WO2008152111A2 - Verfahren zum herstellen von betonmischung - Google Patents

Verfahren zum herstellen von betonmischung Download PDF

Info

Publication number
WO2008152111A2
WO2008152111A2 PCT/EP2008/057425 EP2008057425W WO2008152111A2 WO 2008152111 A2 WO2008152111 A2 WO 2008152111A2 EP 2008057425 W EP2008057425 W EP 2008057425W WO 2008152111 A2 WO2008152111 A2 WO 2008152111A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concrete
mixing
cement
sand
water
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/057425
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008152111A3 (de
Inventor
Paul Lörke
Original Assignee
Loerke Paul
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=39986039&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2008152111(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Loerke Paul filed Critical Loerke Paul
Publication of WO2008152111A2 publication Critical patent/WO2008152111A2/de
Publication of WO2008152111A3 publication Critical patent/WO2008152111A3/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C5/00—Apparatus or methods for producing mixtures of cement with other substances, e.g. slurries, mortars, porous or fibrous compositions
    • B28C5/003—Methods for mixing

Definitions

  • the invention relates to processes for producing concrete mixture by metering and mixing the mixing components.
  • a method which increases the capacity of the concrete plant by using a "hybrid” mixing process (Druckschrift “Beton” No. 12, 2005, p.617).
  • the purpose of the "hybrid” mixing process is to pre-mix and pre-mix in a step-wise process.After premixing in the mixing plant, all mixing components are premixed only briefly (up to 30 seconds), after which the mixture is loaded into the vehicle mixer where the final mixing Final mixture is carried out at low mixing intensity.
  • the known methods are disadvantageous in that the energy required for mixing the concrete components is still too great and thus the throughput of the mixing plant is still too low.
  • the high mixing time of the mixing components results in increased abrasion of the mixer.
  • the cement fraction with grain sizes over 80 ⁇ m does not load to 100%. Therefore, the core of coarse cement particles in the concrete block remains as an innermost filler. This means that the entire effort and above all the energy used in cement production can not be fully implemented as a binder because of incomplete hydration. In this way, up to 10% of cement can be lost.
  • the invention has for its object to overcome the above-mentioned disadvantages in the manufacture of concrete mix.
  • premixing first of the fine-grained constituents of the concrete mixture and their simultaneous mechanical and / or ultrasound-related activation during the step-by-step concrete mixture with final final mixture of entire mixing components it is possible in individual, the To increase the early and final strength of concrete especially when using the coarsely ground cements and thus to realize the production of high-strength concretes by the use of coarsely ground cements to increase the efficiency of the concrete mix or the strength of the concretes, the energy required for concrete mixing reduce mixing time and thereby increase the throughput capacity of the mixing plant while still improving cement and thus concrete quality and reducing wear on the mixer casing and mixing paddles.
  • the later and especially earlier degree of hydration of cement, and thus the strength of concrete, are determined primarily by the fineness of the cement, including its hydraulic and non-hydraulic additives. Therefore, it is desired to increase the cement fineness.
  • the grindability of the cement clinker is relatively low, which causes a very high energy consumption in extreme fine grinding up to 6000 cm 2 / g according to Blaine and above.
  • the formation of a water-impermeable gel on the surfaces of the cement particles after water treatment minimizes the energy efficiency of the fine grinding. Decisive for this are the reactions occurring in the first few minutes after mixing with water.
  • the cement particles can not be effectively treated sufficiently effective in order to rub off the angular edges of the cement particles and to crush them even further.
  • Especially the efficient process of the mentioned phenomena can accelerate the liquefaction of the fine concrete components and thus the homogenization by improved cement particle packing as well as reduce the water consumption of concrete mix.
  • this phenomenon can be explained as follows: By separately activated mixing of the fine fraction of the concrete mixture, the amount of chemical water demand required for the initial hydration is increased but the amount of physically incorporated water in the electrical double layer envelopes covering the cement particles and for the Liquefaction necessary amount of free water, however, reduced. The entire water requirement decreases. It is conceivable that the concentration of high-grade ions, such as Ca +2 , Al +3 , Fe +3 , is markedly increased in the electrical double-layer cladding covering the cement particles. This results in a reduction of the diffusion layer thickness of the electric double layer, resulting in a first reduction of the physically caused amount of water triggers. A further decrease in the physical amount of water is continued by the resulting accelerated Etringit Struktur.
  • high-grade ions such as Ca +2 , Al +3 , Fe +3
  • the formation of a particularly swelling gel of etringite can temporarily make the cement particles impermeable to water.
  • the early hydration can be determined not only by the fine grinding of the clinker, including its hydraulic and non-hydraulic additives, but also by the possibility of forming a water impermeable, difficult to dissolve gel on the surfaces of the cement particles.
  • the hydrated cement particles behave temporarily like a chemically inert filler.
  • the distance between cement particles can be reduced, so that the cement particles are stored closer together, and the voids between the particles are reduced. This results in a corresponding increase in the chemically induced and a rapid decrease in the physically integrated in the diffusion layers amount of water and reducing the necessary amount of water for liquefaction. This reduces the total water requirement of the cement.
