung mit Korngrößen von bis zu 4 mm weist der Beton auch einen Anteil einer groben Gesteinskörnung mit Korngrößen zwischen 8 mm und 16 mm auf, der mindestens teilweise aus Betonrezyklat besteht. Außerdem enthält der Beton ein Fließmittel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten selbstverdichtenden Beton anzugeben, welcher besonders für eine Erstellung dünner Betonschichten geeignet ist, und des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen selbstverdichtenden Betons und eine Verwendung des selbstverdichtenden Betons anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen selbstverdichtenden Beton mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 3, ein Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons mit den Merkmalen des Anspruchs 5 oder 7 und eine Verwendung eines selbstverdichtenden Betons mit den Merkmalen des
Anspruchs 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter anspräche.
Ein selbstverdichtender Beton weist in einer ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsform einen Anteil von mindestens 300 kg Hochofenzement pro m3 Beton auf, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 64 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 36 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist. Ein derartiger Hochofenzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der Kurzbezeichnung CEM III bekannt. Der Hochofenzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal 62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Hochofenzemente CEM III mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
Des Weiteren weist der selbstverdichtende Beton in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform einen Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton auf. Weiterhin weist der selbstverdichtende Beton in der ersten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform einen Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton auf, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist. Ein Größtkorn von 8 mm bedeutet, dass ein maximaler Durchmesser der Steine oder Sandkörner der Gesteinskörnung maximal 8 mm beträgt. Die Gesteinskörnung ist bevorzugt Porphyrkies, welcher einen geringen Elastizitätsmodul aufweist.
Der selbstverdichtende Beton enthält zudem in der ersten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Hochofenzements. Ein derartiges Copolymer ist beispielsweise als eine Dispersion ausgebildet und weist zum Beispiel einen Feststoffgehalt von ca. 50 Masseprozent auf. Durch das Styren-Acrylat-Copolymer ist der selbstverdichtende Beton polymermodifiziert.
Des Weiteren weist der selbstverdichtende Beton in der ersten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Hochofenzements auf, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton. Eine exakte Dosierung ist gegebenenfalls jeweils durch Versuche anzupassen, um eine optimale Fließfähigkeit des selbstverdichtenden Betons sicherzustellen.
Der selbstverdichtende Beton weist zudem in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 auf.
Ein selbstverdichtender Beton weist in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einen Anteil von mindestens 300 kg Portlandkompositzement pro m3 Beton auf, wobei der Portlandkompositzement als Hauptbestandteile einen Anteil von 65 Masseprozent bis 94 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 6 Masseprozent bis 35 Masseprozent zumindest eines Zumahlstoffes aufweist. Der Zumahlstoff oder die Mehrzahl von Zumahlstoffen kann/können beispielsweise Hüttensand, Puzzolan, Flugasche und/oder Kalkstein sein. Ein derartiger Portlandkompositzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der Kurzbezeichnung CEM II bekannt. Der Portlandkompositzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal
62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Portlandkompositzemente CEM II mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
Des Weiteren weist der selbstverdichtende Beton in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einen Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton auf.
Weiterhin weist der selbstverdichtende Beton in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform einen Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton auf, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist. Ein Größtkorn von 8 mm bedeutet, dass ein maximaler Durchmesser der Steine oder Sandkörner der Gesteinskörnung maximal 8 mm beträgt. Die Gesteinskörnung ist bevorzugt Porphyrkies, welcher einen geringen Elastizitätsmodul aufweist.
Der selbstverdichtende Beton enthält zudem in der zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungsform ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von
5 Masseprozent bis 15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Portland- kompositzements. Ein derartiges Copolymer ist beispielsweise als eine Dispersion ausgebildet und weist zum Beispiel einen Feststoffgehalt von ca. 50 Masseprozent auf. Durch das Styren-Acrylat-Copolymer ist der selbstverdichtende Beton polymermodifiziert.
