DE3204835C2 - Bergbauleichtmörtel - Google Patents

Bergbauleichtmörtel

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Abstract

Der pump- und spritzfähige schnellbindende Bergbauleichtmörtel mit niedrigem Füllfaktor und niedrigem Wasserfeststoffwert enthält als Feststoffanteil 45 bis 58 Gew.% Zement, 40 bis 50 Gew.% Steinkohlenflugasche sowie geringe Mengen Alkali und Luftporenbildner, bevorzugt 0,5 bis 1 Gew.% Soda und 0,3 bis 1,5 Gew.% eines Luftporenbildners. Anstelle der entsprechenden Menge Zement können 0,5 bis 10 Gew.% Tonerdeschmelzzement eingesetzt werden, gegebenenfalls zusätzlich 1 bis 3 Gew.% Perlit.

Description

Die Erfindung betrifft einen pump- und spritzfähigen, schnellbindenden Bergbauleichtmörtel mit niedrigen Füllfaktoren (t/m3) und niedrigen Wasserfeststoffwerten, enthaltend Zement als Bindemittel und Flugasche als Zusatzstoff sowie ein Alkalisalz.
Im Untertagebetrieb werden Mörtel in größerem Umfang insbesondere zum Hinterfüllen von Streckenausbauten eingesetzt Wegen der Transportprobleme eignen sich hierfür nicht die im Hochbau üblichen Mörtel und Betonmischungen, auch verlangen die besonderen Bauverhältnisse im Untertagebetrieb ein schnelles Abbinden der Mörtelmasse mit dennoch ausreichender Druckfestigkeit Übliche Mörtelmassen, die im Bergbau verwendet werden, sind Anhydrit und Zementmörtel. Aus Gründen des Transportes und des Gewichtes der Mörtelmasse ist man zum Teil dazu übergegangen, ein Gemisch aus Zement und Steinkohlenflugasche, die sehr leicht ist und dem fertigen Mörtel ein hohes Volumen verleiht, einzusetzen. Dennoch hat sich gezeigt, daß die bisher bekannten Mörtel immer noch zu hohe Füllfaktoren und Wasserfeststoffwerte aufweisen bei zu langer Abbindezeit
Es bestand daher die Aufgabe, einen Mörtel zu entwickeln, der auf die besonderen Anforderungen des Untertagebaus zugeschnitten ist, insbesondere niedrige Füllfaktoren von 1,0 und weniger, geringe Wasserfeststoffwerte, möglichst unter 0,4, aufweist und dabei schnell abbindet jedoch in abgebundenem Zustand ausreichende Druckfestigkeiten aufweist
Aus der US-PS 42 56 500 war es bereits bekannt eine Puzzolanzementmischung zu gewinnen, die billiger ist als übliche Zementmischungen, jedoch gleiche Eigenschaften aufweist und die aus Zement, einem Puzzolan, vorzugsweise Flugasche, einem Feinstzuschlag, Luft, Wasser und einem Alkalisalz bestehen, welches Anionen enthält die mit Eisenionen Komplexe bilden, keine unlöslichen Calciumsalze bilden und in Wasser löslich sind. Die Alkalisalze sollen dazu beitragen, den Zementanteil in der Mischung zu verringern.
Ferner ist es bekannt daß geblähter Perlit in der Baustoffindustrie für die Herstellung von wärme- und schä'ildämmenden Leiehibeion-Baueiementen, Mörteln und Putz geeignet ist
Es ist auch bekannt, daß Gemische von Portlandzement mit Tonerdezement entsprechend dem Mischungsverhältnis schneller abbinden. Jedoch liegt die Endfestigkeit solcher Mischungen erheblich unter jenen der unvermischten Zemente, so daß solche im allgemeinen nur dann angewendet werden, wenn keine allzugroßen Festigkeitsanforderungen an die Mischung gestellt werden. Schließlich ist es bekannt, daß Alkalikarbonate, Aluminiumverbindungen und Wasserglas den Abbindevorgang von Zementen ebenfalls beschleunigen, jedoch wird, wie auch beim Tonerdezement, der eigentliche Erhärtungsverlauf meist stark beeinträchtigt.
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe lösbar ist mit einem Mörtel, dessen Feststoffanteil 45 bis 58 Gew.-°/o Zement. 40 bis 50 Gew.-% Steinkohlenflugasche sowie 03 bis 1 Gew.-% Natriumkarbonat und 0,3 bis 1,5 Gew.-% Luftporenbildner enthält und wobei der Feststoffanteil 03 bis 10 Gew.-% Tonerdeschmelzzement anstelle der entsprechenden Menge Zement enthält.
