DE1800103B2 - Einpressmoertel fuer Spannrohre - Google Patents

Description

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Die beim Spannbeton verwendeten Spannstähle des Zements abscheidende Wasser hat deshalb einen

liegen üblicherweise in sogenannten Hüllrohren. Zur geringen Kalziumhydroxidgehalt. Es besteht besten-

Hcrstcllung eines guten Verbunds und zur Sicherung falls aus einer gesättigten Lösung von Kalzium-

cines zuverlässigen Korrosionsschutzes sollen nach hydroxid, enthält also höchstens 1,6 g pro Liter

den vorläufigen Richtlinien für das Einpressen von 5 = 0,16% Kalziumhydroxid.

Zementmörtel in Spannkanäle (Vorläufige Richtlinien Demgegenüber enthält die bei einem Wassertür das Einpressen von Zementmörtel in Spann- Zement-Faktor von 0,4, wie er bei Einpreßmörteln kanälc, VDl-Bildungswerk) alle Hohlräume zwischen üblich ist, nach der Hydratation verbleibende Menge Hüllrohr und Spannstählen mit einem sogenannten von etwa 15% Porenwasser eine sich allmählich ab-Einpreßmörtcl gefüllt werden. Dieser soll aus einer io spaltende Menge von 10 bis 20% Kalziumhydroxid, Suspension von Portlandzement und Wasser mit was einer mindestens 50%igen Suspension entspricht, einem Wasscr-Zcment-Wert von im Mittel 0,4 bc- Das darin enthaltene Kalziumhydroxid liegt zustehen. Zusätze zur Verbesserung des Fließvermö- nächst in kolloidaler Form vor, die allmählich teilgens (Beton-VcrHüssiger) und Treibmittel zur Er- weise in eine feinkristalline Form übergeht. Durch die zcugung von Porenräumen zwecks Sicherung der 15 Kontraktion des erhärtenden Betons wird eine Pres-Frostbcständigkcit sowie bis zu 30% mehlfeine Mine- sung gegen den eingebetteten Stahl ausgeübt, und die ralzuschlägc können zugegeben werden. Chloride sich ausscheidenden Kolloide und Kristalle des KaI-dürfcn im Einprcßmörtel wegen der korrosionsför- ziumhydroxids werden fest auf die Stahloberfläche dcrndcn Wirkung auf Stahl nicht enthalten sein. gepreßt, wodurch die chemische Rostschutzwirkung

Trotz der bestehenden Richtlinien für die Zusam- 20 des Kalziumhydroxids noch duich einen physikali-

mcnsctzung und Einbringung der Einpreßmörtel sind sehen Effekt verstärkt wird.

Mißerfolge nicht selten; sie haben in neuerer Zeit Durch dieses »Depot« an Kalziumhydroxid wird sogar ein besorgniserregendes Maß angenommen. im Beton die an sich korrosionsfördemde Wirkung Die festgestellten Mängel bestehen hauptsächlich des Gipsgehalts völlig kompensiert. Anders in der darin, daß der Korrosionsschutz der Spannstähle un- 25 sich in wenigen Stunden infolge der Sedimentationsgenügend ist, insbesondere in den Scheitelbereichen, neigung des Zements abtrennenden wäßrigen Phase, wo sich häufig Wasser ansammelt, an den Beruh- Diese enthält wegen der durch den Gipszusatz langrungsllächcn der Drähte, wie überhaupt an Stellen, sam verlaufenden Kalziumhydroxidabspaltung (vgl. wo die vollständige Umhüllung der Drähte nicht ge- Taylor, Chemistry of Zement, Band Γ, Academic geben war. 30 Press, London, 1964, S. 314) höchstens 1,6 g Kai-Für die Verbesserung des Einpreßmörtels ergibt ziumhydroxid pro Liter Wasser und ist gleichzeitig sic'h damit die Aufgabe einer Steigerung seiner kor- mit Gips gesättigt, d. h. enthält etwa 2,5 g Kalziumrosionsschützcndcn Wirkung und der Verringerung sulfat.

bzw. Verhütung seiner Absetzneigung, deren Folge Damit ist in den Bereichen des ausgeschiedenen

die Wasserabscheidung ist, in deren Bereich die Kor- 35 Wassers das Verhältnis stark in Richtung des korro-

rosion bevorzugt auftritt. Dies und weitere Fort- sionsfördernden Gipses verschoben. Damit hängt es

schritte werden durch folgende erfindungsgemäße auch zusammen, daß dort, wo die Spannstähle nicht

Maßnahmen erreicht: im Zementstein·eingebettet sind, häufig Korrosionen

I. An Stelle des vorgeschriebenen Portlandzements auftreten. Tst der verwendete Zement jedoch gipsfrei,

mit einem Gipsgehalt von durchschnittlich 6% wird 40 dann spaltet sich das korrosionsschützende Kalzium-

cin solcher verwendet, der keinen Gipszusatz enthält. hydroxid sehr schnell ab (vgl. Taylor a.a.O., S.314),

