DE102010062762A1 - Preparing foamed concrete for wall backfillings, comprises forming cement paste comprising cement, water and network agent by mixing of the components in planet mixer, forming a foam by foam generator, and mixing the paste and the foam - Google Patents
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- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton und dessen Verwendung.The invention relates to a process for the production of foam concrete and its use.
Beton ist ein künstlicher Stein, der aus einem Gemisch von Zement, Betonzuschlag und Wasser – gegebenenfalls auch mit Betonzusatzmitteln und Betonzusatzstoffen (Betonzusätzen) – durch Erhärten des Zementleims (Zement-Wasser-Gemisch) entsteht (
Die Rohdichte des Betons hängt vom Zuschlag ab. Bei Normalbeton beträgt die Trockenrohdichte zwischen 2000 und 2600 kg/m3. Betone oberhalb von 2600 kg/m3 werden als Schwerbeton bezeichnet, unterhalb von 2000 kg/m3 als Leichtbeton.The density of the concrete depends on the surcharge. For normal concrete, the dry bulk density is between 2000 and 2600 kg / m 3 . Concretes above 2600 kg / m 3 are referred to as heavy concrete, below 2000 kg / m 3 as lightweight concrete.
Zur Reduzierung des Eigengewichts einer Konstruktion sind leichte und dennoch stabile Betone wünschenswert. Um dies zu erreichen, wird in Anlehnung an leichte und poröse natürliche Gesteine in künstliche Steine wie Beton oder Zementstein ein möglichst hoher Anteil an Luft oder Gasen eingebracht. Hierfür sind im wesentlichen drei Ansätze vorbekannt:
- 1. Zugabe leichter Gesteinskörnungen oder Zusatzstoffe zum Zementleim. Leichtbeton hat meist Zuschläge wie Blähton oder Bimsstein. Als Zusatzstoffe sind auch Blähglas und expandierte Polystyrolkugeln bekannt.
- 2. Zugabe von Substanzen, die unter Freisetzung von Gasen in oder mit dem Zementleim reagieren und so Poren bilden, d. h. chemisches Aufschäumen.
- 3. Einbringen und Stabilisieren von Luftporen in den Zementleim während der Herstellung, d. h. physikalisches Aufschäumen.
- 1. Addition of light aggregates or additives to the cement paste. Lightweight concrete usually has aggregates such as expanded clay or pumice. As additives and expanded glass and expanded polystyrene balls are known.
- 2. Addition of substances that react with the release of gases in or with the cement paste and thus form pores, ie chemical foaming.
- 3. Introduction and stabilization of air pores in the cement paste during manufacture, ie physical foaming.
Durch den hohen Luft- oder Gasanteil im Zement oder Beton kann Rohstoff eingespart werden und es ergeben sich verbesserte Wärmedämmeigenschaften. Mit steigendem Lufteintrag und damit steigendem Porenanteil sinkt die Frisch- und Trockenrohdichte des Betons.Due to the high proportion of air or gas in the cement or concrete raw material can be saved and there are improved thermal insulation properties. With increasing air intake and thus increasing porosity, the fresh and dry bulk density of the concrete decreases.
Die Herstellung von Leichtbeton mit einer Dichte von weniger als 400 kg/m3 ist möglich, aber prozesstechnisch aufwendig. Vorbekannt sind Lösungen, bei denen organische Materialien wie expandiertes Polystyrol (EPS) in Form von Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 1 bis 5 mm als Zuschlag zum Einsatz kommen. Bekannte Markenprodukte, die auf diesem Verfahren basieren, sind unter anderem Poriment® P der Heidelberger Beton Gruppe, sowie Thermozell 250 und 400 der Firma Thermozell GmbH, Glanegg, Österreich. Mit diesem Verfahren können niedrigere Dichten als 400 kg/m3 erreicht werden, für Dichten um 250 kg/m3 muss der Zementleim allerdings zusätzlich geschäumt werden. Die erreichbaren Festigkeiten liegen maximal bei 0,3 MPa.The production of lightweight concrete with a density of less than 400 kg / m 3 is possible, but technically complex. Previously known are solutions in which organic materials such as expanded polystyrene (EPS) in the form of spheres with a diameter between 1 to 5 mm are used as a supplement. Known brand products that are based on this method include Poriment ® P of Heidelberger Beton Group and Thermozell 250 and 400 from Thermozell GmbH, Glanegg, Austria. With this method, lower densities than 400 kg / m 3 can be achieved, for densities around 250 kg / m 3 , however, the cement paste must be additionally foamed. The achievable strengths are a maximum of 0.3 MPa.
