DE2222490A1 - Schnellhaertende gussmischung auf gipsbasis mit hoher dichte und verlaengerter giessbarkeitsdauer - Google Patents

Description

• Schnellhärtende Gußmischung auf Gipsbasis mit hoher Dichte und verlängerter Gießbarkeitsdauer.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sußmlschung auf Gipsbasis von hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitbarkeitsdauer und der Fähigkeit, schnell zu erhärten.
• Die Mischung gemäß der Erfindung ist für die Vorfabrikation schwerer Bauelemente mit erhöter mechanischer Beanspruchbarkeit bzw. zu deren Herstellung auf der Baustelle bestimmt.
• Es ist bekannt, daß die Vorfabrikation von schweren Bauteilen für den Bau von Gebäuden bzw. deren Herstellung auf der Baustelle unter Verwendung von Formen oder Schalungen es erforderlich macht, Materialien zu verwenden, die sich durch eine verhältnismäßig lange Dauer der Verarbeitbarkeit auszeichnen und ein schnelles Erhärten der gegossenen oder geformten Elemente gestatten. Die Verwendung herkömmlicher Materialien, wie Gips oder Zement, ermöglicht die Erfüllung dieser widersprüchlichen Anforderungen nur sehr unvollkommen.
• So gestattet die Verwendung von Gips allein hohe Leistungen beim Formen, jedoch erreichen die Widerstände der Bauteile gegen mechanische Beanspruchungen erst nach vollem Austrocknen hohe Werte. Andererseits bieten Zementmörtel binnen kurzer Zeit hohe mechanische Festigkeiten, jedoch der Zeitbedarf bis zum Ausformen gestattet keinen genügend schnellen Takt der Wiederverwendung der Formen oder Schalungen'.
• Es wurde nun festgestellt, daß die beiden angestrebten Vorteile miteinander vereinbart werden können, indem ein Gemisch von Gips und Zement in vorherberechneten Anteilen verwendet wird, das in geeigneter Weise abbindeverzögert und derart behandelt ist, daß gleichzeitig ein Anrühren mit wenig Wasser und die Entwicklung geeigneter rheologischer Eigenschaften erreicht wird.
• Der Gedanke, Calciumsulfat und Zement zu mischen, ist an sich bekannt, jedoch ist auch bekannt, daß die erzielbaren Gemische sehr schnell abbinden, sobald sie in Wasser angerührt werden. Diese Eigenschaft ist bereits dazu genutzt worden, Spezialgipse für den Guß und für die Vorfabrikation von leichten Bauteilen o,dgl. zu schaffen, jedoch ist man nicht in der Lage, schwere Teile großer Abmessungen bequem herzustellen. Diese Gemische können nach bekannten Verfahrensweisen unter Verwendung von Produkten abbindeverzögert werden, die herkömmlicherweise zur Beeinflussung des Abbindens der Gipse verwendet werden. Diese Gemische gestatten es jedoch nur, Massen oder Pasten von geringer Dichte herzustellen, die mit einer bedeutenden Wassermenge angerührt sind, und dies ergibt nach dem Hydratisieren und Trocknen nur verhältnismäßig poröse und wenig widerstandsfähige Massen.
• Die gemäß der Erfindung geschaffene Mischung weist als eine ihrer Haupteigenschaften die Eigenheit auf, daß sie mit wenig Wasser angerührt werden kann und trotzdem eine geringe Dickflllssigkeit erhält, die es gestattet, die Masse durch Gießen oder durch Pumpen einzubringen bzw. zu verarbeiten. Da im übrigen das Produkt nur mit wenig Wasser angerührt zu werden braucht, ist die für die Trocknung der Teile erforderliche Zeit nur kurz, und die erzielten mechanischen Festigkeitswerte sind hoch. Die besonders wichtige Zufestigkeit ist erheblich höher als die von reinem Gips; diese Eigenheit ermöglicht die Verwendung der Mischung gemäß der Erfindung für spezielle Anwendungsfälle. Zugitich sind die Porosität und die Wa8serempfindlichkeit dr.Teile endgultigen erheblich vermindert. Es wurde restgesteilt, daX die/mechanischen Widerstandswerte des Produktes von den Eigenschaften der verwendeten Hauptbestandteile, nämlich Zement und Gips, sowie von den Anteilen dieser Bestandteile in der Mischung abhängen.
