DE1927127A1 - Moulded bodies containing hydraulic binding - agent - Google Patents

Abstract

The moulded article is prepared from a poured mass with water at 4 to 70 degrees, compressed and immediately afterwards subjected to a constant treatment pressure of about 2 atmospheres higher than the vapour pressure of water associated with the maximum treatment temperature, taken from the steam pressure curve. The moulded article is the subjected suddenly to a temperature of at least 70 per cent of the maximum treatment temperature which is maintained for a predetermine period of time. The article is then cooled by a coolant to lower than 100 degrees C, during which time the pressure is maintained and only allowed to be released after the cooling has taken place.

Description

Verfahren zur Herstellung von hydraulische Bindemittel enthaltenden Formkörpern Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hydraulische Bindemittel enthaltenden Formkörpern, bei welchem der Forinkörper in frisch gegossenem Zustand erwärmt und einem Druck ausgesetzt wird, der größer ist als der der jeweiligen Temperatur des Formkörpers zugeordnete Dampfdruck des Wassers nach der Dampfdruckkurve; damit soll erreicht werden, dass ein Verdampfen des Anmachwassers während der Erwärmungszeit nicht möglioh ist. In gewissen gUnstigen Fällen ist es mit diesem allgemeinen Verfahren möglich, die normalerweise nach 28 Tagen erzielten Festigkeiten (B28) bereits nach einer Behandlungszeit von 3 bis 4 Stunden su erreichen. Wie gesagt, sind aber diese guten Resultate bisher nur in ganz speziellen Fällen erzielt worden, so dass von einer einwandfreien Reproduzierbarkeit dieser Resultate nicht gesprochen werden konnte. Bisher war man der Ansicht, dass eine Verlagerung des gegessenen Formkörpers zwar als Zeitverlust zu betrachten ist und deshalb möglichst vermieden werden sollte, anderseits aber den Vorteil einer gemägenden Vorfestigung des Formkörpers bringt, um bei der nachfolgenden Wärmebehandlung eine relativ schnelle Erwärmung auf die maximale Behandlungstemperatur zu ermöglichen.Process for the production of hydraulic binders containing Moldings The present invention relates to a process for production of molded bodies containing hydraulic binders, in which the molded body is heated in the freshly cast state and subjected to a pressure that is greater is than the vapor pressure of the associated with the respective temperature of the shaped body Water according to the vapor pressure curve; this is to achieve that evaporation of the mixing water is not possible during the heating time. In certain favorable Cases it is possible with this general procedure, which is usually carried out after 28 Strengths (B28) achieved after a treatment time of 3 to days 4 hours su reach. As I said, these good results are so far only in very special cases have been achieved, so that of a perfect reproducibility these results could not be spoken of. Previously it was believed that one Shifting of the eaten shaped body as a loss of time is to be considered and should therefore be avoided if possible, but on the other hand brings the advantage of a moderate pre-consolidation of the shaped body to the subsequent Heat treatment a relatively rapid heating to the maximum treatment temperature to enable.

Die frischengemachte Betonmasse enthälte bekanntlich auch bei bester Verdichtung immer noch etwa 20 1/m3 Luft. Diese feinvorteilte Luftmenge haftet ursprünglich an der grossen Oberfläche des Zementnaohls (ca. 3000 m2/m3 Beton) und verbleiobt nach den Anmachen in den sich bildenden Zementgel. Wenn man diese Frischmasse gleich einer Aufwärmung aussetzt, so vergrössern sich durch die Wärme die darin enthaltenen Luftperon.As is well known, the freshly made concrete mass also contains the best Compression still around 20 1 / m3 air. This finely-tuned amount of air is originally responsible on the large surface of the cement roughage (approx. 3000 m2 / m3 concrete) and leaded after mixing in the forming cement gel. If you have this fresh mass the same If exposed to warming up, the heat contained therein will increase Luftperon.

Diesen Ausdehnungskräften kann das flüssige Gel keinen Widerstand leisten. Die Masse wird aufgebläht, das Zementgel porös.The liquid gel cannot resist these expansion forces Afford. The mass is puffed up, the cement gel is porous.

