DE1471325C - Process for increasing the hydration and the binding capacity of Substan zen latent hydraulic properties - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung Durch die Kombination der Scherung mit einerThe invention relates to a method of increasing by combining the shear with a

der Hydratation und der Bindefähigkeit von Disper- Schlagwirkung ist es möglich, den Abstand von 0,1 bisthe hydration and the binding capacity of the dispersive impact effect it is possible to adjust the distance from 0.1 to

sionen, die Agglomerate ungenügenden Dispersions- 0,2 mm zwischen den Oberflächen von Rotationszylin-sions, the agglomerates inadequate dispersion 0.2 mm between the surfaces of rotary cylinders

grades von Substanzen latenter hydraulischer Eigen- dem, die bisher zum Hervorrufen der einfachen Sche-degree of substances latent hydraulic properties, which up to now have been used to cause the simple schema

schaften enthalten in Anwesenheit von Erregern. 5 rung in Meßinstrumenten verwendet wurden und sichproperties contained in the presence of pathogens. 5 tion were used in measuring instruments and themselves

Es ist bekannt, daß die Bindefähigkeit von Zementen im Verhältnis zueinander verschieben, auf 1 bis 2 mm,It is known that the binding capacity of cements shift in relation to each other, on 1 to 2 mm,

durch feines Mahlen erhöht werden kann. d. h. auf einen Abstand zu vergrößern, der auch incan be increased by fine grinding. d. H. to a distance that is also in

Es ist auch bekannt, daß durch eine in mit Wasser- der Praxis verwendet werden kann,It is also known that by an in with water practice it can be used

dampf gesättigten Räumen durchgeführte Wärmebe- Die Dispergierung in großem Masse von ZementHeat treatment carried out in steam-saturated rooms The dispersion in large quantities of cement

handlung die Bindungszeit herabgesetzt und die io in Wasser ermöglicht eine beträchtliche Hydratation.action reduces the binding time and the io in water allows for considerable hydration.

Festigkeit von Betonelementen erhöht werden kann. Die Dispergierung durch Scherung mit gleichzeitigerStrength of concrete elements can be increased. Dispersion by shear with simultaneous

Eine besonders gute Erhöhung der Festigkeit wurde Schlagwirkung kann auch mit Hilfe einer einfachenA particularly good increase in strength was also possible with the help of a simple impact effect

durch Behandlung der Betonelemente unter höheren Vorrichtung mit sehr guten Resultaten durchgeführtcarried out with very good results by treating the concrete elements under higher device

Drücken, d. h. bei Temperaturen über 100°C (Auto- werden. Zu diesem Zwecke muß man nur das rotieren-Press, d. H. at temperatures above 100 ° C (Auto-. For this purpose you only have to rotate the

klavverfahren) erreicht. 15 de Schaufelrad einer Zentrifugalpumpe durch eineklavverfahren) achieved. 15 de impeller of a centrifugal pump through a

Diese bekannten Verfahren ermöglichen aber nicht, Scheibe ersetzen, die mit einem dicht gezahnten Zahn-However, these known methods do not make it possible to replace discs that are equipped with a closely toothed tooth

die Bindefähigleit des Zementes bei Bauarbeiten in ein- kranz versehen ist, und auf die Seitenplatte der Pumpethe binding properties of the cement during construction work are provided in a ring, and on the side plate of the pump

fächer und billiger Weise zu erhöhen. muß eine ebenfalls dicht gezahnte, stehende Gegen-fan and cheaper way to increase. there must also be a tightly toothed, standing object

Auch durch die Einwirkung von Vibrationseinnüssen scheibe gesetzt werden, die zwischen die Zähne derAlso due to the action of vibration sockets are set between the teeth of the disc

bzw. von hochfrequenten Schwingungen wie auch durch ao rotierenden Scheibe hineinreicht,or from high-frequency vibrations as well as through ao rotating disk,

die Anwendung einer Kolloidmühle, die eine Schlag- Die Dispergierung der Zementdispersion gemäß derthe use of a colloid mill, which has a hammer The dispersion of the cement dispersion according to the

wirkung ausübt, hat man versucht, die Bindefähigkeit Erfindung wird zweckmäßig in einem KreisprozeßHas an effect, attempts have been made, the binding ability invention is expedient in a circular process

von Zementen zu verbessern sowie die Beständigkeit durchgeführt, wobei die Dispersion in einen Behälterof cements to improve as well as the resistance carried out with the dispersion in a container

von Zement enthaltenden Suspensionen zu erreichen. zurückgeführt wird. Die Temperatur der Dispersionof cement-containing suspensions. is returned. The temperature of the dispersion