Porenbeton, früher Gasbeton genannt, ist beispielsweise unter den Markennamen Ytong, Hebel, Ponrit, Greisel, H+H Celcon, Hansa, Solbet oder Siporex bekannt. Der Anteil der Gesteinskörnung im Porenbeton ist in der Regel gering, weshalb Porenbeton im Grunde kein Beton im Sinne der Definition nach
Die Herstellung von Leichtbetonen bzw. Mineralschäumen durch Sauerstoffgas als Treibmittel unter Verwendung von Wasserstoffperoxyd ist aus der
Schaumbeton, neben dampfgehärtetem Porenbeton eine weitere Form des Porenbetons, wird unter Verwendung von Schaummitteln hergestellt. Im Gegensatz zum chemischen Aufschäumen erfordert das zur Herstellung von Schaumbeton angewandte physikalische Aufschäumen keine Treibmittel. Der Schaumbeton wird durch Einbringen von mit Luft oder Gas gefülltem Schaum in den Zementleim oder Beton gebildet. Physikalische Schäume sind nur bedingt stabil. Die Gasblasen dienen, wie bei den chemischen Schäumen, lediglich vorübergehend als Stützkörper, bis sich eine tragfähige Feststoffstruktur ausgebildet hat. Schaumbeton besteht aus einem Zementleim bzw. einem Zement-Zuschlag-Leim. Dieser umfasst Zement, Wasser, eventuelle Zusatzstoffe und/oder Zusatzmittel. Bei der Verarbeitung wird dem Leim, Mörtel oder Beton ein von einem Schaumgenerator aus Wasser, Luft und Schaummittel vorgefertigter Schaum zugesetzt und untergemischt.Foamed concrete, in addition to steam-hardened aerated concrete another form of aerated concrete, is produced using foaming agents. Unlike chemical foaming, the physical foaming used to make foam concrete does not require blowing agents. The foam concrete is formed by introducing foam filled with air or gas into the cement paste or concrete. Physical foams are only conditionally stable. As in the case of chemical foams, the gas bubbles serve only temporarily as supporting bodies until a solid structure of solidity has formed. Foamed concrete consists of a cement paste or a cement aggregate glue. This includes cement, water, any additives and / or additives. During processing, the glue, mortar or concrete becomes one of one Foam generator of water, air and foaming agent prefabricated foam added and mixed.
Vorbekannt sind Schaummittel auf Grundlage von Tensiden oder Proteinen. Die Wirkung der Schaummittel beruht auf den polaren Gruppen der Tensid- bzw. Proteinmoleküle. Proteinbasierte Schaummittel weisen gegenüber tensidbasierten Schäumen in der Regel eine höhere Stabilität auf. Bei der Wahl der Wirkstoffe ist der Einfluss auf die Zementchemie und die rheologischen Eigenschaften des Frischbetons zu berücksichtigen. Die hohe Ionen-Konzentration und der hohe pH-Wert im Zementleim können die aufschäumende Wirkung vieler Tenside oder Proteine reduzieren oder unterdrücken. Als Proteinschaummittel werden im Bausektor fast ausschließlich Hydrolyseprodukte eingesetzt, die auf tierischen Abfällen basieren. In Abhängigkeit vom Hydrolyseverlauf und vor allem der zur Verfügung stehenden tierischen Abfälle entsteht ein Gemisch von Proteinen verschiedener Molmassen (3000 bis 350000 Dalton).Foaming agents based on surfactants or proteins are previously known. The effect of the foaming agent is based on the polar groups of the surfactant or protein molecules. Protein-based foaming agents are generally more stable than surfactant-based foams. When choosing the active ingredients, the influence on the cement chemistry and the rheological properties of the fresh concrete must be considered. The high ion concentration and the high pH in the cement paste can reduce or suppress the foaming effect of many surfactants or proteins. In the construction sector, almost exclusively hydrolysis products based on animal waste are used as protein foaming agents. Depending on the course of hydrolysis and, above all, on the available animal waste, a mixture of proteins of different molecular weights (3000 to 350,000 daltons) is produced.
