DE2828988A1 - Verfahren zur herstellung von beton bzw. moertel und beton- bzw. moertelmischung - Google Patents

Description

Perlrnooser Zementwerke Aktiengesellschaft in Io4o Wien, C£>erngasse 11

Verfahren zur Herstellung von Beton bzw. Mörtel und Beton- bzw. Mörtelmischung

Für viele und verschiedenste Anwendungsgebiete des Bauwesens besteht das Bestreben, den Zeitraum zwischen der Bereitung von Betonen bzw. Mörteln und deren Einbau auf der Baustelle auszudehnen. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn der bereitete Beton bzw. Mörtel über längere Strecken zu transportieren ist und, bedingt durch Verzögerungen im Straßenverkehr oder an der Baustelle selbst die Gefahr

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eines vorzeitigen Erstarrens besteht.

Im Gegensatz zu Beton bzw. Mörtel, der mit Portlandzementen oder sonstigen genormten Zementen erzeugt wird» ist der Abbindebeginn und das Erstarren bei Betonen bzw. Mörteln, aus Schnellzementen, z.B. aus modifizierten Portland-Schnellzement so stark verkürzt, nämlich auf maximal etwa 2o min, daß ein Transport in Fahrmischern zur Zeit nur sehr begrenzt möglich ist und die Verwendung der Schnellzemente für Transportbetone überhaupt untersagt ist. Wird dem Beton auf Basis eines Schnellzementes ein Abbindeverzögerer zugemischt, kann zwar der Erstarrungsbeginn durchaus auf 0,5 bis 1 Stunde verzögert werden, doch reicht diese Frist zur Bewältigung längerer Transportstrecken und für die Manipulation bis zum Einbau des Betons bzw. Mörtels nicht aus und auch schon kürzere Wegstrecken wirken sich nachteilig auf die Möglichkeit der Verwendung von Betonen mit Schnellzementen aus. Wird noch länger verzögert, tritt entweder keine Erhärtung mehr ein, oder das Abbindeverhalten wird so gestört und die Festigkeitszunahme wird so stark vermindert, daß nur die mechanischen Eigenschaften von gewöhnlichem Portlandzementbeton erreicht werden und die Vorteile der Verwendung schnellerhärtender Zemente verloren gehen. Aber auch die Verzögerung des Abbindeverhaltens bei normalen Betonen ist heute noch problematisch, da beim Einsatz des insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen verwendeten Transportbetons, wohl nur die Zeit ab Mischung in der Betonfabrik, jedoch nicht die ab Einbau des Betons für die Berechnung der Abbindeverzögerung notwendige Zeit berücksichtigt werden kann. Bei großen Blöcken z.B. ist jedoch die Zeit ab dem Einbau im Hinblick auf die Hydratationswärme und die sich daraus im Fertigbeton ergebenden Temperaturerhöhungen und Spannungen von ausschlaggebender Bedeutung.

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Bei Schnellbetonen ist wiederum der Zeitpunkt der Einbringung der einzelnen Mischen und ihr Abbindeverhalten von eminenter Bedeutung, da "frisch auf frisch" aufbetoniert werden muß und der Erstarrungsbeginn der vorhergehenden Betonlage bei der Aufbringung der darauffolgenden noch nicht eingetreten sein darf, damit die Güte des Betons nicht beeinträchtigt wird. Dies ist nur bei genauer Berücksichtigung der Arbeitstakte möglich und läßt insbesondere bei den schnellerhärtenden Betonen keinen Spielraum für die Transportzeit zu.

Transportbeton wird zur Zeit auf folgende V/eise erzeugt: Sämtliche Einzelkomponenten, wie Zuschläge, Zement, Wasser und chemische Zusätze, werden in einem Mischer, vorzugsweise Zwangsmischer, vorgemischt und dieser gebrauchsfertige Beton wird in einen Transportmischer abgefüllt, der während der Fahrt zum Bestimmungsort den Beton in der Trommel durchmischt. Dies ist erforderlich, da der gebrauchsfertige Beton, vor allem bei höherer Konsistenz, zur Entmischung neigt. Eine Wasserzugabe an Ort und Stelle, wobei die Zuschläge und der Zement zwar vorgemischt transportiert werden, ist deshalb nicht möglich, da die Eigenfeuchte der Zuschläge zur Hydratation des Bindemittels führen würde, wodurch es zur Bildung von Klumpen kommt, die dem Schüttgewicht, aber nicht dem Reingewicht entsprechen. Eine derartige Klumpenbildung ist unter allen Umständen zu vermeiden.