  • a homogeneous and activated cementitious glue is made with the filler and a sand portion.
  • a mortar or concrete mixture of activated cementitious glue is made with appropriate Gesteinkörnonne.
  • the finest components of the concrete mix namely cement filler and sand
  • the water cement value must be in the range 0.10 and 0.30.
  • the necessary flowability of the cement glue can be achieved by using highly effective flow agents and by introducing it into the mixture of a certain liquefaction energy.
  • Liquefaction energy is introduced into the mixture in the conventional mixers by an extended mixing time. This can be achieved in a significantly shorter time with a much greater energy efficiency in mixers at high speed and / or with the ultrasound treatment.
  • the moistened cement granules are ground thin. That increases its hydraulic activity. Particularly great effectiveness of mixing is achieved when using coarsely ground cements.
  • the activated cementitious glue is mixed together with the coarse aggregates of the mortar or concrete mixture, that is to say with the sand residue and the gravel (chippings). Since in the first process of producing the activated cementitious glue very good mixing between the cement, filler and sand content is achieved with the water and superplasticizer is the second process after the addition of the sand residue and the coarse rock graining (gravel, grit) for the Homogeneity of the mortar or concrete mix in the conventional mixers a relatively short time of 15-20 s necessary.
  • the new process can be realized in the concrete and precast plants by incorporation into the concrete mixing plant of a small cement activator (a high speed mixer and / or an ultrasonic generator) from which the activated cementitious glue is loaded into the mixer of the concrete mixing plant simultaneously with the rock granules ,
  • a small cement activator a high speed mixer and / or an ultrasonic generator
  • the new process can be realized without concrete mixers of the mixing plant.
  • the required amount of aggregates (fine and coarse) and the activated cement-containing glue are loaded directly into the vehicle mixer.
  • the slow but long mixing during transportation to the construction site with pre-discharge intensive mixing at least within 5 minutes guarantees a homogeneous mixing of the rock grains with the cement-containing glue.
  • the new process allows to grant energy-efficient use especially of coarsely ground cements for mortar and concrete mixes.
  • a rubbing off of the first hydrate phases in the concrete is conceivable, whereby new reaction surfaces arise.
  • These processes result in a progressive increase in the surface area and thus in an increase in the content of water and of the fluid, leading to a drop in the flowability.
  • vibrating concretes it has been found that the refinement of the cement due to long mixing makes the cement paste smoother and stickier and ultimately leads to an increase in the strength of the concrete.
  • Embodiments of the invention are shown according to claim 1 below and are described in more detail below:
  • the binders used for the experiments were CEM I 32.5 R and for comparison CEM I 52.5 R.
  • reference concrete mixtures were prepared according to the conventional method in a conventional concrete mixer in which all constituents were homogenized by single-stage mixing for 5 minutes. In this way, a conventional method was simulated.
  • two-stage mixing consisting of premix and final mixing stage was used.
  • the pre-mixing stage according to the calculated mass ratios, the fine-grained concrete components, cement, mickrosilica and superplasticizer were activated to 100% with a 10% sand content together in a high-speed mixer through extremely intense mixing in aisle III for 3 minutes. In this way, only up to 20-30% of the mass fraction of the total concrete mix is included in the mix in the mix. This makes it possible to save energy in the pre-mixing stage to 70-80%.
  • the homogenization of the entire components of the concrete mixture in the final mixing stage was achieved in a conventional concrete mixer according to calculated mass ratios with a short mixing time of 30s for concrete and 60 s for mortar.
  • the entire mixing time from 5 minutes to 3.5 minutes, d. H. shorten by 1, 5 min. This in turn means additional energy consumption of up to 19% lower.
  • the final mixing stage can be shortened up to 15 s. This makes it possible to save even more energy.
  • the quality of the concrete mixtures produced was assessed according to the compressive strength.
  • CEM I 32.5 R cement, sand in an amount of 10% of the total sand content in the concrete mixture, which corresponds to a sand / cement ratio of 1: 5, and a superplasticizer in a high speed mixer were used in the pre-mixing stage in the course 3 for 3 min mixed intensively.
  • the mixture was continued with the remainder of the sand to the gravel and gravel of the concrete mix at conventional intensity for a further 30 seconds.
  • Table 1 Mass fractions of the concrete mix and results of compressive strength according to the new and known methods.
  • Table 2 The mass ratios of the component in prepared mortar mixtures.
  • the new method may be particularly effective if premixing of the fine concrete components is carried out in a mixer with ultrasonic treatment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Das neue Verfahren zum Herstellen von Betonmischung erfolgt dadurch, dass in einer Vormischstufe Wasser und feinkörnige Betonkomponenten zumindest Zement und nach dem Bedarf Sand in einer Menge von 2 bis 97 % des gesamten Sandanteils in der Betonmischung, Füller und Fließmittel, durch das Mischen zumindest und durch die Ultraschalbehandlung vorgemischt werden und danach in einer Endmischstufe die aus Wasser und feinkörnigen Betonkomponenten zumindest aus Zement hergestellte Mischung mit übrigen Betonkomponenten, zumindest dem restlichen Sand und den groben Gesteinkörnungen abschließend vermischt wird. Die Vorteile des Verfahrens zeichnen sich aus durch einen verringerten Energieaufwand beim Betonmischen und durch eine erhöhte Festigkeit des Betons.