Des Weiteren weist der selbstverdichtende Beton in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von
Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des
Portlandkompositzements auf, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton. Eine exakte Dosierung ist gegebenenfalls jeweils durch Versuche anzupassen, um eine optimale Fließfähigkeit des selbstverdichtenden Betons sicherzustellen.
Der selbstverdichtende Beton weist zudem in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 auf.
Die Werte der vorgenannten Rezeptur der ersten und zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des selbstverdichtenden Betons beziehen sich auf den Beton während des Anmischens bzw. unmittelbar nach dem Anmischen und vor einem Aufbringen des selbstverdichtenden Betons auf eine zu beschichtende Fläche. Nach dem Aufbringen auf die zu beschichtende Fläche härtet und trocknet der Beton, so dass sich insbesondere das Wasser-Zement-Verhältnis verändert.
Dieser polymermodifizierte selbstverdichtende Beton ist besonders für eine Erstellung dünner Betonschichten im Rahmen von Sanierungs- und Instandsetzungsaufgaben geeignet, insbesondere an vertikalen Flächen. Mittels dieses polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons sind Schalungsstrukturen ähnlich einer Originalfläche auch auf sanierten Flächen sichtbar gestaltbar. Eine
Betonschicht aus diesem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton ist des Weiteren auch als eine Betoninstandsetzungsschicht mit endgültiger Oberfläche einsetzbar.
Mittels des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons ist eine eigentliche tragende Betonkonstruktion, auf welche er aufgetragen ist, schützbar und es ist eine originalgetreue geschalte Betonoberfläche herstellbar. Des Weiteren sind mittels des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons auch selbsttragende, dauerhafte Betonbauteile herstellbar.
Der auf eine instandzusetzende Oberfläche aufgebrachte polymermodifizierte selbstverdichtende Beton nivelliert sich aufgrund seiner rheologischen
Eigenschaften selbsttätig aus und entlüftet, so dass keine zusätzliche
Verdichtungsenergie einzubringen ist. Durch die Polymermodifizierung ist eine bessere Stabilität der Rezeptur des selbstverdichtenden Betons erreicht und eine Haftung des selbstverdichtenden Betons an der instandzusetzenden Oberfläche ist gegenüber Materialien nach dem Stand der Technik deutlich verbessert.
Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton weist aufgrund seiner
Zusammensetzung zudem eine hohe Dauerfestigkeit auf, wodurch ein zukünftiger Sanierungsaufwand einer mit dem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton sanierten Fläche deutlich reduziert ist und ein wesentlich längerer Zeitraum bis zu einer erneut notwendigen Sanierung erreichbar ist.
In einer Weiterbildung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst der selbstverdichtende Beton zweckmäßigerweise einen Anteil von mindestens 340 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 34 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 66 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, einen Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, einen Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat- Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent des
Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Hochofenzements und Wasser in einem Wasser/Zement-Verhältnis von maximal 0,5.
Vorzugsweise weist der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton
Farbpigmente auf. Auf diese Weise ist eine jeweils gewünschte Farbe des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons herstellbar. Bedingt durch eine sehr helle Betongrundfarbe aufgrund des in der ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsform des selbstverdichtenden Betons verwendeten Hochofenzements CEM III weist der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton eine sehr gute Einfärbbarkeit mit Farbpigmenten auf, so dass der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton sehr gut farblich an jeweilige Erfordernisse anpassbar ist. Auch bei Verwendung des Portlandkompositzements CEM II in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des selbstverdichtenden Betons ist in Abhängigkeit von den neben dem Portlandzementklinker verwendeten weiteren Hauptbestandteilen, d. h. den ein oder mehreren Zumahlstoffen, eine gute
Einfärbbarkeit gegeben.
In einem Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons werden in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Anteil von mindestens 300 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 64 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 36 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat- Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des
Hochofenzements, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton, und Wasser in einem
Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt.