Da die Porosität des Zementgels und nachher des Zementsteins der absolute Masstab für die zukünftige Festigkeit des Betone sind, entsteht so ein poröser Beton mit sehr niedriger Festigkeit. Um dies zu vermeiden, muss man bei dem ohne Ueberdruck arbeitenden Verfahren nach der Herstellung der Frischmasse bis zum Beginn des Aufwärmens, eine Wartezeit einschalten, die als Vorlagerungszeit bekannt ist. Die Dauer der jeweils nötigen Vorlagerung ist abhängig von der verwendeten Zementtype und der benützten Wassermenge (W/%-Faktor) und dauert im der Praxis zwischen 3 und 24 Stunden. Nach beendeter Vorlagerung ist der Frischling erstarrt und genügend stark, um die erwähnten Ausdehnungsspannungen der Luft aufzunahmen und ihnen, ohne Schaden zu widestehen. In diesen erstarrten Zustand wird num der Beton der Erwärmung ausgesetzt. Das Wasser hat bekanntlich einen relativ kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten (ß), entwickelt aber wegen seiner Inkonpressibilität enorm grosse Kräfte und Innerdrücke. Aus diesem Grunde muss das Aufheizen langsam durchgeführt werden, um der Hydratation des Zementes, die eine Schrumpfung zur Folge hat, Zeit zu geben, sich zu entwickeln und die Masse zu vorfestigen. Führt man die Erwärmung des Formkörpers nach den eingangs erwähnte Verfahren unter einem Bruck durch, der stets etwas grösser ist als der der jeweiligen Temperatur zugeordnete Dampfdruck des Wassers nach der Dampförmckkurve, so wir zwar in allgemeinen kein Anmachwasser verdampfen, aber die eingeschlossenen Luftbläschen werden sich trotzden ausdehnen kömmen und zu Porosität des Formkörpers führen. Man war deshalb auch hier gezwungen, die Erwärmung relativ langsam durchzuführen, sodass die maximale Behandlungstemperatur erst nach etwa 2 Stunden erreicht wurde.Since the porosity of the cement gel and subsequently of the cement paste is the absolute A porous concrete is created in this way as a measure of the future strength of the concrete with very low strength. In order to avoid this, one has to do this without overpressure working process after the preparation of the fresh mass until the start of warming up, turn on a waiting time known as the pre-storage time. The duration of the The pre-storage required in each case depends on the type of cement used and the amount of water used (W /% factor) and lasts between 3 and 24 hours in practice. After the pre-storage is complete, the newborn is solidified and strong enough to to absorb the expansion stresses mentioned in the air and to damage them resist. In this solidified state, the concrete is then exposed to heating. As is well known, water has a relatively small coefficient of thermal expansion (ß), but develops enormously because of its incompressibility great powers and internal pressures. For this reason, the heating must be carried out slowly, to allow time for the cement to hydrate, causing it to shrink, to develop and to pre-consolidate the mass. One leads the heating of the shaped body according to the method mentioned at the beginning, under a bridge that is always slightly larger is than the vapor pressure of the water assigned to the respective temperature according to the Dampförmckkurve, so we generally don't evaporate mixing water, but the trapped air bubbles will nevertheless be able to expand and lead to porosity the molded body lead. So here too, one was forced to consider the warming relative to be carried out slowly, so that the maximum treatment temperature is only reached after about 2 hours was reached.

Man hat ausserden festgestellt, dass die Hydratation durch die Anwendung von Wärme zwar angeregt und beschleunigt wird, dass dies aber im Zeitpunkt der Wärmeeinwirkung eine genügend fortgeschrittene Lösung des Kalkaydrates im Wasser veraussetzt, was beim bisher verwendeten Vorfahren meist nicht der Fall ist, sodass die für den Zeitbedarf der Festigkeitszunahme massgebende Hydratation tretz Wärmebehandlung nur relativ langsam, d.h.It has also been found that hydration through the application Although it is stimulated and accelerated by heat, it does so at the point in time when the heat is applied a sufficiently advanced solution of the calcium hydroxide in the water exposes what is usually not the case with the ancestor used so far, so that for the time required The hydration, which is decisive for the increase in strength, is only relative to the heat treatment slow, i.e.

entsprechend den jeweils gelösten Kalkhydrat, erfolgt. Die Praxis zeigt, dass mit diesen bekannten Verfahren die 28-Toge-Festigkeit (B28) im Normalfall erst etwa in 7 bis 8 Stunden erreicht war.according to the respective dissolved hydrated lime. The practice shows that with this known method, the 28-Toge strength (B28) is normally achieved was only reached in about 7 to 8 hours.