Weiterhin besteht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin, daß der Feststoffanteil 1 bis 3 Gew.-% Perlit enthält.
Für den Füllfaktor ist in erster Linie der Luftporenbildner maßgebend, er wird jedoch i.cich nachhaltig beeinflußt durch die Mischintensität bei der Mörtelmischung, ferner durch die Mischzeit In ähnlicher Weise haben die vorgenannten Faktoren Einfluß auf den Wasserfejtstoffwert, der mit der Erhöhung des Zusatzes an Luftporenbildner ebenfalls absinkt. Der Abbindebeginn ist abhängig von der Wahl des Zementes. Er wird verkürzt durch steigende Mengen an Tonerdeschmelzzement und durch Zusatz von Alkalien, insbesondere Soda, welches als Abbindebeschleuniger dient Die Druckfestigkeit schließlich ist vom Zementgehalt der Mörtelmischung abhängig. Sie sinkt naturgemäß bei niedrigem Füllfaktor entsprechend ab.
Die nachfolgende Tabelle mit verschiedenen Rezepturen zeigt auf, welche Werte für den Füllfaktor, den Wasserfeststoffwert die Abbindezeit und die Druckfestigkeit bei verschiedenen Rezepturen gemäß der Erfindung erreichbar sind.
Tabelle
I II Spezial- III
Rezepturen (Gew.-%): Zwang-
Zement 49,5—40 57,5-40 Freifall- 573-35
Steinkohlenflugasche 48,5 40-463 0,6—1,0 40-50
Tonerdeschmelzzement 0,5-10 03—10 03-0,4 03—10
Soda 0,5-1 03-1 >lh<3h 03-1
Luftporenbildner 03-1,5 03-13 >2h<4h 03-13
Perlit 0 1-3 0
Leichtzuschläge, z. B. Blähton, können 10—40 Gew.-% der Steinkohlenflugasche subsütuierea 0,1 -0,8
Erforderliche Mischer: 1,0-3,0
Für kurze Mischzeit (1 Min.) — 7,0-12,0 Spezial
Für normale Mischzeit (1 —3 Min.) Spezial Zwang
Für lange Mischzeit (3 Min.) Zwang Freifall
Füllfaktor 0,6-1,0 0,6—1,0
WasserfestsJijffwert 03-0,4 03-0,4
Abbindebeginn >lh<3h >lh<3h
Abbindeende >2h<4h >2h<4h
Druckfestigkeit N/mm2:
5h 0,1 -0,8 0,1 -L2
24 h 1,0-3,0 1,0-4,0
28 d 7,0-12,0 7,0-15,0
Der Spezialmischer arbeitet nach dem dreidimensionalen Mischprinzip durch horizontale und vertikale Umschichtung des Mischgutes. In drei übereinanderliegenden Ebenen werden bei stillstehendem Mischteller Misch- 30 werkzeuge gegenläufig über ein zentrales Getriebe in Bewegung gesetzt
Der Zwangsmischer arbeitet mx im Uhrzeigersinn drehenden Mischteller und gegenläufig oder im Querstrom rotierenden Mischwerkzeug^ Er kann auch als sogenannter Pflugscharmischer ausgestattet sein, bei welchem in einem liegenden zylindrischen Br'.älter pflugscharähnliche Mischwerkzeuge rotieren, die auf einer horizontalen Welle versetzt angeordnet sind. 35
Der sogenannte Freifallmischer entspricht in Aufbau und Wirkungsweise weitgehend einem üblichen Betonmischer.
Die fertig gemischten Mischungen wurden mit Pumpen durch Schläuche hinter vorbereitete Schalungen gepumpt Das Material kann auch verspritzt werden.
Die Prüfungen der Frisch- und der Festmörtel wurden nach den Prüfbestimmungen für Werktrockenmörtel 40 DIN 18 557 E durchgeführt.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Pump- und spritzfähiger, schnellbindender Bergbauleichtmörtel mit niedrigen Füllfaktoren (t/m3) und niedrigen Wasserfeststoffwerten, enthaltend Zement als Bindemittel und Flugasche als Zusatzstoff sowie ein Alkalisalz, dadurchgekennzeichnet, daß der Feststoff anteil des Mörtels 45 bis 58 Gew.-% Zement, 40 bis 50 Gew.-% Steinkohlenflugasche sowie 0,5 bis 1 Gew.-% Natriumkarbonat und 03 bis 1,5 Gew.-% Luftporenbildner enthält und wobei der Feststoffanteil 0,5 bis 10 Gew.-% Tonerdeschmelzzement anstelle der entsprechenden Menge Zement enthält
2. Bergbaumörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil 1 bis 3 Gew.-% Perlit ίο enthält.
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