Stand der Technik (DE-OS 1 941 576, CH-PS 485 612) ist eine Methode, das Anmachwasser erst nach Mischen der einzelnen Betonkomponenten zuzugeben und in den beispielsweise in diesen Druckschriften geoffenbarten Fällen, dort werden nur trockene Komponenten vorgemischt, ist es unwesentlich, die Wasserzugabe zur Trockenmischung, die z.B. aus Zement,

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Zusätzen und eben trockenen Zuschlägen besteht, zu verzögern. Es sind ja z.B. "Fertigmörtel", die die erfindungsgemäß vorgesehenen Komponenten alle enthalten, in Säcke abgefüllt im Handel erhältlich. In allen diesen Fällen wird jedoch der gesamte Wasserbedarf zu diesen Trockengemischen in einem Zug und in der vollen Menge zugesetzt. Dieser Stand der Technik ist seit langem bekannt und wird auch in der Praxis angewendet.

Es lag nun im Gegensatz dazu das Ziel der vorliegenden Erfindung nicht in der Schaffung und Anwendung solcher, trockene Zuschläge enthaltenden Beton- bzw.Mörtel-Vormischungen. Vielmehr ist und war es das Ziel der Erfindung, Beton- bzw. Mörtelvormischungen zu entwickeln und einzusetzen, welche nicht trockene Zuschläge sondern feuchte, und insbesondere "erd- bzw. eigenfeuchte" Zuschläge, wie sie in der Natur in den Lagerstätten oder nach der Aufbereitung vorliegen, enthalten und bei solchen infolge der Lagerstätten-

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feuchte eben feuchten Vormischung /d ie Zeit zwischen Bereitung der Vormischung und Anmachen mit dem restlichen, den wesentlichen Anteil des Anmach-Wassers, darstellenden Teil des Wassers, sowie Einbau der fertigen Beton-bzw. Mörtelmischung beliebig zu verzögern.

Hierbei trat selbstverständlich die Erwartung auf, daß der in der Mischung vorhandene Zement nach Zugabe des feuchten Zuschlages in die Vormischung sofort abzubinden beginnen würde, so daß Mischanlage, Transportgerät und fahrbare Mischer bei Herstellung eines derartigen Prämixes in kürzester Zeit mit abgebundenem Beton (bzw. Mörtel) verstopft und unbrauchbar wären.

Diese Folgen wurden bisher z.B. eben, wie erörtert,

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dadurch verhindert, daß die Zuschläge in voll trockenem Zustand eingebracht wurden. Gerade dies zu umgehen hat sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, da die Trocknung von flfessengütern, als welche die Zuschläge anzusprechen sind, äußerst teuer, unwirtschaftlich und-mit hohen Energiekosten verbunden ist, wobei letztlich beim Anmachen des Betones dann das vorher durch Trocknen entfernte Wasser wieder zugesetzt wird. Das zu entwickelnde Verfahren sollte eine derart kostspielige Vorgangsweise überflüssig machen.

Weiters ist zu betonen, daß, wie erwähnt, die bisher übliche Art und Weise des Transportes von fertigen Betonmischungen darin bestand, daß eben Zement, Zuschläge, Zusätze und Wasser - beispielsweise in einem Fahrmischer - miteinander vermischt werden, wobei praktisch schon bei Beginn des Transportes ein Beton mit gewünschten Eigenschaften vorlag. Bei Betonen, welchen Zemente mit üblichem Abbindeverhalten und üblicher Abbindezeit zugrundeliegen, läßt sich diese Art des Transportes normalerweise ohne weiteres durchführen, auch renn die Transportzeit beispielsweise durch größere Umwege, Verkehrsstockungen od.dgl. verlängert wird, es wird der Beton normalerweise nicht vor dem Einbau abbinden, so daß bei solchen Betonen auch die übliche Praxis ausrsicht, wenn es auch aufgrund der Erfahrungen der Praxis oft zu technischen Problemen - vor allem bezüglich der Kontinuität und der Arbeitsprogrammierung - kommt und eine Optimierung seit langem den Wunsch der Baupraxis darstellt.