Der Hochofenzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der Kurzbezeichnung CEM III bekannt. Der Hochofenzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal 62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Hochofenzemente CEM III mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
In einem Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons werden in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Anteil von mindestens 300 kg Portlandkompositzement pro m3 Beton, wobei der Portlandkompositzement als Hauptbestandteile einen Anteil von 65 Masseprozent bis 94 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 6 Masseprozent bis 35 Masseprozent zumindest eines Zumahlstoffes aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat- Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Portland- kompositzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Portlandkompositzements, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton, und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt.
Der Portlandkompositzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der Kurzbezeichnung CEM II bekannt. Der Portlandkompositzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal
62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Portlandkompositzemente CEM II mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
Als Zumahlstoff kann beispielsweise Hüttensand, Puzzolan, Flugasche und/oder Kalkstein verwendet werden, wobei ein Zumahlstoff oder eine Mehrzahl unterschiedlicher Zumahlstoffe verwendet werden können.
In beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens wird als Gesteinskörnung bevorzugt Porphyrkies verwendet, welcher einen geringen Elastizitätsmodul aufweist. Ein Größtkorn von 8 mm bedeutet, dass ein maximaler Durchmesser der Steine oder Sandkörner der Gesteinskörnung maximal 8 mm beträgt.
In beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens wird beispielsweise ein als Dispersion, zum Beispiel mit einem Feststoffgehalt von ca. 50 Masseprozent, ausgebildetes Styren-Acrylat-Copolymer verwendet. Durch das Styren-Acrylat-Copolymer ist der selbstverdichtende Beton polymermodifiziert. In beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens ist eine exakte Dosierung des Hochleistungsfließmittels gegebenenfalls jeweils durch Versuche anzupassen, um eine optimale Fließfähigkeit des selbstverdichtenden Betons sicherzustellen.
Dieser polymermodifizierte selbstverdichtende Beton, welcher in beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen des Verfahrens vorzugsweise in einem Zwangsmischer angemischt wird, ist besonders für eine Erstellung dünner Betonschichten im Rahmen von Sanierungs- und Instandsetzungsaufgaben geeignet, insbesondere an vertikalen Flächen. Mittels dieses polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons können Schalungsstrukturen ähnlich einer Originalfläche auch auf sanierten Flächen sichtbar gestaltet werden. Eine Betonschicht aus diesem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton kann des Weiteren auch als eine Betoninstandsetzungsschicht mit endgültiger Oberfläche eingesetzt werden.
Mittels des angemischten polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons kann eine eigentliche tragende Betonkonstruktion, auf welche er nach dem Anmischen aufgetragen wird, geschützt werden und es kann eine originalgetreue geschalte Betonoberfläche hergestellt werden. Des Weiteren können mittels des
polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons auch selbsttragende, dauerhafte Betonbauteile hergestellt werden.
Der auf eine instandzusetzende Oberfläche aufgebrachte polymermodifizierte selbstverdichtende Beton nivelliert sich aufgrund seiner rheologischen
Eigenschaften selbsttätig aus und entlüftet, so dass keine zusätzliche
Verdichtungsenergie einzubringen ist.
Durch die Polymermodifizierung wird eine bessere Stabilität der Rezeptur des selbstverdichtenden Betons erreicht und eine Haftung des selbstverdichtenden Betons an der instandzusetzenden Oberfläche wird gegenüber Materialien nach dem Stand der Technik deutlich verbessert. Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton weist aufgrund seiner
Zusammensetzung zudem eine hohe Dauerfestigkeit auf, wodurch ein zukünftiger Sanierungsaufwand einer mit dem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton sanierten Fläche deutlich reduziert ist und ein wesentlich längerer Zeitraum bis zu einer erneut notwendigen Sanierung erreichbar ist.
In einer Weiterbildung der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung des selbstverdichtenden Betons werden ein Anteil von mindestens 340 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 34 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 66 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent der Masse des Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent der Masse des Hochofenzements und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,5 gemischt.