Beugegenüber ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper aus einer mit Wasser von 4 bis 7°C angenochten Giestmasse geformt, verdichtet und unmittelbar darauf einem konstanten Behandlungedruck ausgesetzt wird, der wenigstens anmähernd um 2 at höher liegt als der der maximalen Behandlungstemperatur zugeordnete Dampfdruck des Wassers nach der Dampfdruckkurve, worauf der Formkörper scheckartig einer Temperatur von wenigstens 70% der maximalen Behandlungstemperatur ausgesetzt wird, und dass nach Steigern der Temperatur auf den Maximalwert und Konstanthalten dieser Temperatur während einer vorbestimmten Zeitspanne, der Formkörper unter Beibehaltung des Behandlungsdruckes durch ein Kühlmedium auf weniger als 100°C abgekühlt und erst dann von Behandlungsdruck entlastet wird.In contrast, the method according to the invention is characterized in that that the molded body is formed from a pouring mass that is mixed with water at 4 to 7 ° C, compacted and immediately exposed to a constant treatment pressure, which is at least approximately 2 atm higher than that of the maximum treatment temperature assigned vapor pressure of the water according to the vapor pressure curve, whereupon the shaped body check-like a temperature of at least 70% of the maximum treatment temperature is suspended, and that after increasing the temperature to the maximum value and keeping it constant this temperature for a predetermined period of time, the molded body while maintaining the treatment pressure is cooled by a cooling medium to less than 100 ° C and only then is the treatment pressure relieved.

Durch Verwendung von kalten Anmachwasser von 4 bis 7°C wird erreicht, dass bei der unmittelbar nach dem Giessen und Verdichten beginnenden Wärmebehandlung ein grosser Anteil des Kalkhydrates bei dieser Temperatur am grössten ist; demzufolge kann auch die Hydratation durch den anfänglichen Temperaturschock sofort und im grossen Ausses einsetzen, weraus zur Hauptasche die kurze Behandlungszeit bie zur Erreichung der 28-Tage-FEstigkeit resultiert. Die bewusste Ausschaltung jeder Vorlagerung bewirkt, dass eventuelle Ausdehnungen des Wassers unter der Wirkung des Temperaturschocks sich in der noch völlig plastischen Giessmasse nicht als Sprengkräfte auswirken können; dabei vorhindert der hohe und anschliessend konstant gehaltene Anfangedruck nicht nur ein Verdampfen von Anmechwasser, sondern er komprimiert auch die in der Giesmasse enthaltenen Luftblaschen, so dass diese Luftperon nicht nur die Giesemasse nicht aufblähen, sondern im Gegenteil noch komprimiert werden, was einer zusätzlichen Verdichtung des Formkörpers entspricht. Ebenso wesentlich für die Qualität des Formkörpers ist die unter Beibehaltung des hohen Behandlungsdruckes am Ende der isothernen Behandlungsphase erfolgende künstliche Abkühlung, z.B. durch Berieselung mit kalten Wasser; durch den hohen Druck während dieser Abkühlung wird vermieden, dass der Formkörper seine innere Feuchtigkeit abgibt; es entsteht in Formkörper ein gegenüber den hohen Behandlungsdruck geringerer Druck; die vorhandenen Kapillaren bleiben mit Wasser gefüllt, sodass die Hydratation ungestört weitergehen kann, sodass Festigkeit des Formkörper weiterhin zunimmt.By using cold mixing water of 4 to 7 ° C, that with the heat treatment beginning immediately after casting and compaction a large proportion of the hydrated lime is greatest at this temperature; consequently The hydration from the initial temperature shock can also be immediate and in the Use a large outside, which means that the short treatment time for the main ash Achievement of the 28-day strength results. The conscious elimination of any pre-storage causes any expansion of the water under the effect of temperature shock do not act as explosive forces in the still completely plastic casting compound can; the high initial pressure, which is then kept constant, prevents this not only an evaporation of the mixing water, but it also compresses the in the Casting compound contained air bubbles, so that this Luftperon not only the casting compound not puff up, but on the contrary still be compressed, which is an additional Compression of the shaped body corresponds. Just as essential for the quality of the molded body is that while maintaining the high treatment pressure at the end of the isothermal treatment phase artificial cooling that takes place, e.g. by sprinkling with cold water; by the high pressure during this cooling is avoided that the molded body its gives off internal moisture; it arises in the molded body compared to the high Treatment pressure lower pressure; the existing capillaries remain with water filled so that hydration can continue undisturbed, so that the firmness of the Molded body continues to increase.