Aus der
Aus der
Aus der genannten Dissertation ist weiter bekannt, dass die beim Einbringen des Schaumes in den Zementleim entstehenden Grenzflächen durch grenzflächenaktive Stoffe stabilisiert werden können. Diese Stabilisatoren sollen vor allem bei weichen Betonkonsistenzen das Entmischen verhindern und die Homogenität des Frischbetons verbessern. Gleichzeitig wird der Zusammenhalt der Mischung verbessert, was sich positiv auf die Verarbeitungseigenschaften auswirkt. Ein Nebeneffekt aus den rheologischen Veränderungen der Leime bei Verwendung von Stabilisatoren ist fast immer ein erhöhter Luftporengehalt, da die im Mischprozess eingebrachte Luft durch den besseren Zusammenhalt der Mischung schlechter entweichen kann.It is further known from the abovementioned dissertation that the boundary surfaces formed during the introduction of the foam into the cement paste can be stabilized by surface-active substances. These stabilizers are intended to prevent segregation and improve the homogeneity of fresh concrete, especially in the case of soft concrete consistencies. At the same time, the cohesion of the mixture is improved, which has a positive effect on the processing properties. A side effect of the rheological changes of the glues when using stabilizers is almost always an increased air-pore content, since the introduced in the mixing process air can escape worse by the better cohesion of the mixture.
Stabilisatoren können nach den verwendeten Wirkstoffen in die zwei Hauptgruppen organische Polymere und feinkörnige, anorganische Substanzen mit hohem Wasserrückhaltevermögen unterteilt werden, wobei die organischen Polymere weiter unterteilt werden können in
- • natürliche Polymere wie z. B. Stärke, Biopolymere, natürliche Gummimodifikationen,
- • halbsynthetische Polymere wie z. B. Cellulose-Derivate und
- • synthetische Polymere wie z. B. Polyethylen-Oxid, Polyacrylate.
- • natural polymers such. Starch, biopolymers, natural rubber modifications,
- • semi-synthetic polymers such. B. cellulose derivatives and
- • synthetic polymers such. For example, polyethylene oxide, polyacrylates.
Stabilisatoren auf Basis feinkörniger, anorganischer Substanzen bestehen im Bereich der Betonzusatzmittel in der Regel aus wässrigen Dispersionen von Silikastäuben oder synthetischen Kieselsäuren.In the field of concrete admixtures, stabilizers based on fine-grained, inorganic substances usually consist of aqueous dispersions of silica dusts or synthetic silicas.
Aus der industriellen Praxis, beispielsweise bei der Herstellung von wärmedämmenden Ausgleichsschichten auf Zementbasis ohne Verwendung von Polystyrolpartikeln, ist bekannt, dass die geringstmögliche Trockenrohdichte von Schaumbeton bei ca. 400–500 kg/m3 liegt.From industrial practice, for example in the production of heat-insulating cement-based leveling without the use of polystyrene particles, it is known that the lowest possible dry bulk density of foam concrete is about 400-500 kg / m 3 .
Porenbetone mit Trockenrohdichten unter 400 kg/m3 sind derzeit nur mit sehr hohem prozesstechnischem Aufwand herstellbar, was ökologische und ökonomische Nachteile mit sich bringt. Zudem werden Porenbetone in der Regel als Fertigteile produziert, da die Anlagen zur Produktion dieser Porenbetone, beispielsweise Autoklaven, ortsgebunden sind.Aerated concrete with dry bulk densities below 400 kg / m 3 can currently only be produced with very high process engineering effort, which brings ecological and economic disadvantages. In addition, aerated concrete is usually produced as finished parts, since the plants for the production of these aerated concrete, such as autoclaves, are localized.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton mit einer Trockenrohdichte unter 400 kg/m3 zur Verfügung zu stellen, das vor Ort zur Verfügung steht und bei dem auf eine aufwendige thermische Nachbehandlung verzichtet werden kann.The invention is therefore based on the object to provide a process for the production of foam concrete with a dry density of less than 400 kg / m 3 available, which is available on site and can be dispensed with a costly thermal aftertreatment.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton mit den folgenden Schritten vor:
- a. Bildung eines Zementleims bestehend aus Zement, Wasser, einem Netzwerkmittel, wobei es sich um ein Gemisch von negativ geladenen, anorganischen und/oder organischen Stoffen mit Amidgruppen mit entsprechenden Gegenionen (Kationen) handelt und gegebenenfalls mindestens einem Zusatzstoff, durch Mischen der Komponenten in einem Mischer,
- b. Bildung eines Schaums bestehend aus Wasser, Luft und einem proteinbasierten Schaummittel aus unpolaren und polaren Aminosäuren mittels eines Schaumgenerators,
- c. Mischen des in Schritt a gebildeten Zementleims und des in Schritt b gebildeten Schaums im Mischer (
1 ) und/oder in einem Fahrmischer (3 ), - d. Trocknen des Schaumbetons.