Description

Beschreibung Verfahren zum Herstellen von Betonmischunq
Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zum Herstellen von Betonmischung durch Dosieren und Mischen der Mischkomponenten.
Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Betonmischung durch Dosieren und Mischen der Mischkomponenten in einem Mischer, bis die Betonmischung homogen wird, mit nachfolgendem Einbringen der homogenen Betonmischung in einen Fahrzeugmischer, in dem während der Transportieren zur Baustelle gleichzeitig, um das Enthomogenisieren zu vermeiden, weiter gemischt wird, bekannt. Die Nachteile des erwähnten Verfahrens sind folgende: 1. Sehr lange Mischzeit mit dem daraus resultierenden hohen Energieaufwand. 2. Beim Herstellen der hochleistungsfähigen Betonmischung für Betone mit hoher Festigkeit ist notwendig, Zemente mit hoher Feinheit (bis 6000 cm2/g nach Blaine) einzusetzen, was ebenfalls einen noch deutlich höheren Energiebedarf für das Mahlen von Zement und Betonmischen erfordert. Durch die Druckschrift „Beton" Nr. 12, 2005, S. 614-617 ist ein Verfahren für die Herstellung der selbst verdichtenden Betone bekannt, bei dem die Fließfähigkeit der Betonmischung durch Verwendung der hochwirksamen Fließmitteln, durch hohen Anteil von feindispersen Bestandteilen (Zement + Füller) und durch noch längere Mischzeit im Schnitt bis ca. 4 Minuten erreicht wird. Aufgrund der in Bezug auf den Mehlkorngehalt geringen Wassergehalte und hohen Zusatzmitteldosierungen wird bei der Herstellung der selbst verdichteten Betone mehr Energie benötigt. Dies verringert die Kapazität der Mischanlagen und erhöht den Energieverbrauch.
Es ist ein Verfahren bekannt, das die Kapazität des Betonwerks durch Verwendung eines „hybriden" Mischvorganges ermöglicht zu steigern. (Drucksschrift „Beton" Nr. 12, 2005, S.617). Sinn des „hybriden" Mischvorganges besteht in einem stufenweißen Verfahren durch Vormischen und Endmischen. Beim Vormischen in der Mischanlage werden alle Mischkomponenten nur kurz (bis 30 s.) vorgemischt. Nachher wird die Mischung in den Fahrzeugmischer verladen, wo die abschließende Endmischung bei niedriger Mischintensität erfolgt. Die Nachteile des „hybriden" Mischvorganges bestehen darin, dass die Kapazität der Mischanlagen trotzdem niedrig und der Energieverbrauch noch zu hoch bleibt. Die Ursache liegt daran, dass beim Vormischen alle Mischkomponenten, wie die feine (Sand, Füller, Zement), so auch die grobe ( Kies, Splitt), auf die der größte Massenanteil (mehr als 60 %) der gesamten Mischkomponenten ankommt, in der Mischanlage gemischt werden. Beim Herstellen der hochleistungsfähigen Betonmischung für Betone mit hoher Festigkeit ist außerdem notwendig, Zemente mit hoher Feinheit (bis 6000 cm2/g nach Blaine) einzusetzen, was ebenfalls einen noch deutlich höheren Energiebedarf für das Mahlen von Zement und Betonmischen erfordert.
Die bekannten Verfahrensweisen sind dadurch nachteilig, dass der Energieaufwand für das Mischen der Betonkomponenten noch zu groß und dadurch die Durchsatzleistung der Mischanlage noch zu niedrig ist. Die Leistungsfähigkeiten der nach den bekannten Verfahren hergestellten Betonmischung und als Folge die bautechnischen Eigenschaften von Beton, wie Festigkeit, bleiben beim Einsatz der groben Zemente niedrig. Durch die hohe Mischzeit der Mischkomponenten hat man einen erhöhten Abrieb des Mischers zur Folge. Die Zementfraktion mit Korngrößen über 80 μm last sich nicht auf 100 % hydratieren. Deshalb bleibt der Kern von groben Zementteilchen im Betonstein als innerter Füller. Dies führt dazu, dass der gesamte Aufwand und vor allen der eingesetzte Energieaufwand beim Zementherstellen kann als Bindemittel nicht vollständig wegen der unvollständigen Hydratation umgesetzt werden. Auf diese Weise kann bis 10 % von Zement verloren gehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angegebenen Nachteile beim Herstellen von Betonmischung zu überwinden. Durch das Vormischen zuerst der feinkörnigen Bestandteile der Betonmischung und deren gleichzeitige mechanisch und/oder Ultraschal bedingte Aktivierung während der stufenweise ablaufenden Betonmischung mit abschließendem Endmischung gesamter Mischkomponenten ist es in einzelnen möglich, die Früh- und Endfestigkeit von Beton besonders beim Einsatz der grob gemahlenen Zemente zu erhöhen und damit die Herstellung der hochfesten Betone durch die Benutzung der grob gemahlenen Zemente zu realisieren, die Leistungsfähigkeit der Betonmischung bzw. die Festigkeit der Betone zu erhöhen, den Energieaufwand beim Betonmischen zu senken, die Mischzeit zu verringern und damit die Durchsatzleistung der Mischanlage zu erhöhen und dennoch die Zement- und damit Betonqualität zu verbessern sowie den Verschleiß der Mischerverkleidung und der Rührschaufeln zu senken. Durch die Erfindung ist es unter anderem möglich, für die Herstellung der hochfesten Betone grob gemahlene Zemente zu benutzen und dennoch potenzielle Fähigkeit des als Bindemittel bis 100 % zu erhöhen. Die bautechnischen Zement- und Betoneigenschaften werden verbessert.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 8.