Doch diesen bekannten Möglichkeiten haften Nach- 25 wird unter der Wirkung des starken ScherungseffektesBut these known possibilities still adhere to the effect of the strong shear effect

teile an, als sie für die Hydratation von Substanzen la- und der gleichzeitig ablaufenden chemischen Prozesseshare as they are responsible for the hydration of substances and the simultaneous chemical processes

tenthydraulischer Eigenschaften so gut wie nicht ge- in solchem Maße erhöht, daß die erwünschte dis-hydraulic properties are hardly increased to such an extent that the desired dis-

eignet sind, darüber hinaus keine ausreichende Be- pergierende Wirkung auch ohne Meßinstrumente, durchare suitable, in addition, they do not have a sufficient control effect even without measuring instruments

ständigkeit der Substanzen von latenthydraulischen Tasten mit der Hand befriedigend kontrolliert werdenresistance of the substances of latent hydraulic keys can be controlled satisfactorily by hand

Eigenschaften enthaltende Dispersionen ermöglichen 30 kann.Dispersions containing properties can be used.

und schließlich demzufolge nur eine vergleichsweise Mit Hilfe des Verfahrens der Erfindung erhalten dieand finally, only a comparatively. With the aid of the method of the invention, the obtained

niedere Druckfestigkeit des Zements mit sich bringen. wäßrigen Dispersionen z. B. von durch mit Schlag-bring low compressive strength of the cement with it. aqueous dispersions z. B. from through with impact

Es sind Substanzen mit latenten hydraulischen Ei- wirkung kombinierte Scherung hoher Geschwindigkeit genschaften bekannt, z. B. die Hochofenschlacken, die behandelten Hochofenschlackenportlandzementen die als Zementkomponenten verwendet werden. Diese 35 folgenden vorteilhaften Eigenschaften:
Materialien ergeben ein Bindemittel, das auch unter 1. Von der Dauer der Scherung hoher Geschwindig-Wasser bindet und fest wird, falls sie fein gemahlen keit abhängend erhöht sich die mit einem Stormer- und mit Portlandzement, Kalkhydrat oder gebranntem Viskosimeter gemessene Viskosität einer untersuchten Kalkmehl gemischt oder mit Portlandklinker, gebrann- sich schnell absetzenden Dispersion eines Hochofentem Kalk, gebranntem Dolomit, ferner Anhydrit fein 40 schlackenportlandzementes mit einem Hochofengemahlen und unter Verwendung von Wasser gemischt schlackengehalt von 25 °/₀ und mit einem Zement-Waswerden. Diese Materialien, die die Bindefähigkeit des ser-Verhältnis von 1: 0,6 auf 10 bis 30 cP; dabei geht Zements erregen, werden Erreger bezeichnet. die sich absetzende und daher der ViskositätsmessungThere are substances with latent hydraulic Ei- effect combined high-speed shear properties known, for. B. the blast furnace slags, the treated blast furnace slag Portland cements that are used as cement components. These 35 beneficial properties:
Materials result in a binding agent that also binds under 1. Water binds and becomes solid if it is finely ground depending on the duration of the shear or mixed with Portland clinker, settling dispersion as roasted rapidly a Hochofentem lime, calcined dolomite, further anhydrite fine 40 slag portland cement, slag content mixed with a blast furnace ground and using water of 25 ° / ₀ and with a cement-Waswerden. These materials, which increase the bondability of the ser ratio from 1: 0.6 to 10 to 30 cP; This is where cement goes to excite, are called pathogens. the settling and therefore the viscosity measurement

Das Verfahren der Erfindung ermöglicht nun auf nicht zugängliche Dispersion in eine sich nicht abeinfache Weise eine wesentliche Erhöhung der Hydra- 45 setzendeDispersionmitthioxtropenEigenschaftenüber, tation und der Bindefähigkeit von Substanzen latenter Die wäßrigen Dispersionen von Hochofenschlackenhydraulischer Eigenschaften, z. B. von Hochofenschlak- portlandzementen mit höheren Hochofenschlackenkenportlandzementen, auch auf den kleinsten Bau- gehalten gehen in eine schneidbare Paste über und weistellen. sen eine beträchtliche Schmierfähigkeit auf, wodurchThe method of the invention now enables inaccessible dispersion in a not easy to use Way a substantial increase in the hydra-45-setting dispersion with thioxtropic properties, tation and the binding capacity of substances latent The aqueous dispersions of blast furnace slag hydraulic properties, z. B. of blast furnace slag portland cements with higher blast furnace slag portland cements, Even on the smallest building blocks, they turn into a cuttable paste and show spots. sen a considerable lubricity, whereby

