CH637098A5

CH637098A5 - Verfahren zur herstellung von hydrothermal gehaerteten gasbeton-bauteilen sowie gasbeton-bauteile.

Info

Publication number: CH637098A5
Application number: CH1449677A
Authority: CH
Inventors: Dieter Dr Hums; Klaus Friedrich Lippe; Werner Wetzig
Original assignee: Ytong Ag
Priority date: 1977-08-31
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1983-07-15
Also published as: DE2739181A1; ATA720977A; FR2401752A1; DE2739181B2; US4422989A; FR2401752B1; AT372064B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Gasbeton-Bauteilen, wobei man Bindemittel, bestehend aus Kalk sowie Zement, wobei der Kalkanteil überwiegt, mit Sand, Calciumsulfat, Gärmittel und Wasser zu einer giessfähigen Masse mischt, die Masse in Formen giesst, gären und ansteifen lässt, entformt und die Formteile hydrothermal härtet, sowie Gasbeton-Bauteile.

Unter der Verwendung von Kalk wird im Sinne der Erfindung die Verwendung von Feinkalk, insbesondere hartgebranntem Feinkalk und Weissfeinkalk und/oder Kalkhydrat, insbesondere Weissfeinkalkhydrat, verstanden. Es eignen sich sowohl weich- als auch hartgebrannte Kalke.

Es ist bekannt, dass die Abmessungen hydraulisch gebundener Bauteile eine Funktion des Feuchtigkeitsgehaltes sind. Das trifft auch für Gasbeton-Bauteile zu. Gasbeton verlässt den Autoklaven in der Regel mit Feuchtigkeitsgehalten um 30 Gew.-%. Es handelt sich dabei um das adsorbtiv gebundene Wasser. Je nach Umweltbedingungen in bezug auf Temperatur- und Luftfeuchtigkeit stellt sich nach dem Einbau der Gasbetonteile in ein Mauerwerk oder nach einer Lagerung eine Ausgleichsfeuchte im Gasbeton-Bauteil und damit eine bestimmte Dimension ein. Die Dimensionen des eingebauten Teils sind im Verhältnis zum autoklav-feuchten Bauteil in der Regel kleiner. Die Unterschiede sind nicht konstant, sondern schwanken von Fabrikat zu Fabrikat, weil sie u.a. auch von der gesamten Rohstoffzusammensetzung beeinflusst werden können. Die Dimensionen beispielsweise der autoklavfeuchten Bauteile mit etwa 30 Gew.-% Feuchtigkeit können in bezug auf die Dimensionen, die sich in einer Atmospäre von 40% relativer Luftfeuchtigkeit bei 20°C mit ungefähr 3% Feuchtigkeit im Bauteil einstellen, 0,1 bis 0,6%o grösser sein. Die aufgezeigten Unterschiede können schwanken, wenn das Bauteil einer CCh-haltigen Atmosphäre ausgesetzt wird.

Diese Dimensionsveränderung kann zu erheblichen inneren Spannungen im Bauteil und zu Rissbildung führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Dimensionstabilität und Festigkeit von Gasbeton zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, dass zur Herstellung der giessfähigen Masse ein Gemenge aus Wasser, Bindemittel und Sand vorgemischt wird, dann das Calciumsulfat zugesetzt und die Masse weitergemischt wird und anschliessend das Gärmittel zugesetzt wird. Durch die Vermischung ergibt sich eine überraschend günstige Ausbildung des Kalkhydrats und eine besonders homogene Verteilung des feindispersen Hydrats.

Vorzugsweise wird nach dem Zugeben des Gärungsmittels die Masse bis zur gewünschten Konsistenz nachgemischt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung können mit den Massnahmen der Ansprüche 2 bis 11 erreicht werden.