Die beim Einsatz des neuen Verfahrens vollziehenden Erscheinungen werden wie folgt erklärt:
Der spätere und besonders frühere Hydratationsgrad von Zement und damit die Festigkeit von Beton werden vor allem von der Feinheit des Zementes, einschließlich seiner hydraulischen und nicht hydraulischen Zusatzstoffe, bestimmt. Deshalb wird es angestrebt, die Zementfeinheit zu erhöhen. Die Mahlbarkeit des Zementklinkers ist relativ niedrig, was beim extremen Feinmahlen bis 6000 cm2/g nach Blaine und darüber einen sehr hohen Energieaufwand auslöst. Die Bildung eines wasserundurchlässigen Gels an den Oberflächen der Zementteilchen nach dem Wasseranmachen minimiert die Energieeffizienz des Feinmahlens. Maßgebend dafür sind die in den ersten Minuten nach dem Anmachen mit Wasser ablaufenden Reaktionen. Dies sind in erster Linie die chemischen Reaktionen des Tricalciumaluminats im Klinker mit dem als Erstarrungsregler zugesetzten Calciumsulfat zu Ettringit. Die beim Wasser-Anmachen entstehenden Neubildungen sind extrem weich, und können deshalb mit minimallem Energieverbrauch von der Oberfläche der Zementteilchen unter einer entsprechenden mechanisch und/oder Ultraschal bedingten Einwirkung entfernt werden. Auf diese Weise können Zementteilchen beim minimalen Energieaufwand während der Betonmischung nachgemahlen werden.
Das nach bekanten Verfahren geführte Zusammenmischen aller Betonbestandteile von Anfang an führt zu einem enormen Energieaufwand und Senkung der Energieeffizienz. Die Zementteilchen können dabei nicht gezielt ausreichend effektiv behandelt, um damit die eckigen Kanten der Zementteilchen abzureiben und die noch weiter zu zerkleinern. Gerade der effiziente Ablauf der erwähnten Erscheinungen kann durch verbesserte Zementteilchenverpackung die Verflüssigung der feinen Betonbestandteile und damit die Homogenisierung beschleunigen sowie den Wasserverbrauch von Betonmischung senken.
Aus oben beschriebenen Darstellungen ist es zu erwarten, dass eben die Homogenisierung der feinen Bestandteile der Betonmischung die Mischzeit maßgebend bestimmt. Aus diesen Gründen ist es zweckmäßig, nur Zement mit Füller, Fließmittel und einem Anteil von feinen Komponenten der Betonmischung, wie Sand zu behandeln. Die zum Wasser innert bleibenden Körner von Sand und Füller können als abrasives Material die Abreibung der Neubildungen von der Oberfläche der Zementteilchen selbstverständlich maßgebend beschleunigen. Dies ist unter einer intensiven mechanisch und Ultraschal bedingten Wirkung möglich.
Nach dem derzeit bekannten Wissenstand ist diese Erscheinung wie folgt zu erklären : Durch ein separat aktiviertes Mischen des feinen Anteils der Betonmischung wird die Menge des für die Anfangshydratation erforderlichen chemisch bedingten Wasserbedarfs erhöht aber die in den die Zementpartikel überziehenden elektrischen Doppelschichtumhüllungen physikalisch eingebundene Wassermenge und für die Verflüssigung notwendige freie Wassermenge hingegen vermindert. Der gesamte Wasserbedarf nimmt damit ab. Dabei ist denkbar, dass die Konzentration von hochwertigen Ionen, wie Ca+2, Al+3, Fe+3 in den die Zementpartikel überziehenden elektrischen Doppelschichtumhüllungen deutlich erhöht wird. Dies hat eine Verringerung der Diffusionsschichtdicke der elektrischen Doppelschicht zur Folge, was eine erste Verminderung der physikalisch bedingten Wassermenge auslöst. Eine weitere Abnahme der physikalisch bedingten Wassermenge wird durch die daraus resultierende beschleunigte Etringitbildung fortgesetzt.
Das ist wie folgt zu erklären : Bekanntermaßen können durch die Bildung eines besonders quellbaren Gels aus Etringit die Zementteilchen für Wasser vorübergehend undurchlässig werden. Auf diese Weise kann die frühe Hydratation nicht nur von der Feinmahlung des Klinkers einschließlich seiner hydraulischen und nicht hydraulischen Zusatzstoffe bestimmt werden, sondern auch von der Möglichkeit der Bildung eines wasserundurchlässigen, schwerlösbaren Gels an den Oberflächen der Zementteilchen. Dabei verhalten sich die hydratierten Zementteilchen vorübergehend wie ein chemisch innerter Füller.
Durch eine rapide Minimierung der Stärke der elektrischen Doppelschicht kann dabei der Abstand zwischen Zementteilchen vermindert werden, so dass die Zementpartikel enger aneinander gelagert, und die Hohlräume zwischen den Teilchen verringert werden. Daraus resultieren eine entsprechende Zunahme der chemisch bedingten und eine rasche Abnahme der in den Diffusionsschichten physikalisch eingebundenen Wassermenge sowie Verringerung der notwendigen für Verflüssigung freien Wassermenge. Damit wird der gesamte Wasserbedarf des Zementes verringert.
Die Tatsache, dass die Verflüssigung der Betonmischung bei einer Aktivierung durch intensive Mischung einen geringen Wasseranspruch aufweist sowie die Verflüssigung während des Mischens schlagartig abläuft, zeigt, dass die vorstehenden Überlegungen richtig sind.
Großtechnisch wird die Betonmischung in zwei Vorgängen wie folgt hergestellt:
Beim ersten Vorgang des Betonmischens wird ein homogener und aktivierter zementhältiger Leim mit dem Füller und einem Sandanteilhergestellt. Im zweiten Vorgang wird eine Mörtel- oder Betonmischung aus aktiviertem zementhaltigem Leim mit entsprechenden Gesteinkörnungen gefertigt.
Beim ersten Vorgang werden mit Wasser nur die feinsten Komponenten der Betonmischung und zwar Zement Füller und ein Sandanteil zusammengemischt. Um besonders den grob gemahlenen Zement effektiv zu Aktivieren muss das Wasserzementwert im Bereich 0,10 und 0,30 liegen. Bei solchem niedrigen Wassergehalt wird die Reibung zwischen den grob gemahlenen Zementpartikelchen, einerseits, sowie zwischen den Zementpartikelchen und dem Füller und Sand, anderseits, besonders groß. Die notwendige Fließfähigkeit des Zement-Leimes kann durch Verwendung von hochwirksamen Fließmitteln und durch das Einbringen in die Mischung einer bestimmten Verflüssigungsenergie erreicht werden. Diese
Verflüssigungsenergie wird in den konventionellen Mischern durch eine verlängerte Mischzeit in die Mischung eingebracht. Dies kann in einer deutlich kürzeren Zeit mit einer deutlich stärkeren Energieeffizienz in Mischern mit hoher Geschwindigkeit und/oder mit der Ultraschalbehandlung erreicht werden.
Bei einem kurzen mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Durchmischen des Zement-Leimes werden die angefeuchteten Zementkörnchen dünn zerrieben. Dass erhöht seine hydraulische Aktivität. Besonders große Effektivität des Mischens wird bei Verwendung von grob gemahlenen Zementen erreicht.
Beim zweitem Vorgang werden der aktivierte zementhaltige Leim mit den groben Gesteinskörnungen der Mörtel- oder Betonmischung, dass heißt mit dem Sandrest und dem Kies (Splitt) zusammengemischt. Da beim ersten Vorgang der Herstellung des aktivierten zementhältigen Leims ein sehr gutes Durchmischen zwischen den Zement, Füller und eingesetztem Sandanteil mit dem Wasser und Fließmittel erreicht wird, ist beim zweiten Vorgang nach der Zugabe des Sandrestes und der groben Gesteinkörnungen (Kies, Splitt) für die Homogenität der Mörtel- oder Betonmischung in den konventionellen Mischer eine relativ kurze Zeit von 15-20 s notwendig. Das neue Verfahren kann in den Beton- und Fertigteilwerken realisiert werden durch Einbauen in die Betonmischanlage eines kleinen Zementaktivators (ein Mischer mit hoher Geschwindigkeit und/oder ein Ultraschalgenerator), aus dem der aktivierte zementhältige Leim gleichzeitig mit den Gesteinkörnungen in den Mischer der Betonmischanlage eingeladen werden. Bei Transportbetonwerken kann das neue Verfahren ohne Betonmischer der Mischanlage realisiert werden. Die nötige Menge von Gesteinkörnungen (feine und grobe) und der aktivierte zementhältige Leim werden direkt in den Fahrzeugmischer eingeladen. Das langsames, aber langes Mischen beim Transportieren zur Baustelle mit vor der Ausladung intensivem Mische mindestens innerhalb 5 min garantiert ein homogenes durchmischen der Gesteinkörnungen mit dem zementhältigem Leim.
Das neue Verfahren last zu, die energieeffiziente Verwendung besonders der grob gemahlene Zemente für die Mörtel- und Betonmischungen zu gewähren. Zudem ist ein Abreiben der ersten Hydratphasen im Beton vorstellbar, wodurch neue Reaktionsflächen entstehen. Diese Vorgänge haben eine fortschreitende Erhöhung der Oberfläche und somit eine Erhöhung des Wasser- und Fließmittelanspruchs zur Folge und führen zu einem Abfall der Fließfähigkeit. Bei Rüttelbetonen stellte man fest, dass die Verfeinerung des Zements infolge langen Mischens den Zementleim sämiger und klebriger macht und schließlich zu einer Erhöhung der Festigkeit des Betons führt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nach dem Anspruch 1 unter dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben :
Als Bindemittel für die Versuche wurden CEM I 32.5 R und zum Vergleich CEM I 52,5 R verwendet.
Damit die Ergebnisse des neuen Verfahrens mit den bekannten Verfahren verglichen werden können, wurden Referenzbetonmischungen nach dem konventionellen Verfahren in einem konventionellen Betonmischer vorbereitet, bei denen alle Bestandteile durch einstufiges Mischen während 5 min homogenisiert wurden. Auf diese Weise wurde ein konventionelles Verfahren simuliert. Für das neue Verfahren wurde zweistufiges Mischen, aus Vormischstufe und Endmischstufe bestehend, verwendet. In der Vormischstufe wurden entsprechend den berechneten Massenverhältnissen die feinkörnigen Betonkomponenten, Zement, Mickrosilika und Fließmittel auf 100 % mit einem Anteil des Sandes von 10 % gemeinsam in einem Schnellmischer durch das extrem intensive Mischen beim Gang III während 3 min aktiviert. Auf diese Weise wird in der Mischung nur bis 20-30 % des Massenanteils der gesamten Betonmischung in das Mischen einbezogen. Dies macht möglich, den Energieaufwand in der Vormischstufe bis 70-80 % einzusparen.
