DE2720037A1

DE2720037A1 - Verfahren zur herstellung von mit polystyrol leichter gemachtem beton und moertel sowie danach erhaltene leichtbeton- und leichtmoertelkoerper

Info

Publication number: DE2720037A1
Application number: DE19772720037
Authority: DE
Inventors: Marcello Azzali; Mario Sonaglia
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1977-11-24
Also published as: FR2350313A1; GR63651B; ES458477A1; IT1068055B

Description

Verfahren zur Herstellung von mit Polystyrol leichter gemachtem Beton und Mörtel sowie danach erhaltene Leichtbeton- und Leichtmörtelkörper

Priorität:

4. Mai 1976

Italien Nr. 46 853 A/76

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von mit Polystyrol leichter gemachtem Beton und Mörtel sowie auf danach erhaltene Leichtbeton- und Leichtmörtelkörper.

Bei dem modernen Bauwesen, bei welchem Beton oder Mörtel zur Fertigung von Bauteilen zunehmend Verwendung findet, wird immer wichtiger, dem Beton bzw.

709847/0867

2770037

Mörtel Leichtigkeits- und Wärmeisoliereigenschaften zu erteilen, welche viel besser als jene des herkömmlichen Betons bzw. Mörtels sind.

Nach dem Stand der Technik wird dieses technische Problem gelöst, indem in den Beton oder den Zementmörtel eine Anzahl gestreckter Polystyrolkugeln eingesetzt wird, welche es dem Beton ermöglichen, sowohl leichter gemacht zu werden als auch verbesserte Wärmeisoliereigenschaften zu haben. Mit den zur Zeit verwendeten Herstellungsverfahren zur Herstellung von Beton und Mörtel mit gestreckten Polystyrolkugeln können, jedoch keine gleichartige Körper oder Gegenstände erhalten werden. In dieser Hinsicht haben der Zement, die Aggregate und das Wasser eine viel größere Dichte als das gestreckte Polystyrol. Dies bedeutet, daß bei einem Mörtel- oder Betongemisch mit einer bestimmten Menge von Polystyrolkugeln eine starke Tendenz besteht, daß sich das Polystyrol abtrennt und zur Oberfläche strömt.

Ein weiterer Nachteil der aus solchem leichter gemachten Mörtel oder Beton hergestellten Gegenstände besteht darin, daß dann, wenn sehr dünne Querschnitte vorliegen, die Menge des innerhalb des Mörtels oder Betons enthaltene Wassers ungenügend für den AbbindeVorgang ist, wodurch unerwünschte Risse in dem Endprodukt entstehen.

Bisher sind die Verfahren, welche zur Überwindung der obigen Nachteile verwendet worden sind, stets auf die Abänderung der Eigenschaften der Polystyrolkugeln gerichtet worden, indem versucht worden

709847/086'

27?0037

ist, ihre Undurchlässigkeit, ihre wasserabstoßenden Eigenschaften und ihre Gleitfähigkeit zu reduzieren, um somit homogene Verstreuung der Kugeln in der Mörtel- oder Betonmasse zu erhalten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von mit Kugeln aus gestrecktem Polystyrol leichter gemachten Betongegenständen, wobei die Verteilung der Kugeln innerhalb der Zementmasse während einer längeren Zeit vor dem Aushärten homogen konstant aufrechterhalten wird.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von mit Polystyrolkugeln leichter gemachten Mörtel- oder Betongegenständen, wobei etwaige dünne Querschnitte keine unerwünschte Risse aufweisen, welche durch übermäßige Entwässerung während der Aushärtung verursacht sind.

Diese Ziele sind erfindungsgemäß vor allem dadurch erzielt, daß auf die Viskosität des Mörtels oder Beton derart gewirkt wird, daß diese die Kugeln stabil umhüllen und ihre Abwanderung innerhalb der Masse sowie ihre Abtrennung davon verhindern.