Vorzugsweise werden Farbpigmente zugesetzt und vermischt. Auf diese Weise kann eine jeweils gewünschte Farbe des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons hergestellt werden. Bedingt durch eine sehr helle Betongrundfarbe aufgrund des in der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens verwendeten Hochofenzements CEM III weist der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton eine sehr gute Einfärbbarkeit mit Farbpigmenten auf, so dass der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton sehr gut farblich an jeweilige Erfordernisse angepasst werden kann. Auch bei Verwendung des Portlandkompositzements CEM II in der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens kann der selbstverdichtende Beton in Abhängigkeit von den neben dem Portlandzementklinker verwendeten weiteren Hauptbestandteilen, d. h. den ein oder mehreren Zumahlstoffen, gut eingefärbt werden.
Der selbstverdichtende Beton, vorzugsweise hergestellt mittels des Verfahrens, wird bevorzugt zur Herstellung einer Betonschicht verwendet, wobei der selbstverdichtende Beton auf eine zu beschichtende Fläche eines Bauteils aufgebracht wird.
Dadurch sind die bereits zu den beiden erfindungsgemäßen Ausführungsformen des selbstverdichtenden Betons geschilderten Vorteile erreichbar.
Zweckmäßigerweise wird in einem vorgegebenen Abstand zur zu beschichtenden Fläche des Bauteils eine Schalung angeordnet und der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton wird durch Einfüllen in einen Hohlraum zwischen der Schalung und der zu beschichtenden Fläche des Bauteils auf die zu beschichtende Fläche des Bauteils aufgebracht. Die Schalung wird vorzugsweise in einem vorgegebenen Abstand von mindestens 2,5 cm zur zu beschichtenden Fläche des Bauteils angeordnet und weist eine glatte Oberfläche oder in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eine strukturierte Oberfläche auf.
Ein Schalungsmaterial richtet sich nach einer jeweils gewünschten Oberflächenstruktur der Betonoberfläche des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons und ist beispielsweise Kunststoff, Metall oder besonders bevorzugt Holz, da auf diese Weise auch eine Maserung des Holzes auf der Betonoberfläche des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons, d. h. auf der sanierten Fläche als Relief im polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton sichtbar gestaltet werden kann. Dadurch können mittels des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons Schalungsstrukturen ähnlich einer Originalfläche auch auf sanierten Flächen sichtbar gestaltet werden.
Wird der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton zwischen die Schalung und die zu beschichtende Fläche eingefüllt, nivelliert er sich aufgrund seiner rheologischen Eigenschaften selbsttätig aus und entlüftet, so dass keine zusätzliche Verdichtungsenergie einzubringen ist. Der Abstand zwischen der Schalung und der zu beschichtenden Fläche kann über eine Längsausdehnung und/oder über eine Querausdehnung der zu beschichtenden Fläche gleich bleibend sein oder es können unterschiedliche Abstände auftreten. Ein Mindestabstand von 2,5 cm muss jedoch überall eingehalten werden.
Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton ist besonders vorteilhaft an einer zu beschichtenden Fläche des Bauteils einsetzbar, welche im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Er ist jedoch auch an anders ausgerichteten Flächen, beispielsweise auch an horizontal ausgerichteten Flächen einsetzbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von
Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung einer zu beschichtenden
Fläche eines Bauteils, einer Schalung und einer Betonschicht aus einem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton, und
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Betonoberfläche einer mit einem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton beschichteten Fläche.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zu beschichtenden
Fläche 1 eines Bauteils 2, einer Schalung 3 und einer Betonschicht 4 aus einem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton. Das Bauteil 2 ist beispielsweise eine zu sanierende vertikale Hauswand, auf welche die dünne Betonschicht 4 aufzutragen ist.