Wird nämlich die Scherung mit hoher Geschwindig- 50 die Erhöhung der Festigkeit der Paste durch Weiterkeit vorgenommen, so werden auch die Anteile einer verarbeitung, d. h. durch Verdichtung, erheblich erGrößenordnung von einigen Mikron einem kräftigen leichtert und beschleunigt wird.
Schereffekt unterworfen, und die Hydratationsdisper- 2. Betontestwürfel, die mit einer Dispersion hergegierung wird so intensiv, wie sie z. B. selbst durch lang stellt wurden, in der das Verhältnis des Zements, des dauerndes Mahlen in einer Kugelmühle nicht erreicht 55 Wassers sowie des Sandes und Kieses 1: 0,6: 4 war werden kann. und die erfindungsgemäß behandelt wurde, zeigten dieIf the shear is carried out at high speed, the strength of the paste is increased through further expansion, so the parts of processing, ie through compression, are considerably lightened and accelerated to the order of a few microns.
Subjected to the shear effect, and the hydration dispersion 2. Concrete test cubes, which hergegierung with a dispersion is as intense as it is z. B. even by long, in which the ratio of cement, the constant grinding in a ball mill not reached 55 water and sand and gravel 1: 0.6: 4 can be. and which was treated according to the invention, showed the

Bei einem Wert um 100 000 see-¹ bewirkt die Sehe- in der nachfolgenden Tabelle angegebenen erhöhtenAt a value around 100,000 see- ¹ , the visual effect shown in the table below is increased

,., _. . .^ emsek-¹ ,. . Festigkeitswerte,,., _. . . ^ emsek- ^1,. . Strength values,

rung (mre Dimension _1St —^— = sec-¹) erne ^ _{durch die} erfindungswesentliche Schwerschlag-tion (mre dimension _1S t - ^ - = sec- ¹ _{) erne ^ by the} heavy impact, which is essential to the invention

außerordentlich starke dispergierende Wirkung, was 60 wirkung erreichte beständige Dispersion deutet darauf durch Angaben der Fachliteratur und auch durch hin, daß die Hydratation auch der kleinsten Zementeigene Versuchsergebnisse bestätigt ist. Gemäß den teilchen erfolgt ist. Auf diesen Umstand ist es zurück-Untersuchungen, die zur Erfindung führten, wurde eine zuführen, daß sich die Bindefähigkeit des Zementes in ähnliche dispergierende Wirkung, durch Hervorrufen so auffallendem Maße erhöht. Die aus den beigelegten von Zusammenstößen während der Scherung bei 65 Tabellen zu entnehmenden außergewöhnlich hohen einer Geschwindigkeit erreicht, die ungefähr eine Werte der Druckfestigkeit zeigen offensichtlich die Zehnerpotenz niedriger war als diejenige im Falle einer Überlegenheit des Verfahrens nach der Erfindung einfachen Scherung. gegenüber allen bisher bekannten Verfahren.extremely strong dispersing effect, which indicates that the permanent dispersion effect achieved by information in the specialist literature and also by the fact that the hydration of even the smallest cement-own test results is confirmed. According to the particle is done. To this fact it is back-investigations, which led to the invention, one was to add that the binding ability of the cement in similar dispersing effect, increased by evoking such a striking degree. The ones from the enclosed exceptionally high from collisions during shear at 65 tables reached a speed that approximately a values of the compressive strength obviously show the Power of ten was lower than that in the case of superiority of the method according to the invention simple shear. compared to all previously known methods.

HochofenBlast furnace mit standardwith standard erfindungsinvention Druckfestigkeitswerte, kg/cm² Compressive strength values, kg / cm ² mit standardwith standard erfindungsinvention FestigkeitsStrength Bezeichnungdesignation schlackenge-slagging mäßigemmoderate gemäßaccording to FestigkeitsStrength mäßigemmoderate gemäßaccording to erhöhungincrease des Zementsof cement halt desstop the Verfahrenproceedings behandelttreated erhöhungincrease Verfahrenproceedings behandelttreated 7o7o Zements in °/oCement in ° / o nach 7 Tagenafter 7 days %% nach 28 Tagenafter 28 days etwaabout 12,3412.34 33,633.6 50,750.7 100,2100.2 99,699.6 Nr. 300No. 300 7575 48,0848.08 83,383.3 75,075.0 98,498.4 165,8165.8 68,568.5 Nr. 400No. 400 5555 143,48143.48 189,4189.4 73,273.2 268268 361361 34,734.7 Nr. 500# 500 3030th 3232