- a. Forming a cement paste consisting of cement, water, a network agent, which is a mixture of negatively charged, inorganic and / or organic substances having amide groups with corresponding counterions (cations) and optionally at least one additive, by mixing the components in a mixer .
- b. Formation of a foam consisting of water, air and a protein-based foaming agent of non-polar and polar amino acids by means of a foam generator,
- c. Mixing the cement paste formed in step a and the foam formed in step b in the mixer (
1 ) and / or in a truck mixer (3 ) - d. Drying the foam concrete.
Als Zusatzstoffe bzw. weiteres hydraulisches Bindemittel werden Kalkstein, Flugasche bzw. Baukalk bevorzugt. Das Abbinden und Trocknen des Schaumbetons kann bei Raumtemperatur erfolgen. Bei dem Mischer handelt es sich bevorzugt um einen Planetenmischer mit oder ohne Wirbler. As additives or other hydraulic binder limestone, fly ash or lime are preferred. The setting and drying of the foam concrete can be carried out at room temperature. The mixer is preferably a planetary mixer with or without swirler.
Das Netzwerkmittel besitzt als Gegenionen zwei oder dreiwertige Kationen oder eine Mischung derselben, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe von Ba2+, Ca2+, Cu2+, Fe2+, Zn2+, B3+, Fe3+, Al3+ und Cr3+ und/oder eine organische Verbindung mit überschüssigen positiven Ladungen aus der Klasse der kationischen Tenside und/oder der quartären Ammoniumverbindungen. Das Netzwerkmittel ist vorzugsweise LithoFoam® NWF, besonders bevorzugt LithoFoam® NWF S mit einem Stickstoffanteil von mindestens 1 Masse-% und einer Dichte zwischen 1,2 und 1,35 g/ml, welche alle Produkte der Firma Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH sind.The network agent has as counterions two or trivalent cations or a mixture thereof, preferably selected from the group of Ba 2+ , Ca 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , B 3+ , Fe 3+ , Al 3 + and Cr 3+ and / or an organic compound with excess positive charges from the class of cationic surfactants and / or quaternary ammonium compounds. The network agent is preferably LithoFoam ® NWF, particularly preferably LithoFoam ® S NWF with a nitrogen content of at least 1% by mass and a density from 1.2 to 1.35 g / ml, all of which products of the company Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH.
Das Schaummittel ist ein Protein, welches im alkalischen Zementleim negative Ladungen aufweist, welche im erfindungsgemäßen Verfahren genutzt werden, um eine enge Verbindung zwischen den gelösten Proteinsträngen herzustellen, so dass die Schaumstabilität signifikant erhöht wird. Das Schaummittel besteht zu 50 bis 80 Masse-% aus den Aminosäuren A (Alanin), E (Glutaminsäure), G (Glycin), I (Isoleucin), L (Leucin), M (Methionin), P (Prolin), Q (Glutamin) und V (Valin), mit einer Molmasse zwischen 20000 und 120000 Dalton. Die restlichen 20 bis 50 Masse-% sind andere Aminosäuren, vorzugsweise andere kanonische Aminosäuren. Das Schaummittel ist vorzugsweise LithoFoam® SL-200 L mit einer Dichte von 1 bis 1,2 g/ml und einem pH-Wert von 6,5 bis 8, welches ein Produkt der Firma Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH ist.The foaming agent is a protein which has negative charges in the alkaline cement paste which are utilized in the process of the present invention to produce a tight bond between the dissolved protein strands so that foam stability is significantly increased. The foaming agent consists of 50 to 80% by mass of the amino acids A (alanine), E (glutamic acid), G (glycine), I (isoleucine), L (leucine), M (methionine), P (proline), Q ( Glutamine) and V (valine), with a molecular weight between 20,000 and 120,000 daltons. The remaining 20 to 50% by weight are other amino acids, preferably other canonical amino acids. The foaming agent is preferably LithoFoam ® SL-200 L having a density of 1 to 1.2 g / ml and a pH value of 6.5 to 8, which is a product of the company Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH is.