Am Hand der beliegenden Zeichnung, die den zeitlichen Verlauf von Druck p und Temperatur t bei einen Beispiel des erfindungsgemässes Verfahrens zur Herstellung eines Betonkörpers zeigt, ist dieses Verfahren im folgenden beispielsweise näher erläutert.On the hand of the accompanying drawing, which shows the course of Pressure p and temperature t in an example of the method according to the invention for Production of a concrete body shows this method in the following example explained in more detail.

Der Beton wird mit kalten Wasser von ca. 5°C angewacht, in die Form eingefülllt und verdichtet und sofort in eine drückfeste Behandlungskammer gebracht. In der geschlossenen Kammer wird nun mittels irgend eines geeigneten Medium (z.B. ein Gas oder Wasser) ein auf die freie Körperoberfläche wirkend Druck von 12 Kp/cm² erzeugt und konstant gehalten. Unmittelbar ausschliessend am diese schnelle Druckerzeugung wird der Formkörper im der Kammer stessartig einer Temperatur von ca. 130°C ausgesetzt, wobei diese Temperatur während etwa 30 Minuten konstant gehalten wird; anschliessend wird die Temperatur in der Kammer um 0,8°C pro Minute auf 180°C erhöht und bis zur 180.The concrete is waxed into the mold with cold water of approx. 5 ° C filled and compressed and immediately placed in a pressure-resistant treatment chamber. Any suitable medium (e.g. a gas or water) a pressure of 12 Kp / cm² acting on the free body surface generated and kept constant. Immediately exclusive of this rapid pressure generation the shaped body is exposed to a temperature of approx. 130 ° C in the chamber, this temperature being kept constant for about 30 minutes; afterward the temperature in the chamber is increased by 0.8 ° C per minute to 180 ° C and up to 180.

Minute ab Beginn der Druckbehandlung auf diesen Wert konstant gehalten. Während der hohe Anfangsdruck von 12 kp/cm² weiterhin aufrecht erhalten wird, wird nach der 180. Minute die Wärmezufuhrung zur Kammer (wie sie zur Konstanthaltung der Temperatur erforderlich war) abgestellt und gleichzeitig der Formkörper mit katen Wasser besprüht, bzw. beriselt. Diese Berieselung erfolgt derart, dass der Formkörper nach etwa 30-40 Minuten eines Eigentemperatur von hövhstens 90°C erreicht hat.Maintained constant at this value minute from the start of the pressure treatment. While continuing to maintain the high initial pressure of 12 kgf / cm² after the 180th minute, the heat supply to the chamber (as used to keep it constant the temperature was required) and at the same time the shaped body with katen water sprayed or sprinkled. This sprinkling takes place in such a way that the Molded body reached an intrinsic temperature of at most 90 ° C after about 30-40 minutes Has.

Nun wird der Druck aus der Kammer abgelassen und letztere geöffnet, wonach der Formkörper herausgenommen und ausgeschaltet wird; er kann nun zur weiteren Abkühlung bis auf Umgebungstemperatur sich selbst überlassen werden.Now the pressure is released from the chamber and the latter is opened, after which the molded body is taken out and turned off; he can now move on to the next Cooling down to ambient temperature can be left to itself.