Die Homogenisierung der gesamten Komponenten der Betonmischung in der Endmischstufe wurde in einem konventionellen Betonmischer nach berechneten Massenverhältnissen bei einer kurzen Mischzeit von 30s für Beton und 60 s für Mörtel erreicht. Damit last sich die gesamte Mischzeit von 5 min auf bis 3,5 min, d. h. um bis 1, 5 min verkürzen. Dies bedeutet wiederum einen zusätzlichen Energieaufwand um bis 19 % niedriger. Beim Herstellen von Transportbeton die Endmischstufe kann bis 15 s verkürzt werden. Damit ist möglich, den Energieaufwand noch einzusparen. Die Qualität der hergestellten Betonmischungen wurde nach der Druckfestigkeit beurteilt.
1. Versuche mit Betonmischunqen :
Um das neue Verfahren zu prüfen, wurden in der Vormischstufe Zement CEM I 32.5 R, Sand in einer Menge von 10 % des gesamten Sandanteils in der Betonmischung, was einem Sand/Zement-Verhältnis von 1 : 5 entspricht, und ein Fließmittel in einem Schnellmischer beim Gang 3 währen 3 min intensiv gemischt. In der Endmischstufe wurde die Mischung mit dem Rest des Sandes dem Kiessand und Kies der Betonmischung bei konventioneller Intensität während noch 30 s fortgesetzt.
Nach dem bekannten Verfahren wurden alle Betonkomponenten in voller Menge eingesetzt.
Die Massenanteile der gesamten Betonmischung sind in Tabelle 1 dargestellt.
Figure imgf000010_0001
Tabelle 1 : Massenanteile der Betonmischung und Ergebnisse der Druckfestigkeit nach den neuen und bekannten Verfahren.
Aus der Tabelle 1 folgt, dass die Verhältnisse zwischen Betonkomponenten in allen Mischungen identisch sind. Die hergestellten Betonmischungen unterscheiden sich in Verfahren, nach denen sie gefertigt wurden.
Die dargestellten Ergebnisse zeigen, dass nach dem neuen Verfahren durch das Vormischen der feinkörnigen Betonkomponente der Festigkeit deutlich zunimmt und der Energiebedarf bis über 70 % sinkt.
2 Versuche mit Mörtelmischunqen.
Um das neue Verfahren für die Mörtelherstellung zu prüfen, wurden in der Vormischstufe Zement CEM I 32.5 R, Sand bei einem Sand/Zement-Verhältnis von 1 : 5 und ein Fließmittel mit Hilfe eines Schnellmischers beim Gang 3 währen 3 min intensiv gemischt. In der Endmischstufe wurde die Mischung mit dem Rest des Sandes der Mörtelmischung während noch 60 s fortgesetzt.
Nach dem bekannten Verfahren wurden alle Mörtelkomponenten in voller Menge für einstufige Mischung während 6 min eingesetzt.
Die Massenanteile der gesamten Mörtelmischung sind in Tabelle 2 dargestellt.
Figure imgf000011_0001
Tabelle 2: . Die Massenverhältnisse der Komponente in vorbereiteten Mörtel mischungen.
Aus der Tabelle 2 ist zu entnehmen, dass die Verhältnisse zwischen Komponenten in gegenübergestellten Mischungen identisch sind. Die hergestellten Mörtelmischungen unterscheiden sich nur in Verfahren, nach denen sie gefertigt werden.
Die dargestellten Ergebnisse zeigen, dass nach dem neuen Verfahren durch das Vormischen der feinkörnigen Betonkomponente der Festigkeit erheblich zunimmt und der Energiebedarf bis über 70 % sinkt.
Das neue Verfahren kann besonders effektiv sein, falls das Vormischen der feinen Betonbestandteile in einem Mischer mit Ultraschalbehandlung durchgeführt wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile bzw. Verfahrensschritte unterliegen in ihrer Größe und Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption bzw. ihren Verfahrensbedingungen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zum Herstellen von Betonmischung durch Dosieren und stufenweise Mischen der Betonkomponenten mittels Vormischstufe und Endmischstufe, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Vormischstufe Wasser und feinkörnige Betonkomponenten, zumindest jedoch Zement und nach dem Bedarf Sand in einer Menge von 2 bis 97 % des gesamten Sandanteils in der Betonmischung sowie gegebenenfalls Füller und Fließmittel, durch Mischen und gegebenenfalls durch Ultraschalbehandlung vorgemischt werden und danach in einer Endmischstufe die aus Wasser und feinkörnigen Betonkomponenten zumindest aus Zement hergestellte Mischung mit übrigen Betonkomponenten, zumindest dem restlichen Sand und den groben Gesteinkörnungen abschließend vermischt wird.
2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen in der Vormischstufe bis zu Verflüssigung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen in der Vormischstufe nicht bis zu Verflüssigung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vormischstufe Sandfraktion < 0,5 bis < 4 mm verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Fließmittel von Anfang an in der Vormischstufe eingeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Fließmittel direkt vor der Verflüssigung der Betonmischung in der Vormischstufe eingeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Porenbildende Mittel direkt in der Endmischstufe eingeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sand in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% des gesamten Sandanteils eingesetzt wird.
PCT/EP2008/057425 2007-06-12 2008-06-12 Verfahren zum herstellen von betonmischung WO2008152111A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710027080 DE102007027080B4 (de) 2007-06-12 2007-06-12 Verfahren zum Herstellen von Betonmischungen
DE102007027080.3 2007-06-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008152111A2 true WO2008152111A2 (de) 2008-12-18
WO2008152111A3 WO2008152111A3 (de) 2009-04-09