Die unter dem Einfluß der Schlagscherung hoher Geschwindigkeit eintretende Festigkeitserhöhung von 30 bis 100% steht also mit einer beträchtlichen Erhöhung der spezifischen Oberfläche und zugleich des Grades der Hydratation im Zusammenhang. Die Verfestigung der hydraulichen Bindemittel geschieht sozusagen nur an der Oberfläche der teilnehmenden Komponenten, d. h. dieser Prozeß dringt nicht tief ein. Je größer also der Dispersitätsgrad bzw. die spezifische Oberfläche des Bindemittels und je kleiner die Dimensionen der Partikel sind, desto vollkommener spielt sich die chemische Reaktion ab. Die beträchtliche Erhöhung der Hydratation, die durch die ausgebildete thixotrope Struktur nachgewiesen wird, ermöglicht eine größere Ausnutzung der Bindekraft der Zemente.The increase in strength of 30 to 100% stands with a considerable increase in the specific surface and at the same time the Degree of hydration related. The hydraulic binders solidify so to speak only on the surface of the participating components, i. H. this process does not penetrate deeply. The greater the degree of dispersion or the specific surface area of the binder and the smaller the The dimensions of the particles are, the more perfectly the chemical reaction takes place. The sizeable Increase in hydration, which is demonstrated by the developed thixotropic structure, enables greater utilization of the binding force of the cement.

Mit Hilfe des Schlagscherungsprozesses der Erfindung wurde die Druckfestigkeit durch Behandlung von 10 Minuten bei einem Zement mit einem Hochofenschlackengehalt von 75 % nach 7 Tagen um 75 % und nach 28 Tagen um 100% erhöht; demgegenüber ergab ein intensives nasses Mahlen von 2 Stunden mit einem Zement-Wasser-Verhältnis von 1:0,6 in einer Kugelmühle keine Festigkeitserhöhung.Using the impact shear process of the invention, the compressive strength was determined by treatment of 10 minutes for a cement with a blast furnace slag content of 75% after 7 days by 75% and increased by 100% after 28 days; on the other hand, intensive wet milling for 2 hours resulted with a cement to water ratio of 1: 0.6 in a ball mill no increase in strength.

Da die hydraulischen Bindemitteldispersionen unter dem Einfluß der Schlagscherung hoher GeschwindigSince the hydraulic binder dispersions under the influence of the impact shear high Velocity

keit in eine sich nicht absetzende Paste übergehen, können sie sehr vorteilhaft für Injektionen verwendet werden.Since they can turn into a non-settling paste, they can be used very advantageously for injections will.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Erhöhung der Hydratation und Bindefähigkeit von Dispersionen, die Agglomerate ungenügenden Dispersionsgrades von Substanzen latenthydraulischer Eigenschaften und Erreger enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Agglomerate der Substanzen latenthydraulischer Eigenschaften 10 Minuten lang in einer Dispergiermaschine, die eine mit einem oder mehreren dicht gezahnten Zahnkränzen versehene stehende Scheibe und eine ebenfalls mit einem oder mehreren dicht gezahnten Zahnkränzen versehene rotierende Scheibe aufweist, bei dem Durchströmen zwischen den Zahnkränzen eine Schlageinwirkung und bei dem Durchströmen durch die Spalten der Zähne der Zahnkränze gleichzeitig ein Scheren ausgeübt wird, wobei die rotierende Scheibe der Dispergiermaschine mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, bei der die Schergeschwindigkeit 1000 see"¹ überschreitet. Process for increasing the hydration and binding capacity of dispersions which contain agglomerates with insufficient degree of dispersion of substances with latent hydraulic properties and pathogens, characterized in that the agglomerates of the substances with latent hydraulic properties are applied for 10 minutes in a dispersing machine which is provided with one or more closely toothed ring gears has a standing disk and a rotating disk also provided with one or more closely toothed toothed rims, when flowing through between the toothed rims an impact effect and when flowing through the gaps of the teeth of the toothed rims simultaneously a shear is exerted, the rotating disk of the dispersing machine with a Rotational speed is driven at which the shear speed exceeds ^{1000 see "1.}