In einem der Schritte a, b oder c kann ein Stabilisator zudosiert werden, wobei die Zugabe des Stabilisators vorzugsweise als wässrige Suspension zum Zementleim in Schritt a, besonders bevorzugt zum Wasser des Zementleims vor Schritt a, erfolgt.In one of the steps a, b or c, a stabilizer can be metered in, the addition of the stabilizer preferably being carried out as an aqueous suspension to the cement paste in step a, particularly preferably to the water of the cement paste before step a.
Der Stabilisator ist ein Zuckerpolymer mit molekular eingebundenen anorganischen silikataktiven Elementen, d. h. sogenannte Netzwerkbildner, wie beispielsweise Calcium- oder Aluminiumverbindungen, oder deren Mischungen, insbesondere Calcium- oder Aluminiumoxide oder deren Mischungen, wobei die Zuckerpolymere aus Glukoseeinheiten mit. einer Molmasse zwischen 50000 und 200000 Dalton, vorzugsweise 125000 bis 150000 Dalton bestehen. Bevorzugt ist der Stabilisator LithoFoam® MRF, besonders bevorzugt LithoFoam® MRF 2000-S, mit einer Trocken-Schüttdichte von 0,1 bis 0,5 g/ml, welche alle Produkte der Firma Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH sind.The stabilizer is a sugar polymer with molecularly incorporated inorganic silicate-active elements, ie so-called network formers, such as calcium or aluminum compounds, or mixtures thereof, in particular calcium or aluminum oxides or mixtures thereof, wherein the sugar polymers of glucose units with. a molecular weight between 50,000 and 200,000 daltons, preferably 125,000 to 150,000 daltons exist. Preferably, the stabilizer LithoFoam ® MRF is, particularly preferably LithoFoam ® MRF 2000-S, with a dry bulk density of 0.1 to 0.5 g / ml, all of which products of the company Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH.
Der im Schaumgenerator gebildete Schaum weist eine Dichte zwischen 10 und 160 g/l, vorzugsweise 80 g/l, auf. Der Arbeitsdruck des Schaumgenerators beträgt maximal 1 bar, vorzugsweise weniger als 1 bar. Vorzugsweise wird zur Schaumerzeugung ein Niederdruck-Schaumgenerator FG4 II Industrieversion der Fa. Dr. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH verwendet.The foam formed in the foam generator has a density between 10 and 160 g / l, preferably 80 g / l. The working pressure of the foam generator is at most 1 bar, preferably less than 1 bar. Preferably, a low-pressure foam generator FG4 II industrial version of the Fa. Lucà & Partner Ingenieurkontor GmbH.
Die gesamte eingesetzte Wassermenge, bestehend aus dem Anmachwasser des Zementleims sowie dem Wasser zur Schaumbildung, kann unmittelbar vor seiner Verwendung mit einem DC-Strom von 10 bis 50 mA, vorzugsweise 25 mA, pro Liter und Minute behandelt werden.The total amount of water used, consisting of the mixing water of the cement paste and the water for foaming, can be treated immediately before use with a DC current of 10 to 50 mA, preferably 25 mA, per liter and minute.