Eine Prüfung der so erhaltenen Betonkörper ergibt, dass als bei der genannten Entnahme aus der Behandlungskammer, also nach etwa 220 Minuten nach dem @iessen der From die 2@-Tage-Festigkeit erreicht haben. Da auch erste Abkühlen unter die 100°C Grenze unter hochen Druck erfolgt, nimmt die Festigkeit auch anschliessend nach erheblich zu. Während man bei den bekannten Verfahren damit rechnet, dass der Betonkörper seine Festigkeit in einem Jahr noch um rund 30% der 28-Tage-Festigkeit erhöht, tritt bei einem nach den beschriebenen Verfahren hergestellten Betonkörper in einem Jahr eine zwei- bis dreimal so gresse Festigkeitszunache, d.h. auch die maximal erzielbare Festigkeit eines solchen Betonkörpers ist höher als jene eines nach üblichen Verfahren hergestelltten Betonkörper. Es zeigt sich ferner, dass die @eresität dieses Betonkörpers im bisher nicht erreichten Massen gering ist. Versuche haben in übrigen ergeben, dass schon nach 90 Minuten Behandlungszeit die halbe 28-Festigkeit erreicht ist.An examination of the concrete bodies obtained in this way shows that as in the called removal from the treatment chamber, so after about 220 minutes after @iessen the shape have reached the 2 @ -day strength. Since also first cooling down below the 100 ° C limit takes place under high pressure, the strength also decreases afterwards after considerably to. While it is expected with the known methods that the The strength of the concrete body is around 30% of its 28-day strength in one year increased, occurs in a concrete body produced by the method described in a year an increase in strength two to three times greater, i.e. also the The maximum achievable strength of such a concrete body is higher than that of one Concrete body manufactured using conventional methods. It also shows that the @ eresität this concrete body is low in the previously unattained mass. try have also shown that after just 90 minutes of treatment, half the 28 strength is reached.

Claims (3)

PA T E N T A N S P R Ü C H EPA T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zur Herstellung von hydraulische Bindemittel anthaltenden Formkörpern, bei welchem der Formkörper in frisch gegossenem Zustand erwärmt und einem Druck ausgesetzt wird, der grösser ist als der der jeweiligen Temperatur des Formkörpers zugeordnete Dampfdruck des Wassers nach der Dampfdruckkurve, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper aus einer mit Wasser von 4 bis 70C angemachten Giessmasse geformt, verdichtet und unmittelbar darauf einem konstanten Behandlungsdruck ausgesetzt wird, der wenigstens annähernd um 2 at höher liegt als der der maximalen Behandlungstemperatur zugeordnete Dampfdruck des Wassers nach der Dampfdruckkurve, worauf der Formkörper schockartig einer Temperatur von wenigstens 70 % der maximalen Behandlungstemperatur ausgesetzt wird, und dass nach Steigern der Temperatur auf den Maximalwert und Konstanthalten dieser Temperatur während einer vorbestimmten Zeitspanne der Formkörper unter Beibehandlung des Behandlungsdruckes durch ein Kühlmedium auf weniger als 1000C abgekühlt und erst dann vom Behandlungsdruck entlastet wird.1. Process for the production of hydraulic binders anthaltenden Molded bodies, in which the molded body is heated and in the freshly cast state is exposed to a pressure that is greater than that of the respective temperature of the Molded body associated vapor pressure of the water according to the vapor pressure curve, thereby characterized in that the molded body is made up of a water from 4 to 70C Cast mass formed, compacted and immediately afterwards a constant treatment pressure is exposed, which is at least approximately 2 at higher than that of the maximum Treatment temperature assigned vapor pressure of the water according to the vapor pressure curve, whereupon the molded body shocked to a temperature of at least 70% of the maximum Treatment temperature is exposed, and that after increasing the temperature the maximum value and keeping this temperature constant for a predetermined Time span of the shaped body while maintaining the treatment pressure by means of a cooling medium cooled to less than 1000C and only then relieved of the treatment pressure. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsdruck 12 kp/cm2 beträgt, und daß nach dem angfänglichen Teiperaturstoss auf etwa 1300C dis Temperatur während etwa 30 Minuten konstant gehalten und anschliessend um etwa o,8°c pro Minute auf 1800C erhöht und dann bis zur 180. Minute ab Behandlungsbeginn konstant gehalten wird, wonach das AbkUhlen unter die 100°C-Grenze während etwa 30-40 Minuten erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the treatment pressure 12 kp / cm2, and that after the initial partial temperature surge to about 1300C The temperature was kept constant for about 30 minutes and then by about 0.8 ° C per minute increased to 1800C and then up to the 180th minute from the start of treatment is kept constant, after which cooling below the 100 ° C limit for about Takes 30-40 minutes. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abktlhlen unter Druck durch Berieselung des Formkörpers mit Kaltwasser erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that the cooling takes place under pressure by sprinkling the molding with cold water. L e e r s e i t eL e r s e i t e