Dennoch weist diese übliche Art des Transportes des praktisch fertigen Betons jedenfalls mindestens zwei entscheidende Nachteile auf: Erstens wird ein Ballast an Anmachwasser mittransportiert und zweitens kommt es, bedingt durch die notwendige ständige Durchmischung während des Transportes,

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z.B. im Fahrmischer, zu Veränderungen der Betoneigenschaften, insbesondere infolge eines "Zermahlungseffektes" bei den Bestandteilen der Betonmischungj mit dieser Zerkleinerung nimmt aber, je länger die Transportzeit dauert, die Steifigkeit der Betonmischung immer mehr zu, so daß an der Baustelle und zwar jeweils in Abhängigkeit von der Dauer der Fahrzeit Betone mit unterschiedlichen Eigenschaften oder aber auch sogar Betone, die den Normrichtlinien gar nicht mehr entsprechen, eintreffen und dort zur Verarbeitung gelangen. Dies führt aber zumindest zu Qualitätsminderung bei fertiggestellten Bauteilen, Bauten und Belägen.

Bei schnellerhärtenden Betonen bzw. Zementen, die immer stärker zum Einsatz gelangen, erfolgt die Hydratation in so kurzer Zeit, daß sich bei zu langer Transportzeit durch Bildung von "Nestern" Qualitätsverminderungen einstellen, so daß letztlich die Gefahr besteht, daß die statischen Bedingungen, die an den aus den Mischungen hergestellten Beton gestellt werden, nicht eingehalten werden können.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Zugabe eines Verzögerers zum Beton bzw. Mörtel innerhalb einer besonderen Mischfolge der Einzelkomponenten des zu bereitenden Betons bei Einsatz feuchter, insbesondere erdfeuchter, Zuschläge beliebige Erstarrungszeiten ermöglicht, so daß der Zeitraum zwischen Betonbereitung und Einbau praktisch beliebig gewählt werden kann und der Beton unter anderem ober längere Zeit transportiert werden kann, ohne daß die vorerwähnten Nachteile auftreten.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Beton bzw. Mörtel aus, gegebenenfalls schnellerhärtenden, Zementen und Zuschlägen, denen zum Verzögern des

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Erstarrungsbeginnes (Abbindebeginnes) ein Erstarrungsverzögerer beigegeben wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Ausdehnung des Zeitraumes zwischen Beton- bzw. Mörtelbereitung und Einbau (Erstarrungs- bzw. Abbindebeginn), insbesondere zur Überbrückung von Transportzeiten, zuerst eine Beton- bzw. Mörtelvormischung (Betonprämix) hergestellt wird, indem die Zuschläge in feuchtem, insbesondere eigenfeuchtem (erdfeuchtem), Zustand, insbesondere mit Feuchtigkeiten bis zu höchstens 8 %, vorzugsweise bis zu höchstens 5 %, mit mindestens einem Erstarrungsverzögerer und gegebenenfalls Betonverflüssigern und/oder Luftporenbildnern und/oder sonstigen chemischen Zusätzen, und dem, gegebenenfalls schnellerhärtenden, Zement, beispielsweise Portlandzement üblicher Zusammensetzung, Eisenportlandzement, Hochofenzement, Puzzolanzement, Tonerdezement, modifiziertem Portlandzement auf der Basis von HCaO.7Al2O2.CaF2» Portlandzement mit herabgesetztem CaO-Gehalt, Romanzement, Grenoblezement, Brunauerzement oder deren Gemischen vermischt und, gegebenenfalls auf einem Transportweg, homogenisiert wird, und daß nach Ablauf des jeweils gewählten bzw. benötigten Zeitraumes die für den Einbau gewünschte Anmachwassermenge zugesetzt wird.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist es also, daß dem feuchten bzw. erdfeuchten Zuschlag vorerst ein chemischer Erstarrungsverzögerer in unterschiedlicher Konzentration, je nach dem erwünschten Effekt, wahlweise kombiniert mit Betonverf lüssigern und Luftporenbildnern, beigemischt wird. Dann folgt der Zement, der zusammen mit dem feuchten, insbesondere eigenfeuchten Zuschlag, in dem sich schon der Verzögerer befindet, homogenisiert wird. Sollte einmal ein Zuschlag praktisch ganz trocken sein, wie es z.B. bei Lagerstätten in den heißen Zonen der Fall sein kann, besteht die Möglichkeit, ihn auf dem jeweils gewünschten Feuchtegrad