Zum Hydrophobieren des trockenen Schaumbetons kann dem Zementleim vor der Schaumzugabe maximal 5 kg Silikonöl mit Molmassen zwischen 5 und 5000 Dalton, vorzugsweise 350 bis 1000 Dalton pro Kubikmeter Zementleim, vorzugsweise 2 bis 4 kg pro Kubikmeter Zementleim über eine Dosierpumpe
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand von
Zement wird mit Wasser und einem Netzwerkmittel in einem Mischer
In einem Schaumgenerator
In einem Fahrmischer
Die Mischvorgänge im Mischer
Aus dem Fahrmischer
Das Verfahren eignet sich insbesondere für die cast-in situ-Technik, vorzugsweise für Wandverfüllungen, als wärmedämmender Ausgleich im Bodenbereich, vorzugsweise unter Fließestrichen, oder Perimeterdämmung, oder zum Verfüllen von Hohlelementen, vorzugsweise von Hohl- und Lochsteinen verschiedener Materialien, zur Verfüllung sonstiger Hohlräume, zur Boden- und Dachisolierung, zur Blockstein-Herstellung und zur Paneelherstellung sowie als Isolierplattenzuschnitt mit Trockendichten kleiner als 200 kg/m3, vorzugsweise 100 bis 150 kg/m3.The method is particularly suitable for the cast-in-situ technique, preferably for Wandverfüllungen, as heat-insulating balance in the bottom area, preferably under flow screeds, or perimeter insulation, or for filling hollow elements, preferably hollow and perforated bricks of different materials, for backfilling other cavities , for floor and roof insulation, for block production and for panel production and as Isolierplattenzuschnitt with dry densities less than 200 kg / m 3 , preferably 100 to 150 kg / m 3 .
Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiterhin anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:The method according to the invention will be further explained with reference to the following exemplary embodiments:
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
- Trockenzieldichte: 230 kg/m3 Dry target density: 230 kg / m 3
- 43 kg Wasser,43 kg of water,
- 40 kg wässerige Suspension LithoFoam® MRF,40 kg aqueous suspension LithoFoam ® MRF,
- 180 kg Zement der Type CEM I 52,5 N des Zementmahlwerks Königswusterhausen der HeidelbergCement® AG,180 kg cement of type CEM I 52.5 N of the cement grinding plant Königswusterhausen of HeidelbergCement ® AG,
- 10 kg Baukalk und10 kg lime and
- 5 kg LithoFoam® NWF werden gravimetrisch in einem Planetenmischer mit oder ohne Wirbler in der angegebenen Reihenfolge zu einem homogenen Gemisch verarbeitet. Der homogenen Mischung werden unter weiterem Mischen 804 Liter Schaum mit einer Schaumdichte von 80 g/l, bestehend aus 3,47 kg Schaummittelkonzentrat sowie Wasser zugeführt.5 kg LithoFoam ® NWF are processed gravimetrically into a homogenous mixture in a planetary mixer with or without swirlers in the order indicated. With further mixing, 804 liters of foam having a foam density of 80 g / l, consisting of 3.47 kg of foam concentrate and water are fed to the homogeneous mixture.
Es entsteht ein Kubikmeter Frisch-Schaumbeton mit einer Frischrohdichte von 342 kg/m3 sowie einer Trockenrohdichte von 230 kg/m3 bei einer Festigkeit des Festbetons von 0,3 MPa.The result is a cubic meter of fresh foam concrete with a fresh raw density of 342 kg / m 3 and a dry density of 230 kg / m 3 at a strength of the hardened concrete of 0.3 MPa.
Ausführungsbeispiel 2
- Trockenzieldichte: 130 kg/m3 Dry target density: 130 kg / m 3
- 3 kg Wasser,3 kg of water,
- 40 kg wässerige Suspension LithoFoam® MRF,40 kg aqueous suspension LithoFoam ® MRF,
- 100 kg Zement der Type CEM I 52,5 N des Zementmahlwerks Konigswusterhausen der HeidelbergCement® AG,100 kg cement of type CEM I 52.5 N of the cement grinding plant Konigswusterhausen of HeidelbergCement ® AG,
- 5 kg Baukalk,5 kg lime,
- 2 kg Silikonöl 350 der Firma Obermeier und2 kg of silicone oil 350 from Obermeier and
- 5 kg LithoFoam® NWF werden gravimetrisch in einem Planetenmischer mit oder ohne Wirbler in der angegebenen Reihenfolge zu einem homogenen Gemisch verarbeitet. Der homogenen Mischung werden unter weiterem Mischen 890 Liter Schaum mit einer Schaumdichte von 80 g/l, bestehend aus 3,84 kg Schaummittelkonzentrat sowie Wasser zugeführt.5 kg LithoFoam ® NWF are processed gravimetrically into a homogenous mixture in a planetary mixer with or without swirlers in the order indicated. With further mixing, 890 liters of foam with a foam density of 80 g / l, consisting of 3.84 kg foam concentrate and water, are added to the homogeneous mixture.