Zur Herstellung des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons werden ein Anteil von mindestens 300 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der
Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 64 Masseprozent
Portlandzementklinker und einen Anteil von 36 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Hochofenzements, ein
Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Hochofenzements, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton, und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt.
Der Hochofenzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der
Kurzbezeichnung CEM III bekannt. Der Hochofenzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal 62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Hochofenzemente CEM III mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
Alternativ werden zur Herstellung des polymermodifizierten selbstverdichtenden
Betons ein Anteil von mindestens 300 kg Portlandkompositzement pro m3 Beton, wobei der Portlandkompositzement als Hauptbestandteile einen Anteil von
65 Masseprozent bis 94 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von
6 Masseprozent bis 35 Masseprozent zumindest eines Zumahlstoffes aufweist, ein
Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein
Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent, bevorzugt 5 Masseprozent, des Portlandkompositzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Portlandkompositzements, bevorzugt ca. 4 kg pro m3 Beton, und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt.
Der Portlandkompositzement ist aus der europäischen Norm EN 197 unter der Kurzbezeichnung CEM II bekannt. Der Portlandkompositzement weist nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von mindestens 32,5 N/mm2 und maximal
62,5 N/mm2 auf. Dies trifft für Portlandkompositzemente CEM II mit der normierten Zementfestigkeitsklasse 32,5 und 42,5 zu.
Der Zumahlstoff oder die Mehrzahl von Zumahlstoffen kann/können beispielsweise Hüttensand, Puzzolan, Flugasche und/oder Kalkstein sein.
In beiden Fällen erfolgt das Mischen besonders bevorzugt in einem Zwangsmischer oder in Ausnahmefällen beispielsweise auch in einem Freifallmischer.
In einer Weiterbildung der ersten, den Hochofenzement umfassenden Rezeptur können auch ein Anteil von mindestens 340 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 34 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 66 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent der Masse des Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent der Masse des Hochofenzements und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,5 gemischt werden.
Die Gesteinskörnung ist bevorzugt Porphyrkies, welcher einen geringen
Elastizitätsmodul aufweist. Ein Größtkorn von 8 mm bedeutet, dass ein maximaler Durchmesser der Steine oder Sandkörner der Gesteinskörnung maximal 8 mm beträgt.
Das Styren-Acrylat-Copolymer ist beispielsweise als eine Dispersion ausgebildet und weist zum Beispiel einen Feststoffgehalt von ca. 50 Masseprozent auf. Durch dieses Styren-Acrylat-Copolymer ist der selbstverdichtende Beton
polymermodifiziert.
Eine exakte Dosierung ist gegebenenfalls jeweils durch Versuche anzupassen, um eine optimale Fließfähigkeit des selbstverdichtenden Betons sicherzustellen.
Durch die Polymermodifizierung wird eine bessere Stabilität der Rezeptur des selbstverdichtenden Betons erreicht und eine Haftung des selbstverdichtenden Betons an der zu beschichtenden Fläche 1 wird gegenüber Materialien nach dem Stand der Technik deutlich verbessert.
Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton weist aufgrund seiner
Zusammensetzung zudem eine hohe Dauerfestigkeit auf, wodurch ein zukünftiger Sanierungsaufwand einer mit dem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton sanierten Fläche deutlich reduziert ist und ein wesentlich längerer Zeitraum bis zu einer erneut notwendigen Sanierung erreichbar ist.
Zusätzlich können dem polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton
Farbpigmente beigemischt werden, um eine jeweils gewünschte Farbe des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons bzw. der auf der zu
beschichtenden Fläche 1 des Bauteils 2 aufgetragenen Betonschicht 4 zu erreichen. Bedingt durch eine sehr helle Betongrundfarbe aufgrund des in der ersten
Ausführungsform verwendeten Hochofenzements CEM III weist der
polymermodifizierte selbstverdichtende Beton eine sehr gute Einfärbbarkeit mit Farbpigmenten auf, so dass der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton sehr gut farblich an jeweilige Erfordernisse angepasst werden kann. Auch bei
Verwendung des Portlandkompositzements CEM II in der alternativen Aus- führungsform kann der selbstverdichtende Beton in Abhängigkeit von den neben dem Portlandzementklinker verwendeten weiteren Hauptbestandteilen, d. h. den ein oder mehreren Zumahlstoffen, gut eingefärbt werden.