Es wurde überraschend gefunden, daß durch die Einführung einer sehr kleinen Menge eines Produktes der Hydrooxypropylmethylzellulose-Art mit hoher Viskosität, beispielsweise über 70.000 CPS, in das Trockengemisch oder während der Mischung der Komponenten des Zementmörtels oder des Betons nicht nur

709847/0867

2770037 - ι -

gestreckten Polystyrolkugeln in ihrer Stellung innerhalb der Betonmasse verbleiben, sondern auch diese Stabilität der Stellung für eine längere Zeit gewährleistet werden kann, wodurch eine Abwanderung der Kugeln verhindert wird. Darüber hinaus verhindert die Gegenwart kleiner Mengen eines Materials der Hydroxypropylmethylzellulose-Art in der Zement- oder Betonmasse plötzlichen Wasserlust in den Gußstücken mit dünnem Querschnitt aufgrund der verbesserten Beibehaltung des Wassers innerhalb des Körpers oder Gegenstandes infolge der Anwesenheit dieses Materials, wodurch unerwünschte Rißbildung in dem Gegenstand während seiner Aushärtung verhindert wird.

Es wurde ferner überraschend festgestellt, daß die Anwesenheit kleiner Mengen von Hydroxypropylemethylzellulose in dem Gegenstand die Elastizität des ausgehärteten Materials und seine Beständigkeit gegenüber Zug- bzw. Biegebelastung- oder -beanspruchung beträchtlich erhöht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung eines Werkstoffes einer Hydroxypropylenmethylzellulose-Art in Kombination mit einem Wasserreduziermittel, z.B. einem modifizierten Kalziumnatriumligninsulfonat. Dies erteilt dem Gegenstand eine überraschende mechanische Festigkeit für ein so geringes Gewicht desselben, und zwar mit einem Wert, der bisher niemals erzielt worden ist.

Wie nachfolgend näher ersichtlich, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren den Gegenständen,

709847/0867

2770037 - i -

mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 1 hergestellt zu werden, wobei sie inbesondere für die Verwendung als Unterlagen für Böden und mit hohen thermischen und akustischen Isoliereigenschaften dazu geeignet sind. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und nachfolgend näher erläuterten Körper oder Gegenstände weisen eine überraschende Raumstabilität auf, wodurch Schrumpfung und Rißbilden und/oder Auftrieb des Gegenstandes, der zur Beschädigung eines nachträglich aufgetragenen Bodenbelages aus Moquette (Mokett), Linoleum, Gummi Oder dgl. führen, verhindert sind. Diese Raum- oder Volumstabilität wird dadurch erzielt, daß in Kombination mit den zuvor erwähnten beiden Materialien ein Zusatz mit Streckeigenschaften der Kalziumsulfoaluminat-Art zugesetzt wird, der sich mit dem Zement umsetzt, um eine gewisse Streckung während der ersten sieben oder acht Stunden nach dem Gießen herbeizuführen, wobei diese Streckung innerhalb der ersten zwei oder Monaten vom Gußvorgang an durch die nachfolgende Schrumpfung teilweise derart ausgeglichen wird, daß die durch die Zugabe des zuvor erwähnten Zusatz erhaltenen Materialien als schrumpfungsausgleichend betrachtet werden können. Grundsätzlich betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung von Leichtzementmörtel mit gestreckten Polystyrolkugeln und von Leichtzement mit gestreckten Polystyrolkugeln, bei welchen Hydroxypropylmethylzellulose hoher Viskosität von über 70.000 CPS bis zu einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsteile bzw. tausend Teile Zement sowie modifiziertes Ligninsulphonat bis zu einer Menge von 2 bis 4 Gewichtsteile pro tausend Zement sowie ferner dann, wenn streckungsausge-

709847/0867

?7?0037 S - * -

glichener Leichtmörtel erforderlich ist, Kalciumsulphoaluminat bis zu einer Menge von 7 bis 9 Gewichts. % Zement zugegeben wird.