Es entsteht ein Kubikmeter pumpfähiger Frisch-Schaumbeton mit einer Frischrohdichte von 226 kg/m3 sowie einer Trockenrohdichte von 130 kg/m3 bei einer Festigkeit des Festbetons von 0,2 MPa.This results in one cubic meter of pumpable fresh foam concrete with a fresh bulk density of 226 kg / m 3 and a dry bulk density of 130 kg / m 3 at a strength of the hardened concrete of 0.2 MPa.
Der pumpfähige Frischbeton wird in Formen gegossen, 5 Stunden bei 40°C erwärmt, ausgeschalt und in Platten verschiedener Abmessungen mit einer automatischen Drahtsäge geschnitten und nach weiterer Lufttrocknung als Schaumbeton-Isolierplatte eingesetzt.The pumpable fresh concrete is poured into molds, heated for 5 hours at 40 ° C, switched off and cut into plates of various dimensions with an automatic wire saw and used after further air drying as a foam concrete insulating plate.
Ausführungsbeispiel 3
- Trockenzieldichte: 130 kg/m3 Dry target density: 130 kg / m 3
- 3 kg Wasser, behandelt mit einem Strom von 25 mA pro Liter und Minute,3 kg of water, treated with a current of 25 mA per liter and minute,
- 40 kg wässerige Suspension LithoFoam® MRF mit Wasser, das mit einem Strom von 25 mA pro Liter und Minute behandelt wurde,40 kg aqueous suspension LithoFoam ® MRF with water that has been treated with a current of 25 mA per liter and minute
- 100 kg Zement der Type CEM I 52,5 N des Zementmahlwerks Königswusterhausen der HeidelbergCement® AG,100 kg cement of type CEM I 52.5 N of the cement grinding plant Königswusterhausen of HeidelbergCement ® AG,
- 5 kg Baukalk und5 kg lime and
- 5 kg LithoFoam® NWF werden gravimetrisch in einem Planetenmischer in der angegebenen Reihenfolge zu einem homogenen Gemisch verarbeitet. Der homogenen Mischung werden unter weiterem Mischen 890 Liter Schaum mit einer Schaumdichte von 80 g/l, bestehend aus 3,84 kg Schaummittelkonzentrat sowie Wasser zugeführt, das mit einem Strom von 25 mA pro Liter und Minute behandelt wurde.5 kg of LithoFoam ® NWF are processed gravimetrically into a homogeneous mixture in a planetary mixer in the order indicated. To the homogeneous mixture are added, with further mixing, 890 liters of foam having a foam density of 80 g / l, consisting of 3.84 kg foam concentrate and water treated with a flow of 25 mA per liter and minute.
Es entsteht ein Kubikmeter pumpfähiger Frisch-Schaumbeton mit einer Frischrohdichte von 224 kg/m3 sowie einer Trockenrohdichte von 130 kg/m3 bei einer Festigkeit von 0,4 MPa.The result is a cubic meter pumpable fresh foam concrete with a fresh bulk density of 224 kg / m 3 and a dry bulk density of 130 kg / m 3 at a strength of 0.4 MPa.
Der pumpfähige Frisch-Schaumbeton kann als wärmedämmende Ausgleichsschicht verpumpt oder in Formen gegossen werden. Beim Giessen in Formen wird er dabei 5 Stunden bei 40°C erwärmt, ausgeschalt und in Platten verschiedener Abmessungen mit einer automatischen Drahtsäge geschnitten und nach weiterer Lufttrocknung als Schaumbeton-Isolierplatte eingesetzt.The pumpable fresh foam concrete can be pumped as a heat-insulating leveling layer or poured into molds. When pouring into molds, it is heated for 5 hours at 40 ° C, switched off and cut into plates of various dimensions with an automatic wire saw and used after further air drying as a foam concrete insulating plate.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich in der industriellen Praxis ohne hohe Trocknungstemperaturen Schaumbeton mit Trockenrohdichten zwischen 60 und 400 kg/m3 mit der erforderlichen technischen Festigkeit und hervorragenden wärmedämmenden Eigenschaften herstellen. With the method according to the invention can be produced in industrial practice without high drying temperatures foam concrete with dry bulk densities between 60 and 400 kg / m 3 with the required technical strength and excellent thermal insulation properties.