Gips hat in Verbindung mit Wasser korrosionsför- wodurch der Kalziumhydroxidgehalt des abgetrenn-

dernde Eigenschaften, was jedem Baufachmann schon ten Wassers wesentlich höher ist. Da andererseits die

dadurch bekannt ist, daß Dübel, Nägel, Kabel- korrosionsfördemde Komponente Gips fehlt, ist das

rohre usw. in feuchtem Gips zu starker Rostung 45 Gewicht ganz auf die Seite des korrosionsschützen-

ncigen. den Kalziumhydroxids verschoben und damit der

Beim üblichen Stahlbeton kann sich die korrosions- Korrosionsschutz der in der wäßrigen Phase liegen-

förderndc Eigenschaft des im Zement enthaltenen den Spannstähle gewährleistet.

Gipses nicht auswirken, weil sie durch den hohen 2. Die Sicherung des Korrosionsschutzes wird er-

Gehalt des bei der Zementhydration entstehenden 50 höht, wenn dem gipsfreien Zement erfindungsgemäß

Kalziumhydroxids (vgl. Kühl, Zementchemie HT, noch dampfgelöschtes Kalziumhydroxid in Pulver-

VEB-Verlag Technik, Berlin 1961, S. 201), welches form in Mengen bis zu 10% zugegeben wird. Auch

hervorragende passivierende Eigenschaften besitzt, der Zusatz von gemahlenem Branntkalk, der beim

kompensiert wird. Anmachen mit Wasser sich zu Kalziumhydroxid um-

Andcrs beim Einpreßmörtel für Spannbeton. Hier 55 setzt, ist möglich. Die nach dem Anmachen eines

sammelt sich in den Scheitelbereichen, Umlenkstellen solchen Einpreßmörtels mit Wasser entstehende Sus-

und Stellen mit Buhnenwirkung Wasser an, das aus pension enthält damit von vornherein schon einen

dem durch die Sedimentation des Zements im Mör- hohen Überschuß an Kalziumhydroxid,

tcl ausgeschiedenen Wasser, oft vermehrt durch in Da das Kalziumhydroxid in seiner Teilchengröße

den Hüll rohren von dem üblichen Ausspülen noch 60 weit unter dem Zement, zu einem Teil sogar im kol-

vcrblcibcndcn Wasserresten, besteht. loidalen Bereich liegt (vgl. Kühl a.a.O., S. 178), neigt

Dieses Wasser hat eine andere Zusammensetzung es viel weniger zum Absetzen als Zement und bleibt als das im erhärteten Zement eingeschlossene söge- deshalb in einer sich ausscheidenden wäßrigen Phase, nannte Poren-Wasser. Das ist darauf zurückzuführen, die damit einen großen Überschuß an Kalziumdaß die sich im Zement im Zug der Hydratation ab- 65 hydroxid aufweist, wie er für einen guten Korrosionsspielende Kalziurrihydroxid-Abspaltung ein langsamer schutz wichtig ist.

über Wochen und Monate verlaufender Prozeß ist. Das Kalziumhydroxid verringert infolge seiner

Das sich in den ersten Stunden vor der Erstarrung weitgehenden kolloiden Natur auch die Absitzneigung

der Zementpartikelchen als solche, wodurch die unerwünschte Wasserabscheidung reduziert wird.

3. Zement ohne Gipszusatz erstarrt äußerst schnell .und unkontrollierbar. Bei Einpreßmörteln ist jedoch ein langsames Erstarren unerläßlich, weil sonst der Einpreßmörtel schon im Mischgerät der Transportleitung oder nach erst teilweiser Füllung der Spannkanäle erstarren kann. Deshalb muß an Stelle von Gips ein anderer Erstarrungsverzögerer verwendet werden.

Als solche haben sich wasserlösliche Kolloide, insbesondere Methylzellulose und andere Produkte dieser Gruppe als geeignet erwiesen. Sie wirken als Erstarrungsverzögerer und haben darüber hinaus noch den großen Vorteil, daß sie, selbst bei geringen Zu-Sätzen, die Viskosität des Wassers stark erhöhen, wodurch die Absitzneigung darin suspendierter Teilchen außerordentlich verringert und bei sorgfältiger Abstimmung ganz vermieden wird. Dadurch wird auch die Wasserabtrennung und die damit verbundene Gefahr vermieden.

An Stelle wasserlöslicher, kolloidal quellender Zelluloseprodukte können auch andere hydrophile Gelbildner, wie z. B. Montmorillonit-Ton (Bentonit), zugesetzt werden! Da durch die kolloiden Stoffe die Beweglichkeit der Wassermoleküle verringert wird, wird die Umsetzung des Zements mit dem Wasser verlangsamt, weshalb diese Stoffe im allgemeinen als Erstarrungsverzögerer in dem gewünschten Sinne wirken. Alle diese Kolloide haben eine ausgeprägte absitzverhütende Eigenschaft.