Vorteilhaft ist, wenn z.B. das Gemenge mit 52 bis 65 Gew.-% Kalk und Rest Zement im Bindemittel vorgemischt und zur Vormischung 6 bis 12 Gew.-% SO3 bezogen auf den CaO-Gehalt des Kalkes in Form von Calciumsulfat zugesetzt werden. Es können auch grössere Mengen Calciumsulfat zugesetzt werden, ohne dass die Dimensionsstabilität und Festigkeit der Gasbetonformteile negativ beeinflusst werden. Die Menge wird vorzugsweise empirisch ermittelt und ist z.B. abhängig von der Wirkung der Calciumsulfationen auf die Gär- und Giesseigenschaften der Masse. Noch günstiger ist, wenn z.B. das Gemenge mit 52 bis 63 Gew.-%, vorzugsweise mit 58 bis 63 Gew.-%, Kalk und Rest Zement im Bindemittel vorgemischt und zur Vormischung 6 bis 12 Gew.-% SO3 in Form von Anhydrit zugesetzt werden. Bevorzugt wird die

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ohne Zusatz von Sulfaten gärt. Erst nach Erreichen der maximalen Steighöhe beginnt die Verzögerungswirkung des Sulfates, die sich hauptsächlich in einem sehr langsamen weiteren Temperaturanstieg äussert. Bei der Produktion von Montagebauteilen ergibt sich damit der weitere Vorteil, dass durch die schnell aufgärende, niedrig viskose Masse die Bewehrungseisen gut umschlossen werden, während sich durch langsam gärende zähe Massen, die sich bei hohen Sulfatzusätzen im Kalk ergeben, Hohlstellen (Schattenbildung) s hinter den Bewehrungseisen in Gärrichtung bilden.

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Vormischung eines Gemenges mit 55 bis 60 Gew.-% Kalk und Rest Zement im Bindemittel und ein Zusatz von 8 bis 10 Gew.-% SO3 in Form von Anhydrit zur Vormischung. Weitere wesentliche Verfahrensparameter ergeben sich z.B. aus den Ansprüchen 6 bis 10.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass vorzugsweise zunächst Wasser in den Mischer gefüllt und anschliessend der Mischer in Gang gesetzt wird. Dann werden bevorzugt das Bindemittel und Sand zugegeben und 40 bis 80, insbesondere 50 bis 70 Sekunden, vorgemischt. Danach wird die SC>3-enthaltende Komponente, vorzugsweise Anhydrit, zugesetzt und z.B.

etwa 30 bis 35, vorzugsweise 32 bis 34 Sekunden, weitergemischt. Im Anschluss daran wird das Gärmittel, vorzugsweise Aluminiumpulver, zugegeben und z.B. 20 bis 40, insbesondere 25 bis 30 Sekunden, nachgemischt. Danach wird die Masse in die Formen gegossen.

Die Verwendung von Calciumsulfat in den z.B. angegebenen Mengen zur Herstellung von Gasbeton aus kalkreichen Mischungen lag keineswegs nahe. Denn aus der DT-PS 1 646 580 ist z.B. bekannt, dass man den grünen Gasbetonmischungen, bei denen das Bindemittel in Form von Weiss-Feinkalk eingebracht wird, Calciumsulfate meist in Form von Doppelhydratgips oder Anhydrit zusetzen kann. Der Zusatz soll zur Regelung der Löschgeschwindigkeit dienen, wenn ein zu schnelles Ablöschen des Weiss-Feinkalks die Qualtität des Gasbetonteils mindern könnte. Das Ablöschen des Kalks soll in diesem Fall auf den Gärvorgang genau abgestimmt werden. Der Zusatz von Calciumsulfat mindert jedoch die Festigkeit des aus einer vorwiegend Weiss-Feinkalk als Bindemittel enthaltenden Mischung hergestellten Gasbeton-Bauteils erheblich. Aus diesem Grunde wurde bei der Herstellung von Gasbeton ohne Zement auf einen Zusatz von Calciumsulfat verzichtet und ein Kalk, sogenannter Hartbrand, ausgewählt, der aufgrund seines Löschverhaltens von Hause aus dem Gärvorgang angepasst ist. Derartige Spezialkalke sind jedoch teuer. Bei Mischungen mit Zement kann dagegen der Zusatz von Calciumsulfat entfallen, weil die Löschgeschwindigkeit des Kalkes durch den Zementzusatz in ausreichendem Masse verzögert werden kann.

Aus der DT-PS 1 646 580 ist ferner bekannt, dass in zementreichen Mischungen, in denen der Zementanteil über 50 Gew.-% im Bindemittel beträgt, durch einen Zusatz von Calciumsulfat zur Mörtelmischung von über 2,5 Gew.-% SO3 die Festigkeit gesteigert werden kann, die ohne den Zusatz von Calciumsulfat aufgrund des hohen Zementanteils sehr gering ist.