Dies ergibt Leichtmörtel zur Erzeugung von Gegenständen mit einer Dichte von 0,4 - 1,1 kg/1 mit einer spezifischen Druckfestigkeit von 100 bis 160 kg/cm² nach 28 Tagen Aushärten.

Erfindungsgemäß müssen die gestreckten Polystyrolkugeln eine gut bestimmte Teilchengrößenverteilung von vorzugsweise 1 bis 3 mm, wobei diese Polystyrolkugeln eine gute Volumstabilität aufweisen.

Die Teilchengrößenverteilung des Polystyrols bestimmt insbesondere den thermischen und akustischen Isolierpegel oder -wert, was erfindungsgemäß wichtig ist, innnerhalb des oben erwähnten Bereiches zu liegen.

Zwei praktische Beispiele der erfindungsgemäße erhaltenen Körper oder Gegenstände werden nachfolgend zur besseren Erläuterung der Arbeits- und Konstruktionseigenschaften der Erfindung gegeben.

Beispiel 1

6,82 kg Sand entsprechend 48 Gew.% und mit einer Teilchengrößenverteilung von 0 bis 2 mm wurden in einen Labormischer zusammen mit 6,82 kg ebenso entsprechend 48 Gew.% von Portland-Zement 425 gebracht. 10 dm³ von gestrecktem Polystyrol mit einer Teilchengrößenverteilung von 1 bis 3 mm wurden diesem

709847/086/

2770037

Gemisch zusammen mit einer Menge von Hydroxypropylmethylzellulose hoher Viskosität und über 70.000 CPS bis zu einer Menge von 2 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement zugegeben. 3 Gewichtsteile pro tausend Teile Zement von modifiziertem Ligninsulphonat wurden dann zusammen mit 0,560 kg Kalciumsulphoaluminat, 8,2 Gew.% des Zements gleichwertig, zugegeben.

Das Gemisch wurde mit 4,4 1 Wasser vervollständiat. Ein sehr flüssiges Gemisch wurde erhalten, das einen Beton mit einer Dichte von 0,95 kg/dm³ ergab.

Die Festigkeitsversuche ergaben die folgenden Wert:

Zug-Biegungsfestigkeit 13 kg/cm² nach drei Tagen/ 18 kg/cm² nach sieben Tagen, 25 kg/cm² nach 28 Tagen.

Spezifische Druckfestigkeit 30 kg/cm² nach 3 Tagen, 60 kg/cm² nach 7 Tagen und 75 kg/cm² nach 28 Tagen.

Der so erhaltene Körper wurde streckungsausgeglichen und war insbesondere zum Bilden von Bodenunterlagen geeignet.

Beispiel 2

12 kg Sand mit einer Teilchengrößenverteilung von 0 bis

2 mm, 12 kg von Rundnaturkies mit einer Teilchengrößenverteilung 7 bis 15 mm, 9 dm³ von gestrecktem Polystyrol mit einer Teilchengrößenverteilung von 1 bis

3 mm und 9 kg Portland-Zement 425 wurden einem Labormischer der zuvor genannten Art zusammen mit einer Menge von Hydroxypropylmethylzellulose hoher Viskosität

709847/0867

2770037 M

und zwar über 70.000 CPS, 2 Gew.% pro tausend Teile Zement gleich, sowie modifiziertes Ligninsulphonat bis zu einer Menge von 3 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement und 5,25 1 Wasser zum Erhalt eines sehr fließfähigen Gemisches zugegeben.

Dieses Gemisch ergab einen Beton mit einer Dichte von 1,56 kg/1.

Versuche hinsichtlich der spezifischen Druckfestigkeit des Betons ergaben wie folgt:

60 kg/cm² nach 3 Tagen, 90 kg/cm² nach 7 Tagen, 145 kg/cm² nach 28 Tagen.