• Die besten Resultate werden erzielt, wenn ein Portlandzement ohne mekundäre Bestandteil und ein Gips, bestehend aus so reinem Oalciumsulfathemihydrat wie möglich, gemischt werden. Die optimalen Mengenverhältnisse dieser beiden Hauptbestandteile hängenvon der Zusammensetzung des Zementes ab. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß diese Mengenverhältnisse zwischen 5 und 40 Vo für den Zement und 60 bis 95 % für das Calciumsulfathemihydrat betragen können Vorzugsweise enthalten die Gemische 15 bis 25 % Portlandzement ohne sekundären Bestandteil und 75 bis 80 % Calciumsulfathemihydrat.
• Es ist bekannt, daß unter diesen Bedingungen das Produkt zu sehr rascher Hydratation neigt, und diese Eigenschaft wird bereits dazu genutzt, eine große Erhärtungsgeschwindigkeit zu erzielen. Da jedoch die Abbindezeit solcher Gemische sehr kurz ist, ist es erforderlich, diese unter Verwendung von Abbindeverzögerern zu verlängern, die es gestatten, die Hydratationszeit des Bindemittels hinauszuschieben, ohne darüberhinaus in nennenswerter Weise die Geschwindigkeit dieser Hydratation zu verändern. Um dies zu erreichen, können organische Abbindeverzögerer, wie Keratin, abgebaute Aminoverbindungen, Proteine, Aminosäuren, aliphatische Säuren, Dicarbonsäuren bzw. Komplexbildner verwendet werden.
• Im übrigen erfordert die ins Auge gefaßte Anwendung der gemäß der Erfindung vorgesehenen Mischung: den Zusatz eines Wasserhaltemittels zu der Mischung, das dazu bestimmt ist, eine Wasserabgabe durch das angerührt Pulver zu verhindern und die Homogenität der Padk zu gewährleisten. Die Anwesenheit dieses Zusatzes ist ebenfalls erforderlich, um maximale endgültige Festigkeitswerte zu erhalten.
• Andererseits kann normalerweise ein Gemisch aus Gips und Zement in den gemäß der Erfindung vorgesehenen Anteilen keine für den Guß günstige Konsistenz aufweisen, es sei denn, daß es mit einer erheblichen Wassermange angerührt wird, wobei das Verhältnis von Wasser zu Pulver mindestens 0,8 beträgt. Da nun eine der Hauptaufgaben der Erfindung darin besteht, die Schaffung gießfähiger Pasten von hoher Dichte zu ermöglichen, die fähig sind, zu Massen abzubinden, die sich durch gute mechanische Eigenschaften auszeichnen, ist es erforderlich, ein Verhältnis von Wasser zu Pulver zwischen 0,40 und 0,45 zueermöglichen. Diese Forderung wird erfüllt, indem der Mischung ein Plastifizierungsmittel zugegeben wird, das die Paste so weit verflüssigt, daß sie die für das Gießen erforderliche Konsistenz aufweist, ohne daß es erforderlich ist, den Wassergehalt des angerührten Produktes übermäßig zu erhöhen.