4. Wie gezeigt, ist es beim Einpreßmörtel wichtig, daß von Anfang an eine bedeutende Menge Kalziumhydroxid in gelöster und kolloidaler Form vorhanden ist. Die sich darüber hinaus im Zug der Hydration allmählich ausscheidende große Menge Kalziumhydroxid geht, insbesondere bei Abwesenheit von Gips, über die Menge hinaus, welche für den zuverlässigen Rostschutz der Spannstähle benötigt wird. Deshalb kann es von Vorteil sein, der Mischung noch kalkbindende mehlförmige Zuschläge hinzuzufügen.

Es handelt sich dabei um die als Puzzolane bekannte Stoffgruppe, charakterisiert durch einen hohen Gehalt an löslicher, reaktionsfähiger Kieselsäure (vgl. Kü h 1 a. a. O., S. 235). Besonders geeignet ist das zu dieser Gruppe gehörende Traßmehl. Es sind aber auch andere natürliche Puzzolane, wie z. B. Kieselgur, sowie synthetische, kieselsäurereiche Produkte geeignet.

Durch diesen Zusatz wird bewirkt, daß ein Teil des sich allmählich bildenden großen Überschusses an Kalziumhydroxid zu Kalziumsilikat gebunden wird, womit eine zusätzliche Festigkeitszunahme verbunden ist. Der wichtigste Vorteil geeigneter Puzzolane, vor allem des Trasses, besteht darin, daß er dem Mörtel eine wenig zum Absitzen neigende, schleimige Beschaffenheit gibt, wodurch die unerwünschte Abtrennung von Wasser zusätzlich verringert wird. Zu dieser erfindungsgemäßen Stoffmischung können in gleicher Weise wie beim bisher üblichen Einpreßmörtel wassereinsparende und das Fließvermögen verbessernde Zusätze (Beton-Verflüssiger), gasbildende Treibmittel und andere, zugesetzt werden.

Beispiel

77 kg auf eine Feinheit von mindestens 90 % unter 100 μ gemahlener Portlandzement-Klinker werden in einem Pulvermischer mit 4,5 kg dampfgelöschtem Kalziumhydroxid, 18 kg Traßmehl und 0,5 kg Methylzellulose intensiv gemischt. Zur Verringerung des Wasserbedarfs werden noch 0,2 kg Lignin-Sulfonat hinzugegeben. 100 Teile dieser Mischung werden mit 40Teilen Wasser zu einer glatten Suspension angerührt und anschließend als Einpreßmörtel verwendet. Dieser Mörtel erreicht nach 7 Tagen eine Festigkeit von etwa 250 kg (gefordert sind 200 kg), nach 28 Tagen von etwa 400 kg (gefordert sind 300 kg), geprüft nach den vorläufigen Richtlinien für das Einpressen von Zementmörtel in Spannkanäle. Die Tauchzeit, ermittelt durch den Eintauchversuch zur Ermittlung des Fließvermögens, beträgt im Mittel 45 Sekunden, nach 20 Minuten 70 Sekunden. Die Grenzwerte liegen nach der genannten Vorschrift bei 30 bis 80 Sekunden. Die verbesserte Korrosionsschutzwirkung zeigt sich, wenn man den Mörtel auf einen Wasser-Zement-Faktor von 2 einstellt, ihn in ein großes Reagenzglas gießt, ein blankes Stück Spannstahl darin eintauchen läßt und die Öffnung des Glases verschließt. Während beim gleichen Versuch unter Verwendung üblichen Portlandzements Rostung in der Grenzzone zwischen Wasser und Luft auftritt, bleibt der in den erfindungsgemäßen Mörtel eingetauchte Spannstahl blank.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einpreßmörtel aus Portlandzement als Bindemittel zur Füllung der Hohlräume zwischen Hüllrohren und Spannstellen bei Spannbeton, gekennzeichnet durch die Verwendung eines gipsfreien Portlandzementes.

2. Einpreßmörtel nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als die Abbindezeit regulierende Stoffe an Stelle von Gips wasserquellbare Kolloide, insbesondere Zelluloseprodukte wie Methylzellulose, Montmorillonit-Ton oder andere gegebenenfalls auch in Mischung verwendet werden.

3. Einpreßmörtel nach den Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelmischung Kalkhydratpulver (Kalziumhydroxid) oder gemahlenen Branntkalk (Kalziumoxid) in Mengen bis zu 10% enthält.

4. Einpreßmörtel nach den Patentansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelmischung Stoffe mit hohem Gehalt an reaktionsfähiger Kieselsäure, sogenannte Puzzolane, insbesondere Traßmehl, in Mengen bis zu 30% enthält.