Family

ID=39986039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/057425 WO2008152111A2 (de) 2007-06-12 2008-06-12 Verfahren zum herstellen von betonmischung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007027080B4 (de)
WO (1) WO2008152111A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780905C1 (ru) * 2022-02-18 2022-10-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Способ приготовления бетонной смеси

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2012007211A (es) * 2009-12-22 2012-07-10 Georgia Pacific Gypsum Llc Metodo para fabricar articulos de yeso resistentes al agua y articulos formados de ese modo.
DE102013002973A1 (de) 2013-02-22 2014-08-28 Mat Mischanlagentechnik Gmbh Dispersionsverfahren und - vorrichtung
RU2583380C2 (ru) * 2014-05-27 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства" Способ активации маточного раствора
CN105345927A (zh) * 2015-09-30 2016-02-24 许昌金科资源再生股份有限公司 基于超声波的干性混凝土拌合工艺
CN105252644A (zh) * 2015-09-30 2016-01-20 许昌金科资源再生股份有限公司 基于超声波处理的混凝土二次搅拌工艺
DE102016003644B4 (de) * 2016-03-29 2019-10-17 Florian Dattinger Verfahren zur Herstellung von zementreduziertem Beton und zementreduzierte Betonmischung
WO2017203446A1 (es) * 2016-05-25 2017-11-30 Universidad Nacional De Colombia Procedimiento de confección manual de concreto mediante suspensión mecánica
DE102016013793B4 (de) * 2016-11-21 2018-06-07 Helmut Rosenlöcher Verfahren zum Herstellen einer hydraulisch abbindenden Baustoffsuspension, und Bauteil hergestellt mit einer hydraulisch abbindenden Baustoffsuspension
DE102019120939B4 (de) * 2019-08-02 2021-12-23 Sonocrete GmbH Verfahren zum Bereitstellen einer Zementsuspension durch einen Zementvormischer und ein Verfahren zum Mischen von Beton oder Mörtel
DE102020132015A1 (de) 2020-12-02 2022-06-02 Sonocrete GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Betons, insbesondere eines Betons mit hoher Frühfestigkeit
AU2021391502B2 (en) 2020-12-02 2024-07-04 Sonocrete GmbH Device and method for producing concrete, in particular high early strength concrete
DE102021108917A1 (de) 2021-04-09 2022-10-13 Sonocrete GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Betons, insbesondere eines Betons mit hoher Frühfestigkeit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3307977A1 (de) * 1983-03-03 1984-09-06 Jürgen Dipl.-Geol. 8255 Obertaufkirchen Teubert Verfahren zur herstellung von fliessestrich
JPS62225235A (ja) * 1986-03-27 1987-10-03 Denki Kagaku Kogyo Kk スラリ−調製方法及びその装置
RU2140891C1 (ru) * 1996-12-15 1999-11-10 Всероссийский федеральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт строительной индустрии "ВНИИжелезобетон" Способ получения активированной строительной смеси