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(z.B. 0,5 - 5 %) mit Wasser "anzufeuchten", also die erwünschte Wassermenge, die im Prämix vorhanden sein soll, bei dieser Homogenisierung zuzusetzen. Je nach der Eigenfeuchte der Zuschläge entsteht ein rieselfähiges oder eben als erdfeucht anzusprechendes Produkt. Diese Beton- bzw. Mörtelvormischung, der nur das Wasser für die Verarbeitbarkeit fehlt, kann in diesem Zustand lange gehalten und insbesondere über lange Strecken transportiert werden, ohne daß es zu irgendeiner Klumpenbildung kommt. Weiters hat es sich gezeigt, daß es beim Transport zu keiner Entmischung des Vorgemisches kommt, so daß während des Transportes das bisher übliche kontinuierliche Durchmischen entfallen kann. Nach Zugabe des Wassers am Bestimmungsort, im Regelfall bei Zuschlägen mit einem Korn von bis zu 32 mm rund 12o - 14o kg pro m Frischbeton bzw. Frischmörtel, werden die chemischen Anteile, also insbesondere der Erstarrungsverzögerer, so weit verdünnt, daß die Betonerstarrung und -erhärtung, je nach der vorgegebenen Menge, zum jeweils vorgeplanten Zeitpunkt eintritt. Da durch die erfindungsgemäße Herstellung von Betonen bzw. Mörteln die volle Zeit ab Wasserzusatz bis zum Abbinde- bzw. Erstarrungsbeginn für die Verarbeitung des beispielsweise mit schnellerhärtendem Zement hergestellten Betones zur Verfügung steht, kann diese genau für die erforderlichen Arbeitstakte auch bei der Herstellung von Bauteilen jeder Art eingeplant bzw. berücksichtigt werden. Hiebei kann auch die gezielte Verzögerung des Abbindebeginns des Betons genützt werden, da dies von der Antransportzeit jetzt unabhängig ist (z.B. Antransport aller drei Mischen des nachfolgenden Beispiels zu gleicher Zeit). Ist z.B. für die Einbringung und Verdichtung jeder einzelnen Betonlage eine Arbeitszeit von jeweils 2o min erforderlich, so kann bei drei erforderlichen Einbaulagen die Mische 1 und 2 auf je 4o min mit einer Taktverschiebung bei der Wasserzugabe nach 2o min

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verzögert werden, die Mische 3 erfordert nur noch eine Verzögerung von 2o min (Wasserzugabe nach 4o min) und es kann der Betonfertigteil bereits 2 Stunden nach Abschluß der Betonierung (hier Zeitdauer 6o min), Verwendung eines Betonverflüssigers vorausgesetzt, (siehe nachfolgendes Beispiel und Nr. 8 in der Tabelle) mit einer Festigkeit von über loo kp/cm ausgeschaltet werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorgangsweise werden alle vorher erwähnten Nachteile umgangen, es kann also der Transport von Ballast bildendem Anmachwasser entfallen, Veränderungen der Steifigkeit infolge des Mischens und "Vermahlens" während des Transportes werden verhindert, die bisher unkontrollierbaren Effekte von Nestbildung und auch durch Verzögerungen im Fahrmischerbetrieb hervorgerufene, vorher schon erwähnte, unerwünschte Erhöhungen der Steifigkeit können völlig ausgeschaltet werden. Darüber hinaus können die feuchten Zuschläge, wie sie natürlich oder nach der Aufbereitung anfallen, ohne jede Trocknungsvorbehandlung in einem Betonprämix eingesetzt werden. Erfindungsgemäß kann im einfachsten Fall z.B. so vorgegangen werden, daß die Zuschläge im eigenfeuchten Zustand mit dem Zement und mindestens einem Erstarrungsverzögerer, aber ohne Zugabe dar noch jeweils nötigen Anmachwassermenge vermischt werden. Dabei tritt der überraschende Effekt auf, daß der Erstarrungsbeginn praktisch unbegrenzt hinausgezögert werden kann, indem vorerst kein Anmachwasser zugegeben wird, und die zugesetzte Verzögerermenge jegliche Hydratation praktisch blockiert. Erst dann, wenn nach erfolgtem Transport die zum Anmachen des Betons bzw. Mörtels erforderliche Menge Wasser zugemischt wird, setzt der Erstarrungsverzögerer seine Wirkung fort und zwar in dem vorberechneten Rahmen und verzögert je nach Konzentration und Gehalt in der Mischung den Abbindebeginn

