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Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Porenbetonen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Porenbetonen auf Basis von mineralischen Bindemitteln, Silikatkomponenten und Porenbildnern unter Vibration sowohl bei der Gemischbildung als auch bei der Formgebung.
Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen aus Porenbetonen auf der Basis der obengenannten Stoffe werden Mischungen von flüssiger Konsistenz mit einem Anmachwassergehalt von 40 bis 65% verwendet.
Bei diesem Verfahren dauert die Mischungsquellung in den Formen 20 - 50 min, und man muss die geformten Elemente 2-12 h vor der Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit stehen lassen. Diese Verfahrensweise bedingt eine grosse Produktionszyklusdauer und erfordert grosse Produktionsflächen. Die nach diesem Verfahren hergestellten Porenbetone zeichnen sich durch relativ niedrige Festigkeit und geringe Frostbeständigkeit, grosses Schwindmass, Kriechen und Wasseraufnahme, ungleichmässige Eigenschaften sowie Neigung zur Rissbildung aus. Ausserdem zeigen diese Porenbetone nach ihrer Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit einen grossen Feuchtigkeitsgehalt (25 - 35% und mehr). Dies hat eine Luftfeuchtigkeitssteigerung in Wohnräumen während der ersten 1 - 1, 5 Betriebsjahre zur Folge.
Bekannt sind Versuche, Porenbetone aus zähflüssigen Mischungen auf der Basis derselben Stoffe mit einem Wasser-Bindemittel-Verhältnis von nicht weniger als 0,36 unter Vibration beim Durchmischen und bei der Formgebung der Erzeugnisse herzustellen.
Es gelang dabei zwar den technologischen Prozess zu intensivieren, die Eigenschaften der Porenbetone konnten hiebei jedoch nicht wesentlich verbessert werden.
Auf Grund von Untersuchungen und Versuchsarbeiten konnte festgestellt werden, dass man unter Anwendung einer Vibrationsintensität (Vibrationsintensität stellt einen Wert dar, der die Vibration charakterisiert und durch folgende Gleichung 1 = a2 fis ausgedrückt ist, wo a die Schwingungsamplitude in cm und f die Schwingungsfrequenz in Hz bedeuten) beim Mischen der Porenbetonmischung von 300 bis 10000 cm2 Is S und von 10 bis 200 cm2 /s3 bei der Formgebung der Erzeugnisse die Porenbetoneigenschaften stark verbessern kann, wobei man Mischungen mit einem niedrigen Wasser-Bindemittel-Verhältnis verwendet.
Durch Anwendung einer Vibrationsintensität von 300 bis 10000 cm/s werden während des Mischvorganges die Bindungen zwischen Mischungskomponenten bis zu deren Zerreissen gelockert und bei der Formgebung der Erzeugnisse mit einer Intensität von 10 bis 200 cm2 /s3 die optimalen Bedingungen für ein thixotropes Verflüssigen der Mischung und eine Porenstrukturbildung des Betons ohne Zerreissen der Strukturbindungen gesichert.
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Dabei ist es am zweckmässigsten, beim Durchmischen eine Vibration mit einer Schwingungszahl von 500 bis 3000 Schwingungen pro min und bei der Formgebung der Erzeugnisse von 3000 bis 6000
Schwingungen pro min zu verwenden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden Mischungen mit einem Wasser-Binde- mittel-Verhältnis von 0,22 bis 0, 35 angewendet. Die Zähflüssigkeit der Mischung wird in Abhängig- keit von der Art des Porenbetons, seiner gegebenen Charakteristik und den Rohstoffeigenschaften durch entsprechende Veränderung des Wasser-Bindemittel-Verhältnisses eingestellt. Bei der Herstellung z. B. tragender und wärmeisolierender Betone mit einem Raumgewicht von 600 bis 800 kg/m3 auf Basis von
Zement, Kalk und Quarzsand kann das Wasser-Bindemittel-Verhältnis bis auf 0,22 herabgesetzt werden.
Durch Verwendung von Mischungen mit so niedrigem Wasser-Bindemittel-Verhältnis und kontinu- ierlicher Vibration bei der Herstellung der Mischungen und Formgebung der Erzeugnisse werden Poren- betone erhalten, die eine besonders vollkommene feinporige und homogene Struktur sowie erhöhte
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die Festigkeit im Durchschnitt um das 1, 5fache und den Festigkeitskoeffizienten und Elastizitätsmodul um das 1, 3fache zu steigern, das Schwindmass und Kriechen um das 1, 2-bis l, 4fache herabzusetzen und die Frostbeständigkeit, besonders die des Gassilikats, und die Rissfestigkeit zu erhöhen.
Abgesehen davon, dass das neue Verfahren eine wesentliche Verbesserung der Qualitätskennziffern von Porenbetonen sichert, ermöglicht dasselbe, Vorgänge der Mischungsvorbereitung, Formgebung der Erzeugnisse und deren Reifens vor der Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit zu intensivieren, wobei die Feuchtigkeit im Produkt um das 5-bis 6fache geringer ist als in den bisher bekannten Erzeugnissen.
Dadurch verringert sich die Produktionszyklusdauer bei der Gassilikatherstellung um 2 - 3 h und bei der Gasbetonherstellung um 5-7 h.
Die Feuchtigkeit von Erzeugnissen nimmt nach der Beendigung der Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit bis auf 15% ab.
Die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die dabei erhaltenen Qualitätskennziffern der Porenbetone näher erläutert.