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE897967C (de) * 1948-10-02 1953-11-26 Oskar Krebs Hochgradige Verdichtung von Beton
DE1232862B (de) * 1960-02-12 1967-01-19 Eirich Gustav Verfahren zur Herstellung von Frischbeton
DE2414074A1 (de) * 1974-03-23 1975-09-25 Heimer Bautechnik Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum herstellen von transportbeton
SU1661169A1 (ru) * 1988-02-15 1991-07-07 Молдавский Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Строительных Материалов Способ приготовлени бетонной смеси
RU2029755C1 (ru) * 1993-02-25 1995-02-27 Дмитрий Аркадьевич Фрумин Способ приготовления бетонной смеси
DE69711692T2 (de) * 1996-12-11 2002-11-28 Earth Sciences Ltd., Nassau Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung und behandlung von partikelförmigem material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3307977A1 (de) * 1983-03-03 1984-09-06 Jürgen Dipl.-Geol. 8255 Obertaufkirchen Teubert Verfahren zur herstellung von fliessestrich
JPS62225235A (ja) * 1986-03-27 1987-10-03 Denki Kagaku Kogyo Kk スラリ−調製方法及びその装置
RU2140891C1 (ru) * 1996-12-15 1999-11-10 Всероссийский федеральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт строительной индустрии "ВНИИжелезобетон" Способ получения активированной строительной смеси

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199216 Thomson Scientific, London, GB; AN 1992-129882 XP002515025 & SU 1 661 169 A (MOLD CONS MAT RES) 7. Juli 1991 (1991-07-07) *
DATABASE WPI Week 199539 Thomson Scientific, London, GB; AN 1995-301096 XP002515024 & RU 2 029 755 C1 (FRUMIN D A) 27. Februar 1995 (1995-02-27) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2780905C1 (ru) * 2022-02-18 2022-10-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Способ приготовления бетонной смеси

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007027080B4 (de) 2011-06-30
WO2008152111A3 (de) 2009-04-09
DE102007027080A1 (de) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007027080B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Betonmischungen
DE69404035T2 (de) Verfahren zur herstellung von zement
DE4428692C2 (de) Trockengemenge zur Herstellung einer Zementsuspension sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE69117512T2 (de) Sehr dauerhafte, kieselsäurehaltige aschen enthaltende zementprodukte
DE602005005043T2 (de) Verarbeitungssystem zur herstellung von zementhaltigen verbundmaterialien mit verringerten kohlendioxidemissionen
DE69601896T2 (de) Sehr flüssige Betonzusammensetzung
DE3929223A1 (de) Behandlung von zementpulver
EP2527307A1 (de) Dialkanolamine als Additive zum Mahlen von Feststoffen
DE102016013793B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer hydraulisch abbindenden Baustoffsuspension, und Bauteil hergestellt mit einer hydraulisch abbindenden Baustoffsuspension
EP2746237A1 (de) Anreger fuer Zement
DE102005014704A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Leichtwerkstoffes
EP1702899A2 (de) Anorganisches hydraulisches Bindemittel
DE1232862B (de) Verfahren zur Herstellung von Frischbeton
EP3033313A1 (de) Luftporenbildner für mineralische bindemittelzusammensetzungen
DE3005896C2 (de)
DE102012105071A1 (de) Transportbeton mit einem geringen Zementgehalt
DE2647491A1 (de) Verfahren zur herstellung von silikatbeton
DE10203159A1 (de) Verfahren zum Anmischen eines Mörtels oder Mörtel-Leims aus Wasserglas und Feinstoff sowie Tockenbaustoff zur Nutzung dieses Verfahrens
DE4447961B4 (de) Verwendung eines Trockengemenges zur Herstellung einer Bindemittelsuspension
DE4447951B4 (de) Werktrockenmischung zur Herstellung einer Zementsuspension
DE3834494A1 (de) Verfahren zur herstellung von binder fuer die moertel- oder betonherstellung
DE102022102938A9 (de) Betonmischung sowie Verfahren zu deren Herstellung, Verwendung der Betonmischung und Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils
DE1646547A1 (de) Hydraulische Zementmischung und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP1699745A1 (de) Trockenes zusatzmittel für hydraulische bindemittel
DE202023100087U1 (de) Ein System zur Herstellung von ultrahochfestem Beton

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08760960

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08760960

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2