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für die jeweils gewünschte Zeit, wobei die Zusatzmenge erfindungsgemäß gegenüber den bisher konventionellen Verfahren für die gewünschte Verzögerung bei gleichem Erfolg wesentlich reduziert werden kann, was zu zusätzlichen Kosteneinsparungen führt.

Es genügt, wie sich zeigte, zur Herstellung des Rrämixes Zement, Zusätze, eigenfeuchte Zuschläge und Erstarrungsverzögerer vorerst gründlich zu mischen und dieses Gemisch dann ohne jede weitere intensive Druchmischung an die Baustelle zu transportieren und dort erst jeweils exakt zum gewünschten Zeitpunkt mit dem nötigen Anmachwasser zu versetzen, so daß die Wirkung des Verzögerers beginnt. Es kann also beim Transport des Prämixes auf den Einsatz der bisher nötigen, recht aufwendigen Fahrmischer verzichtet werden, wodurch der weitere Vorteil eintritt, daß der oben angeführte von der Transportzeit im Fahrmischer abhängige und daher schwankende Einfluß des Zermahlungseffektes, der zu Verschiebungen in der Konsistenz des einzubauenden Betons führt, überhaupt nicht auftreten kann.

Dadurch kann beim Betonieren, im Takt-Verfahren vor allem beim Betonieren größerer (zusammengesetzter) Einheiten die Verzögerungszeit ab Zusatz der Anmachwassermenge genau vorbestimmt werden und dadurch e ine Qualitätsverbesserung infolge wesentlich verbesserter Homogenität der jeweils nacheinander betonierten Abschnitte untereinander erreicht werden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungs gemäß en Verfahrens, abgesehen von der Vermeidung des Zermahlungseffektes, besteht darin, daß der Zeitraum zwischen Einbau und Erstarrungsbeginn des transportierten Betones, der bisher infolge variierender Zeitdauer des Transportes in großem

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Ausmaß schwanken mußte, für jede zur Baustelle verbrachte Charge, wie bereits· oben erwähnt, ganz exakt konstant gehalten werden kann, da es das erfindungsgemäße Verfahren zum erstenmal gestattet, die Zeit zwischen Herstellung des Rrämixes und Zugabe des Anmachwassers beliebig zu verlängern oder zu verkürzen. Es spielen also die schwankenden Transportzeiten praktisch überhaupt keine Rolle mehr. Damit ist insbesondere beim Bauen nach der Netzplantechnik eine ganz genaue Abstimmung der Zeit für die Aufbetonierung von Neubeton auf Altbeton, der so eingestellt wird, daß er noch nicht sein Erstarrungsende vor der Einbringung des Neubetons erreicht hat, möglich. Es kann also ganz exakt der Neubeton dann aufgebracht werden, wenn beim Altbeton der Erstarrungsbeginn bzw. das Erstarrungsende noch nicht voll eingesetzt hat, da der Erstarrungsbeginn bzw. das Erstarrungsende des Altbetons unabhängig von der benötigten Transportzeit durch den Zeitpunkt der Zumischung des nötigen Anmachwassers auf der Baustelle exakt festgelegt wird.

Damit kann bei Errichtung von Bauwerken im Gleitverfahren und Massenbauwerken, wie Blöcken der Staumauer, ein bisher nicht erreichbarer homogener Aufbau bei dem keine Arbeitsfugen mehr auftreten, erzielt werden. Durch den Wegfall der Arbeitsfugen kann eine spezielle Berücksichtigung der durch sie bedingten Schwächung der Konstruktion bei den statischen Berechnungen unterbleiben und es fällt die damit verbundene Unsicherheit weg.