Beispiel l : Um den Porensilikatbeton (Gassilikat) mit dem Raumgewicht von 700 kg/m3 herzustellen, nimmt man (bezogen auf 1 m des Erzeugnisses) :
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<tb>
<tb> Branntkalk <SEP> (mit <SEP> einem <SEP> Gehalt
<tb> von <SEP> 80% <SEP> aktivem <SEP> Calciumoxyd) <SEP> 150 <SEP> kg/m3
<tb> Quarzsand <SEP> (92% <SEP> SiO-Gehalt) <SEP> 490 <SEP> kgl <SEP> m3 <SEP>
<tb> Gipsstein <SEP> 5% <SEP> vom <SEP> Kalkgewicht
<tb> Aluminiumpulver <SEP> 0, <SEP> 07% <SEP> vom <SEP> Gewicht
<tb> der <SEP> trockenen <SEP> Komponenten
<tb> Wasser <SEP> 190 <SEP> l/m3 <SEP>
<tb>
Die feingemahlenen Komponenten der Ausgangsmischung mit Wasser mischt man in einem Vibrationsmischer mit 50 Umdr/min Wellendrehzahl bei einer Intensität von 1580 cm/s (bei 1,
8 mm Amplitude und einer Schwingungszahl von 2200 Schwingungen pro min) während 2 min. Dann gibt man der Mischung die Wasser-Aluminium-Suspension zu und vermischt die ganze Masse noch während 1 min.
Die auf solche Weise hergestellte Mischung unterzieht man am Rütteltisch der Formung unter Vibration mit einer Intensität von 70 bis 130 cm2 /s3 (bei 0, 25-0, 35 mm Amplitude und einer Schwingungszahl von 2850 Schwingungen pro min) während 2-3 min. Die derart geformten Elemente werden nach etwa 30 min in den Druckkessel zwecks der Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit eingebracht.
Man führt die Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit im Druckkessel bei 8 atü Sattdampfdruck durch. Die gesamte Zyklusdauer der Behandlung mit Wärme und Feuchtigkeit beträgt etwa 20 h.
Der nach diesem Verfahren hergestellte Porensilikatbeton ist durch folgende Kennziffern gekennzeichnet :
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<tb>
<tb> Druckfestigkeit <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 70 <SEP> kp/cmz <SEP>
<tb> Frostbeständigkeit <SEP> bis <SEP> 70 <SEP> Zyklen
<tb> Probenfeuchtigkeit <SEP> nach <SEP> der
<tb> Dampfbehandlung <SEP> im <SEP> Druckkessel <SEP> höchstens <SEP> 150/0
<tb>
Beispiel 2 :
Um den Gasbeton mit dem Raumgewicht von 700 kg/m* herzustellen, nimmt man (bezogen auf 1 mS des Erzeugnisses) :
EMI3.2
<tb>
<tb> Zement <SEP> 250 <SEP> kg/m3
<tb> Quarzsand <SEP> 390 <SEP> kg/m3
<tb> Branntkalk <SEP> 2% <SEP> vom <SEP> Zementgewicht
<tb> Aluminiumpulver <SEP> 0, <SEP> 07% <SEP> vom <SEP> Gewicht <SEP> trokkener <SEP> Komponenten
<tb> Wasser <SEP> 165 <SEP> l/ms <SEP>
<tb>
Man macht feingemahlenen Quarzsand und Zement mit Wasser an, gibt Aluminiumpulver zu, mischt im Vibrationsmischer bis zur Herstellung der Porenbetonmischung und unterzieht dann Elemente der Formung unter Vibration ; die Vibrationsweise und-Intensität entspricht denen im Beispiel 1.
Darauf lässt man die Erzeugnisse während 60 min stehen, bis sie die notwendige Festigkeit bekommen, wonach die Erzeugnisse im Druckkessel beim 8 atü Dampfdruck behandelt werden. Die gesamte Dauer der Druckkesselbehandlung beträgt etwa 20 h :
Der auf solche Weise hergestellte Gasbeton ist durch folgende Kennziffern gekennzeichnet :
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<tb>
<tb> Druckfestigkeit <SEP> 70 <SEP> kp/cm2
<tb> Frostbeständigkeit <SEP> 100 <SEP> Zyklen
<tb>
Die Feuchtigkeit der Erzeugnisse nach der Autoklavbehandlung überstieg nicht 15%.
Beispiel 3: Man nimmt die Bestandteile im Beispiel 1 und führt den technologischen Prozess auf dieselbe Weise durch, man formt aber unter Vibration mit einer Intensität von 85 bis 200 cnr'/s bei 0, 15-0, 10 mm Schwingungsamplituden und einer Schwingungszahl von 5700 Schwingungen pro min.
Weiter erfolgt der Vorgang wie oben (in den Beispielen 1 und 2) beschrieben.
Der hergestellte Beton zeichnet sich durch Druckfestigkeit von 85 bis 90 kp/cm und hohe Frostbeständigkeit über mindestens 100 Frost-Entfrostungszyklen aus. Die Erzeugnisse besitzen eine feinporige homogene Struktur.
Ähnlich stellt man die Porenbetone her, indem man Bestandteile nach dem Beispiel 2 ausnutzt.
In diesem Falle werden die Porenbetone durch folgende Kennziffern gekennzeichnet :
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<tb>
<tb> Druckfestigkeit <SEP> 85-90 <SEP> kp/cm <SEP>
<tb> Frostbeständigkeit <SEP> 100 <SEP> Frost-Entfrostungszyklen <SEP> und <SEP> mehr
<tb> Struktur <SEP> homogen, <SEP> feinporig.
<tb>
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