Um den polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton auf die zu beschichtende Fläche 1 des Bauteils 2 aufzutragen, wird die Schalung 3 in einem vorgegebenen Abstand von mindestens 2,5 cm zur zu beschichtenden Fläche 1 des Bauteil 2 angeordnet. Der Abstand zwischen der Schalung 3 und der zu beschichtenden Fläche 1 kann über eine Längsausdehnung und/oder über eine Querausdehnung der zu beschichtenden Fläche 1 gleich bleibend sein oder es können unterschiedliche Abstände auftreten. Ein Mindestabstand von 2,5 cm muss jedoch überall eingehalten werden.
Die Schalung 3 ist beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder Holz und weist im hier dargestellten Beispiel eine strukturierte Oberfläche 5 auf. Bei einer Schalung 3 aus Holz ist beispielsweise bereits eine Maserung des Holzes als strukturierte Oberfläche 5 verwendbar. Auf diese Weise kann die Maserung des Holzes auf einer Betonoberfläche 6 der Betonschicht 4 aus polymermodifiziertem
selbstverdichtendem Beton, d. h. auf der sanierten Fläche als Oberflächenstruktur 7 im polymermodifizierten selbstverdichtenden Beton sichtbar gestaltet werden, wie in Figur 2 näher dargestellt. Dadurch können mittels des polymermodifizierten selbstverdichtenden Betons Schalungsstrukturen ähnlich einer Originalfläche auch auf sanierten Flächen sichtbar gestaltet werden.
Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton wird durch Einfüllen in einen Hohlraum zwischen der Schalung 3 und der zu beschichtenden Fläche 1 des Bauteils 2 auf die zu beschichtende Fläche 1 aufgebracht. Er nivelliert sich aufgrund seiner rheologischen Eigenschaften selbsttätig aus und entlüftet, so dass keine zusätzliche Verdichtungsenergie einzubringen ist.
Der polymermodifizierte selbstverdichtende Beton ist, wie hier dargestellt, besonders vorteilhaft an einer zu beschichtenden Fläche 1 des Bauteils 2 einsetzbar, welche im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Er ist jedoch auch an anders ausgerichteten Flächen, beispielsweise auch an horizontal ausgerichteten Flächen einsetzbar.
In Figur 2 ist die Betonoberfiäche 6 der mit polymermodifiziertem selbstverdichtendem Beton beschichteten Fläche 1 schematisch dargestellt und weist eine zur strukturierten Oberfläche 5 der Schalung 3 korrespondierende
Oberflächenstruktur 7 als Relief auf.
BEZUGSZEICHENLISTE
zu beschichtende Fläche
Bauteil
Schalung
Betonschicht
strukturierte Oberfläche
Betonoberfläche
Oberflächenstruktur

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Selbstverdichtender Beton,
mit einem Anteil von mindestens 300 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 64 Masseprozent
Portlandzementklinker und einen Anteil von 36 Masseprozent bis
80 Masseprozent Hüttensand aufweist, mit einem Anteil von mindestens
300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, mit einem Anteil von mindestens 1400 kg
Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die
Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, mit einem
Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent des Hochofenzements, mit einem Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal
2 Masseprozent des Hochofenzements und mit Wasser in einem
Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55.