Darüber hinaus ist bekannt, dass die Verwendung von Calciumsulfat bei der Herstellung von Gasbeton aus Mischungen, die Flugasche enthalten, zur Beschleunigung der Reaktion zwischen dem Kalk und der Flugasche führt.

Demgegenüber war überraschend, dass die schädliche Wirkung des Gipses in kalkreichen Mischungen aufgehoben werden kann und sogar dimensionsstabile Gasbetonteile hergestellt werden können.

Darüberhinaus ergibt sich, dass durch das Verfahren nach der Erfindung die Festigkeit des Gasbeton-Bauteils nicht gemindert, sondern eher gesteigert und die optische Qualität, insbesondere inbezug auf die Homogenität der Farbe, erheblich verbessert wird.

Nach der Erfindung kann ein Gasbeton-Bauteil erreicht werden, der eine Dimensionsstabilität von maximal 0,15 mm/m bei Einstellung einer Ausgleichsfeuchte von etwa 3 Gew.-%, ausgehend von der Autoklavfeuchte, aufweist. Vorzugsweise beträgt die Dimensionsstabilität dabei 0,05 bis 0,1 mm/m.

Anhand des folgenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Zur Herstellung eines Gasbeton-Bauteils der Güteklasse G 25 werden 360 kg Weiss-Feinkalk als Hartbrand mit einem CaO-Gehalt von 96 Gew.-% und 240 kg Portlandzement PZ 350 und 1750 kg Sand in einen Mischer gefüllt, in dem sich bereits 14001 Wasser befinden. Der Mischer wird in Gang gesetzt, und es wird 60 Sekunden vorgemischt. Dann werden 50 kg Anhydrit mit einem S03-Gehalt von 59 Gew.-% zur Vormischung gegeben und 32 Sekunden weitergemischt. Anschliessend werden 1,8 kg Aluminiumpulver zugesetzt und 18 Sekunden nachgemischt. Die Masse wird im Anschluss daran vergossen und in an sich bekannter Weise verarbeitet. Nach der Härtung ergibt sich ein Gasbeton-Bauteil mit einer Dimensionsstabilität von 0,08 mm/m. Die Dimensionsstabilität wurde ermittelt, indem das Bauteil sofort nach der Autoklavhärtung und nach einer 28-tägigen Einwirkung einer Atmosphäre von 40% relativer Luftfeuchtigkeit bei 20°C, bei der sich eine Ausgleichsfeuchte von 3 Gew.-% eingestellt hatte, vermessen wurde. Die Druckfestigkeit des Gasbeton-Bauteils lag bei 35 kp/cm2. Die optische Qualität war hervorragend.

Besonders günstig ist, wenn das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Gasbeton-Bauteilen der Güteklasse G 25 mit hohen Wasser/Mehl-Werten über 0,58 durchgeführt wird. Vorzugsweise werden Wasser/Mehl-Werte der Giessmasse von 0,58 bis 0,62 gewählt. Gleichzeitig ist dabei von Vorteil, wenn der Kalkgehalt und der Wasser/Mehl-Wert so aufeinander abgestimmt werden, dass sich Endtemperaturen in der gärenden Masse von 75 bis 90, vorzugsweise von 80 bis 85°C, einstellen. Dadurch wird die Masse in üblichen Taktzeiten schneidreif und die Dimensionsstabilität des Fertigteils günstig beeinflusst. Ferner ist in diesem Zusammenhang von Vorteil, möglichst feine Aluminiumpulver zuzusetzen.

Wesentlich ist, dass die Giessstabilität der Masse bei Verwendung bisher bekannter Calciumsulfat-Arten nicht gewährleistet werden kann, wenn die erfindungsgemässen Verfahrensparameter nicht eingehalten werden und die Ausbildung des Kalkhydrats im Mischer durch die Anwesenheit von wirksamen Sulfatkonzentrationen behindert wird. Aus diesem Grunde ist es ferner von Vorteil, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Vormischung ohne den Zusatz von S03-armem Zement im Bindemittel erfolgt und der Zement zusammen mit dem Calciumsulfat zur Vormischung oder kurz vor der Zugabe des Calciumsulfats zur Vormischung gegeben wird. Dies ist dann zu empfehlen, wenn Zemente mit hohem Gipsgehalt verwendet werden sollen. Ferner ist es in diesem Fall sogar möglich, den Cal-cium-Zusatz z.B. in Form von Zement vorzunehmen, wenn der Calciumsulfat-Gehalt des Zements ausreicht, die gewünschte Dimensionsstabilität zu gewährleisten.