Der vernetzte Schaum weist eine wesentlich höhere Elastizität auf, welche die mechanische Festigkeit des fertigen Schaumzementes und/oder Schaumbetons sehr positiv beeinflusst.The crosslinked foam has a much higher elasticity, which has a very positive influence on the mechanical strength of the finished foam cement and / or foam concrete.
Vorteile ergeben sich beim nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schaumbeton auch wegen der fließfähigen und pumpbaren Konsistenz des Frisch-Schaumbetons sowie durch seine Autonivellierfähigkeit. Durch das preiswerte und universell einsetzbare Verfahren ergeben sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Als Beispiele für Schaumbetonanwendungen seien hier Blocksteinherstellung, Paneelherstellung, Boden- und Dachisolierung sowie cast-in-situ Wandverfüllung genannt.Benefits arise in the foam concrete produced by the process according to the invention also because of the flowable and pumpable consistency of the fresh foam concrete and its Autonivellierfähigkeit. The inexpensive and universally applicable method results in numerous application possibilities. Examples of foam concrete applications include block making, panel production, floor and roof insulation and cast-in-situ wall filling.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen, anorganischen und ökologischen Schaumbetons ist nicht zuletzt seine Unbrennbarkeit. Auch für das auf lange Sicht vorgesehene Recycling der Baumaterialien eignet sich der erfindungsgemäße Schaumbeton uneingeschränkt, da er im Gegensatz zu organischen Schäumen und EPS-Schaumbeton keine potentiellen Schadstoffe enthält.Another advantage of the invention, inorganic and ecological foam concrete is not least its incombustibility. Also for the intended in the long run recycling of building materials, the foam concrete according to the invention is fully suitable because it contains no potential pollutants in contrast to organic foams and EPS foam concrete.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Schaumbeton ist die Möglichkeit, diesen in einfacher Weise zu hydrophobieren. Es ist bekannt, dass Öle, insbesondere Silikonöle und oder Silikonölemulsionen als Antischaummittel in verschiedenen technischen Prozessen eingesetzt werden. Auch Silane wirken schaumzerstörend. Überraschenderweise wurde aber gefunden, dass die Zugabe von bis 5 kg Silikonöl pro Kubikmeter fertigen Schaumbetons den nach Anspruch 1 erzeugten und eingesetzten Schaum nicht zerstört. Eine gute Hydrophobierung kann bereits mit 2 kg eines Silikonöls pro Kubikmeter des erfindungsgemäßen Schaumbetons erreicht werden.A further advantage of the method according to the invention for the production of foam concrete is the possibility of rendering it hydrophobic in a simple manner. It is known that oils, in particular silicone oils and or silicone oil emulsions, are used as antifoams in various industrial processes. Silanes also have a foam-destroying effect. Surprisingly, however, it was found that the addition of up to 5 kg of silicone oil per cubic meter of finished foam concrete does not destroy the foam produced and used according to claim 1. A good water repellency can already be achieved with 2 kg of a silicone oil per cubic meter of the foam concrete according to the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mischermixer
- 22
- Schaumgeneratorfoam generator
- 33
- FahrmischerTruck mixer
- 44
- Dosierpumpemetering
- 55
- Dosierpumpemetering
- 66
- Förderpumpefeed pump
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2007/134349 A1 [0008, 0011] WO 2007/134349 A1 [0008, 0011]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN 1045 [0002] DIN 1045 [0002]
- DIN 1045 [0007] DIN 1045 [0007]
- Dissertation von Dr.-Ing. Jens Uwe Pott „Entwicklungsstrategien für zementgebundene Schäume”, Universität Hannover 2006 [0012] Dissertation by Dr.-Ing. Jens Uwe Pott "Development Strategies for Cement-bound Foams", University of Hannover 2006 [0012]
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