2. Selbstverdichtender Beton nach Anspruch 1 ,
mit einem Anteil von mindestens 340 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von 20 Masseprozent bis 34 Masseprozent
Portlandzementklinker und einen Anteil von 66 Masseprozent bis
80 Masseprozent Hüttensand aufweist, mit einem Anteil von mindestens
300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, mit einem Anteil von mindestens 1400 kg
Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die
Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, mit einem
Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent des Hochofenzements, mit einem Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal
2 Masseprozent des Hochofenzements und mit Wasser in einem
Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,5.
3. Selbstverdichtender Beton,
mit einem Anteil von mindestens 300 kg Portlandkompositzement pro m3 Beton, wobei der Portlandkompositzement einen Anteil von 65 Masseprozent bis 94 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von
6 Masseprozent bis 35 Masseprozent zumindest eines Zumahlstoffes aufweist, mit einem Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, mit einem Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, mit einem Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent des Portlandkompositzements, mit einem Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Portlandkompositzements und mit Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55.
4. Selbstverdichtender Beton nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch Farbpigmente.
5. Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von mindestens 300 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von
20 Masseprozent bis 64 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 36 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein
Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent des Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Hochofenzements und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5 ,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von mindestens 340 kg Hochofenzement pro m3 Beton, wobei der Hochofenzement einen Anteil von
20 Masseprozent bis 34 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 66 Masseprozent bis 80 Masseprozent Hüttensand aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein
Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis
15 Masseprozent des Hochofenzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Hochofenzements und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,5 gemischt werden.
7. Verfahren zur Herstellung eines selbstverdichtenden Betons,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil von mindestens 300 kg Portland- kompositzement pro m3 Beton, wobei der Portlandkompositzement einen Anteil von 65 Masseprozent bis 94 Masseprozent Portlandzementklinker und einen Anteil von 6 Masseprozent bis 35 Masseprozent zumindest eines Zumahlstoffes aufweist, ein Anteil von mindestens 300 kg Kalksteinmehl pro m3 Beton, ein Anteil von mindestens 1400 kg Gesteinskörnung aus Sand, Kies oder Splitt pro m3 Beton, wobei die Gesteinskörnung ein Größtkorn von maximal 8 mm aufweist, ein Styren-Acrylat-Copolymer mit einem Anteil von 5 Masseprozent bis 15 Masseprozent des Portlandkompositzements, ein Hochleistungsfließmittel auf Basis von Polycarboxylatether mit einem Anteil von maximal 2 Masseprozent des Portlandkompositzements und Wasser in einem Wasser/Zement- Verhältnis von maximal 0,55 gemischt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass Farbpigmente zugesetzt und vermischt werden.
9. Verwendung eines selbstverdichtenden Betons nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung einer Betonschicht (4), wobei der selbstverdichtende Beton auf eine zu beschichtende Fläche (1) eines Bauteils (2) aufgebracht wird.
10. Verwendung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass in einem vorgegebenen Abstand zur zu beschichtenden Fläche (1) des Bauteil (2) eine Schalung (3) angeordnet wird und der selbstverdichtende Beton durch Einfüllen in einen Hohlraum zwischen der Schalung (3) und der zu beschichtenden Fläche (1) des Bauteils (2) auf die zu beschichtende Fläche (1) des Bauteils (2) aufgebracht wird.
11. Verwendung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalung (3) in einem vorgegebenen Abstand von mindestens 2,5 cm zur zu beschichtenden Fläche (1) des Bauteil (2) angeordnet wird.
12. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalung (3) mit einer strukturierten Oberfläche (5) in einem vorgegebenen Abstand zur zu beschichtenden
Fläche (1) des Bauteil (2) angeordnet wird.
13. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der selbstverdichtende Beton auf eine im
Wesentlichen vertikal ausgerichtete zu beschichtende Fläche (1) des
Bauteils (2) aufgebracht wird.
PCT/EP2011/053084 2010-03-17 2011-03-02 Selbstverdichtender beton, verfahren zu dessen herstellung und verwendung des selbstverdichtenden betons zur herstellung einer betonschicht Ceased WO2011113694A1 (de)

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