• Es wurde festgestellt, daß gewisse Zusatzprodukte gleichzeitig als Wasserhaltemittel und als Plastifizierungsmittel dienen können. Die zu diesem Zweck im weitesten Umfang verwendeten Produkte sind Cellulosederivate und insbesondere Methylcellulosen, Hydroxyäthyl- oder Hydroxypropylcellulosen, deren Viskosität in 2 -iger Lösung zwischen 4000 und 6000 cP liegt. Beispielsweise weist eine in dieser Weise bereitete Paste, bestehend aus ca. 75 % Calciumsulfathemihydrat ca. 25 % Portlandzement ohne sekundären Bestandteil 0,03 bis 0,1 % organischem Abbindeverzögerer und 0,1 bis 0,2 % Cellulosederivat, die folgenden Eigenschaften bei Anrühren im Verhältnis Wasser zu Pulver = 0,40 auf: Gießbarkeitsdauer: 1 bis 4 Stunde, je nach der ver wendeten Dosis des Verzögerers, Druckfestigkeit der feuchten Teile beim Ausformen: 100 bar, Druckfestigkeit der trockenen Teile nach 24 Stunden: 200 bar, maximale Festigkeit der trockenen, vollständig hydratisierten Produkte: 250 barO Natürlich ist die Erfindung nicht auf die alleinige Verwendung der oben angegebenen Zusammensetzung beschränkt, sondern dieser Zusammensetzung können mannigfaltige Zusätze hinzugefügt werden, um besondere Wirkungen zu erzielen.
• Insbesondere können in die oben definierte Zusammensetzung totgebrannte Gipse, Feingranulate, wasserabweisende Zu sätze, Harze und Färbemittel eingeführt werden.
• Ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken können ferner gewisse Abwandlungen der Grundzusammensetzung vorgenommen werden9 zum Beispiel: 1) das Calciumsulfathemihydrat kann durch ein Gemisch von 60 bis 75 Gew.-% Calciumsulfathemihydrat und 15 bis 40 % natürlichem oder synthetischem Anhydrid ersetzt werden.
• 2) Ein Teil des nalciumsulfats und des Zements kann durch einen mineralischen Zuschlagstoff (Sand, feine Kieselerde, gemahlenen Kalkstein) oder durch ein Puzzolanmaterial ersetzt werden, was ein Gemisch folgender Art ergibt: 60 % Hemihydrat 30 % Feinsand oder eines anderen Zuschlagstoffes 10 % Zement ohne Sekundärbestandteil.
• 3) Der Zusammensetzung gemäß 2), die die Basis eines Mikro-Mörtels bildet, können Farbzusätze in Anteilen unter 1 Gew.-% des Gemisches, Harze insbesondere Vinylpolymere oder -mischpolymerisate in Anteilen im Bereich von 1 bis 5 % und wasserabweisende Zusätze. deren Masse hauptsächlich aus Erdalkalisalzen von Fettsäuren besteht, in Anteilen unter 1 Gew.-% des Gesamtgewichtes des Gemisches hin2ugefügt werden0 - Patentansprüche -

Claims (5)

1. Patentansprüche 0 Gußmischung hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitbarkeitsdauer und schnellem Aushärtungsvermögen, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält: Calciumsulfathemihydrat als Hauptbestandteil, Portlandzement ohne Sekundärbestandteil, einen Abbindeverzögerer und ein Plastifizierungsmittel, das derart gewähl und in solchen Mengen zugesetzt ist, daß die Mischung (Masse) nach Anrühren im Verhältnis von Wasser zu Pulver von hZchstens 0,45 eine für den Guß geeignete Plastizität aufweist.
2. 2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen enthält: 60 bis 95 Teile des Calciumsulfathemihydrates und 5 bis 40 Portlandzement ohne sekundären Bestandteil.
3. 3. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,01 bis 0,1 % eines organischen Abbindeverzögerers und bis zu 0,2 % Celluloseester oder sonstiges Platifizierungsmittel enthält.
4. 4. Mischung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfathemihydrat durch ein Gemisch von 60 bis 75 % Calciumsulfathemihydrat und 15 bis 40 % natürlichem oder synthetischen Anhydrit ersetzt ist.
5. 5. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für besondere Zwecke Zusätze hinzugefüt sind.