Neben allen bisher erläuterten Effekten und Vorteilen wurde weiters gefunden, daß zur Erreichung gleicher Abbindeverzögerungszeiten (nach der Zugabe des nötigen Anmachwassers) im Vergleich zur bisher üblichen Arbeitsmethode, etwa 3o - 80 % weniger Abbindeverzögerer benötigt wird. Eine

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Erklärung für diesen Effekt könnte darin zu suchen sein, daß es durch Zumischung des Abbindeverzögerers zu Zement und eigenfeuchten Zuschlägen im Prämix zu einer Art "Hydrophobierung" und Blockierung der Hydratation des Zementes kommt, die sich bei der Bereitung des Betons in einem Minderbedarf an Verzögerer zur Erreichung einer gewählten Verzögerungszeit auswirkt.

Die "Wirkung des Verzögerers in dem Prämix in der Weise, daß eine Verzögerung des Erstarrungsbeginns auf beliebige Zeit hinaus möglich ist, könnte sich mit einer Art "Blockade der Hydratation" innerhalb des Prämixes erklären lassen. Es sei darauf hingewiesen, daß dies nur einen Erklärungsversuch für die überraschenden Effekte darstellt.

Sowohl die erfindungsgemäße Maßnahme einen Beton- bzw. Mörtel-Prämix bei dem ökonomisch vorteilhaften Einsatz von feuchten, insbesondere eigenfeuchten, Zuschlägen herzustellen, als auch die dabei erzielten, oben erläuterten Vorteile und günstigen technischen Effekte sind aus dem bisherigen Stand der Technik nicht bekannt. Das erf indungsge.^äße Verfahren stellt also einen wesentlichen Fortschritt für die Bautechnik dar.

Wie die bisherigen Ausführungen zeigen, kann von den bekannten "Fertig"- bzw. "Trocken-Betonen" und -Mörteln, die also ausschließlich trockene Zuschläge wie z.B. Normensand, enthalten, auf die Praxis der Mischvorgänge, Verarbeitungs-Zeiten und -Eigenschaften od.dgl., die bei Einsatz feuchter bzw. eigenfeuchter Zuschläge in einem Betonprämix zu erwarten ist, nicht geschlossen werden.

Zur Erläuterung des "eigenfeuchten" Zustandes der

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Zuschläge sei folgendes ausgeführt: Die "Eigenfeuchte" der Zuschläge variiert mit deren Korngröße. Im wesentlichen gelten etwa folgende Richtwerte: Der Feuchtigkeitsgehalt beträgt bei einem Zuschlag mit einem Korn von 0 bis 32 mm etwa 2 - 2,5 Gew.-%, bei einem Zuschlag mit einem Korn von 0 bis 16 mm etwa 3-4 Gew.-%, bei einem solchen von 0 bis 8 mm etwa 4-5 Gew. -%, bei Korngrößen von 0 - 4 mm etwa 5-8 und bei Korngrößen von 0 - 1 mm etwa 8-10 Gew.-%. Diese jeweilige Eigenfeüchte bewirkt beim Mischen mit Zement ohne den erfindungsgemäßen Zusatz die oben beschriebene unerwünschte Klumpenbildung. Die in der Beton- bzw. Mörtelvormischung gegebenenfalls eingesetzten Betonverflüssiger sind z.B. nichtionogene Netzmittel, als Luftporenbildner dienen beispielsweise Vinsolharze, Seifen od.dgl. Sonstige chemische Zusätze können alle in der Zementherstellung üblichen sein, wie z.B. Frostschutzmittel, aber auch die Elastizität erhöhende Zusätze, wie z.B. Kunststoffe und/oder Bitumen bzw. Teer, insbesondere in Form von Dispersionen oder Lösungen.

Bevorzugt ist es, die Beton- bzw. Mörtelvormischung herzustellen, indem zuerst die Zuschläge im/e ig enfeuc nt en* Zustand mit dem Erstarrungsverzögerer und gegebenenfalls mit Betonverflüssigern und/oder Luftporenbildnern vermischt werden und dann der Zement zugemischt wird. Durch diese Mischfolge wird die bestmögliche Wirkung im Sinne der Verhinderung einer Klumpenbildung und Entmischung bei Fahrmischern selbst bei Anwendung geringer Mengen Erstarrungsverzögerer erreicht.