Während normalerweise ein Gipszusatz die Gärgeschwindigkeit zeitlich derart reduziert, dass der Gärprozess gehemmt abläuft und zu Fehlgüssen führt, steigt nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Masse schnell hoch mit einer idealen Konsistenz, so dass insbesondere Bewehrungen ohne «Schattenbildung» umflossen werden. Die Taktzeiten können reduziert werden. Ausserdem ist weniger Aluminiumpulver erforderlich.

Bei Zusatz von Sulfaten bereits zu Beginn des Löschprozesses wird das Aufgären der Masse sehr stark verzögert, d.h. es sind sehr lange Zeiten nötig, bis die Masse ihre endgültige Gärhöhe erreicht hat. Dies ist naturgemäss für den Produktionstakt ungünstig. Setzt man den Sulfatträger in dem oben beschriebenen geeigneten Zeitpunkt zu, so gärt die Masse sehr schnell auf, praktisch in der gleichen Weise, in der sie

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1. Verfahren zur Herstellung von hydrothermal gehärteten Gasbeton-Bauteilen, wobei man Bindemittel, bestehend aus Kalk sowie Zement, wobei der Kalkanteil überwiegt, mit Sand, Calciumsulfat, Gärmittel und Wasser zu einer giessfä-higen Masse mischt, die Masse in Formen giesst, gären und ansteifen lässt, entformt und die Formteile hydrothermal härtet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der giessfähigen Masse ein Gemenge aus Wasser, Bindemittel und Sand vorgemischt wird, dann das Calciumsulfat zugesetzt und die Masse weitergemischt wird und anschliessend das Gärmittel zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Feinkalk und gegebenenfalls SCh-armer Zement verwendet wird und zur Vormischung Calciumsulfat in Form von Gips und/oder Anhydrit und/oder Zement zugesetzt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge mit 52 bis 65 Gew.-% Kalk und Rest Zement im Bindemittel vorgemischt und zur Vormischung 6 bis 12 Gew.-% SCh bezogen auf den CaO-Gehalt des Kalkes in Form von Calciumsulfat zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge mit 52 bis 63 Gew.-%, vorzugsweise mit 58 bis 63 Gew.-%, Kalk und Rest Zement im Bindemittel vorgemischt und zur Vormischung 6 bis 12 Gew.-% SO3 in Form von Anhydrit zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge mit 55 bis 60 Gew.-% Kalk und Rest Zement im Bindemittel vorgemischt und 8 bis 10 Gew.-% SO3 in Form von Anhydrit zugesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst Wasser in den Mischer gefüllt, dann unter Rühren Bindemittel und Sand zugegeben und 40 bis 80, vorzugsweise 50 bis 70 Sekunden, vorgemischt,

danach die SO3 enthaltende Komponente, vorzugsweise Anhydrit, zugesetzt, 30 bis 35, vorzugsweise 32 bis 34 Sekunden, weitergemischt, im Anschluss daran das Gärmittel, vorzugsweise Aluminiumpulver, zugegeben und 14 bis 20, vorzugsweise 16 bis 18 Sekunden, nachgemischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anschliessend an das Nachmischen die Giessmasse bis zur beginnenden Gärung 8 bis 14 Sekunden, vorzugsweise 10 bis 12 Sekunden, im Mischer belassen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der giessfähigen Masse mit Wasser/Mehl-Werten über 0,58, vorzugsweise von 0,58 bis 0,62, gearbeitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der giessfähigen Masse mit Wasser/Mehl-Werten über 0,58 bei Temperaturen in der gärenden Masse von 75 bis 90, vorzugsweise von 80 bis 85°C, gearbeitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Gärmittel ein Aluminiumpulver verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entformen zu den Formteilen geschnitten wird, die dann der Härtung unterworfen werden.

12. Gasbeton-Bauteil, gekennzeichnet durch eine Dimensionsstabilität von maximal 0,15 mm/m bei Einstellung einer Ausgleichsfeuchte von etwa 3 Gew.-%, ausgehend von der Autoklavfeuchte.

13. Gasbeton-Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionsstabilität 0,05 bis 0,1 mm'm beträgt.