Abwandlungen und Verbesserungen der Erfindung sind innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche möglich. So z.B. können Werkstoffe und Zusätze mit physikalisch-chemischen Eigenschaften, die jenen der vorgeschlagenen Materialien und Zusätzen äquivalent sind, verwendet werden.

709847/0867

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von schrumpfungsausgeglichenem (streckungsausgeglichenem) Leichtzementmörtel, dadurch gekennzeichnet, daß in einem herkömmlichen Mischer, der Sand mit einer Teilchengrößenverteilung von 0 - 2 mm, Portlandzement und Wasser enthällt Hydroxypropylmethylzellulose mit einer Viskosität von über 70.000 CPS in einer Menge von 1,5 bis 3 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement, modifiziertes Kalciumnatriumligninsulphonat in einer Menge von 2-4 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement, Kalciumsulphoaluminat in einer Menge von 7 9 Gew.% des Zements und gestreckte Polystyrolkugeln mit einer Teilchengrößenverteilung von 1 - 3 mm in einer Menge von 500 - 950 l/m³ des Gemisches zugegeben werden, wobei Wasser in einer Menge von 200 - 270 l/m³ des Gemisches anwesend ist.
2. Schrumpfungsausgeglichener (streckungsausgeglichener) Leichtzementmörtel, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine Dichte von 0,4 bis 1,1 kg/1 und eine spezifische Druckfestigkeit von 30 bis 90 kg/cm² nach 28 Tagen, mit der folgenden Formulierung:

Sand mit Teilchengrößen- 150 - 500 kg/m³ verteilung von 0 - 2mm

709847/0887

Portlandzement 425/525
Hydroxyprpylenmethy1zellulose mit einer Viskosität von über 70.000 CPS

300 - 400 kg/m³ 1,5-3 Gewichtsteile pro tausend Teile Zement

Modifiziertes Kalciumnatriumligninsulphonat

Kalciumsulphoaluminat

gestrecktes Polystyrol mit
einer Teilchengrößenverteilung von 1 - 3mm

Wasser

2 - 4 Gewichtsteile pro tausend Teile Zement

7-9 Gew.% des Zements

550 - 950 l/m³

200 - 270 l/m³

Verfahren zur Herstellung von Leichtbeton, dadurch gekennzeichnet, daß einem gewöhnlichen Mischer, welcher Kies, Sand, Zement und Wasser enthält, Hydroxypropylmethylzellulose mit einer Viskosität von über 70.000 CPS in einer Menge von 1 - 2 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement modifiziertes Kalciumnatriumligninsulphonat in einer Menge von 2-4 Gewichtsteilen pro tausend Teile Zement sowie gestreckte Polystyrolkugeln mit einer Teilchengrößenverteilung von 1-3 mm in einer Menge von 300 - 500 l/m³ des Gemisches zugegeben werden, wobei Wasser in einer Menge von 200 - 250 l/m³ des Gemisches anwesend ist.

Leichtbeton mit einer Dichte von 1,3 - 1,7 kg/1 und einer spezifischen Druckfestigkeit von 100 - 160 kg/cm²

•709847/086

27?0037

nach 28 Tagen, gekennzeichnet durch die folgende Formulierung:

Sand mit einer Teilchengrößenverteilung von 0 - 2 mm Kies mit einer Teilchengrößenverteilung von 3 - 15 mm

Portlandzement 425/525

Hydroxypropylmethy1Zellulose mit einer Viskosität von über 70.000 CPS

modifziertes Kalciumligninsulpho-

Gestrecktes Polystyrol mit einer Teilchengroßenverteilung von 1 - 3 mm

Wasser

400 - 600 kg/m³

400 - 600 kg/m³ 350 - 450 kg/m³

1 - 2 Gewichtsteile pro tausend Teile Zement 2-4 Gewichtsteile pro tausend Zement
300 - 500 l/m³

200 - 250 l/m³

Der Patentanwalt

709847/0867