Bevorzugte Erstarrungsverzögerer sind Gluconsäure, Weinsäure, Bernsteinsäure, Zitronensäure und/oder deren Salze, insbesondere deren Alkalisalze, ferner Zinkoxid, Bleioxid

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oder Polyphosphate.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Erstarrungsverzögerer vorteilhaft in Mengen von 0,1 bis 1 %, insbesondere von 0,2 bis 0,5 %, jeweils bezogen auf das Zementgewicht, eingesetzt. Es hat sich gezeigt, daß in diesem Bereich eine Wirkung in einem Maß, die für die meisten Anwendungen ausreicht, erzielt wird.

Besonders vorteilhaft, insbesondere zur Erreichung einer besonders gleichmäßigen Verteilung der Erstarrungsverzögerer auf der Oberfläche des Zuschlags-Kornes, wird der Erstarrungsverzögerer auf den Zuschlag, vorzugsweise bei dessen Einbringung in den Betonmischer, gegebenenfalls in Form einer Lösung, Emulsion oder Dispersion, in der gewünschten Menge aufgesprüht.

Zur Bereitung von Betonen, die ein eher elastisches Verhalten aufweisen sollen, also z.B. für Fahrbahndecken, hat es sich als günstig erwiesen, in die Betonvormischung Kunststoffe und/oder Bitumina bzw. Teere einzubringen. Bevorzugt ist dabei die Anwendung von Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen dieser Stoffe in organischen Lösungsmitteln.

Gegenstand der Erfindung ist weiters die Beton- bzw. Mörtelvormischung (Beton- bzw. Mörtelprämix) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus Zuschlägen im eigenfeuchten Zustand, insbesondere mit Feuchtigkeiten bis zu höchstens 8 %, vorzugsweise bis zu höchstens 5 %, mindestens einem Erstarrungsverzögerer, gegebenenfalls Betonverflüssigernund/oder chemischen Zusätzen, und einem, gegebenenfalls schnellerhärtenden, Zement, beispielsweise einem der oben genannten Zemente,

gebildet ist.

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Es hat sich gezeigt, daß auch geringste Mengen an Verzögerer, die beim gebrauchsfertigen Frischbeton kaum eine merkliche Erstarrungsbeginnverschiebung bewirken würden, beim nur mit eigenfeuchten Zuschlagen und Zement vorgemischten Beton in der Praxis, wie das nachstehende Beispiel zeigt, brauchbare Erstarrungszeiten bringen. Neben der Verzögerung des Erstarrungsbeginns erfolgt die Festigkeitsentwicklung, infolge des geringen Gehaltes an Verzögerer, vehementer, so daß der Beton bzw» Mörtel rascher erhärtet.

Ein weiterer Vorteil gegenüber dem bisher praktizierten System des gebrauchsfertigen Frischbetons ist die exakte Einhaltung der Verarbeitungskonsistenz, da die Wasserzugabe unmittelbar am Einbauort erfolgt. Beim gebrauchsfertigen Frischbeton verändert sich die Verarbeitungskonsistenz laufend und in Abhängigkeit von Frischguttemperatur und Fahrzeit, die insbesondere bei Transporten im Stadtgebiet nicht abzuschätzen ist, durch die ab der Wasserzugabe (vor dem Abfüllen in den Transportmischer) einsetzende Hydratation und durch die Verfeinerung des Bindemittels durch die mechanische Reibung beim Mischen im Fahrmischer. Je nach der Zeit und Wegstrecke können sich als Folge davon Unterschiede bis zu einer Konsistenzklasse ergeben.

Das folgende Beispiel erläutert anhand von Versuchsmischungen das erfindungsgemäße Verfahren.

Beispiel:

Die in der folgenden Tabelle angegebenen Mengen Erstarrungsverzögerer (VZ), gegebenenfalls Betonverflüssiger (BV) und Luftporenbildner (LP) wurden vorerst mit den Zuschlägen, Wassergehaltenzwischen 2 und 2,5 Gew.-% entsprechenden Korngrößen im Bereich bis zu 32 mm, vermischt und homogenisiert

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und danach mit der in Spalte 1 angegebenen Menge eines modifizierten Portlandzement es auf Basis von HCaO. 7Al₂O₃ bzw. einem gewöhnlichen Portlandzement PZ 375 vermischt. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Mischungen wurden nach den in der letzten Spalte der Tabelle angegebenen Zeiten (Versuche 4 - Io und 12) die für die Verarbeitung und den Einbau notwendigen Mengen Mischwasser zugesetzt. Zum Vergleich wurden Betone unter Zusatz eines Erstarrungsverzögerers auf bisher übliche Weise hergestellt (Versuche 1-3 und ll). Es wurden die in Spalte 3 angegebenen Verzögerungszeiten ermittelt. In der Tabelle sind weiters der Wasser/Zement (WZ)-Wert, der in engen Grenzen konstant gehalten wurde, ebenso wie das Ausbreitmaß (möglichst konstante Konsistenz) und insbesondere die die nach 2 Stunden, 1 Tag und 28 Tagen erreichten Festigkeitswerte angegeben.

Weiters sind aus dieser Tabelle sowohl die erfindungsgemäß erreichbare Verschiebung der Erstarrungszeiten als auch die Einsparung an Verzögerungsmittel eindeutig ersichtlich. Zur besseren Übersicht wurden die mit der konventionellen Methode und der erfindungsgemäßen Methode erreichbaren Ergebnisse auch in der Figur grafisch dargestellt. Bei Anwendung der konventionellen Methode fand keine Vorlagerung (vorherige Lagerung bis zum Zeitpunkt der Zugabe des Anmachwassers) statt und es wurde die erforderliche Anmachwassermenge gleich bei der Mischung zugegeben. Bei der erfindungsgemäßen Methode sind die Lagerungs- bzw. Transport-Zeiten vor Einbau auf der linken Seite der Zeichnung (links der Ordinate) ersichtlich und die Erstarrungszeiten nach Anmachwasserzusatz auf der rechten Seite dieser Zeichnung (rechts der Ordinate). Die Menge des eingesetzten Verzögerers ist auf der Ordinate festgehalten.

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Bei "Null" erfolgt die Zugabe des Anmachwassers. Die mit leeren Kreisen, Quadraten bzw. Dreiecken bezeichneten Kurven zeigen die Wirkung verschiedener Mengen der Verzögerer A, B und F (der Tabelle), wenn deren Zugabe in bisher üblicher (konventioneller) Weise erfolgt. "Die mit ausgefüllten Kreisen, Quadraten und Dreiecken bezeichneten Kurven veranschaulichen die Wirkung der gleichen Verzögerer A, B und F, die mit Stern bezeichnete Gerade die Wirkung des Verzögerers E jeweils bei erfindungsgemäßen Vorgehen. Die Kurvenverläufe zeigen deutlich auch die Senkung des Verbrauchs an Verzögerer bei gleicher Wirkungsstärke.

Die in den Versuchen eingesetzten Verzögerer A bis F waren im einzelnen folgende:
A - Natriumgluconat
B - Gluconsäure
C - Weinsäure
D - Zitronensäure
E - Phosphorpentoxid
F - Zinkoxid

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Tabelle

Zement	ι	2	Zusatzmittel, Dosierung in. % vom Zementß;ewicht ■	Z	Verzq^irg nadi Anmach- wasseraisatz h min	. 2o	BV	—	LP	W/Z- Wert	Ausbreit- . ■ maß
	3	V	Art		45	Menge
	4	Merg?		-	Io			-	- cm.
kg Nr.	4a		A	1	4o	-	-	o,54	46
38ο	VJi	o,5	B	2	45	-	-	o,53	46
380	5a	Ι,ο	A	—	-	-	-	o,51	46
380	6	o,5	A	6	12	-	-	o,54	49
380	6a	o,12	B	1	25	-	-	o,54	48
.380	7	Ι,ο	B	3	45	-	-	o,51	5o
380	8	o,oS	C	2	Io	-	-	o,51	49
380	9	o,2	C	3	25		-	o,53	46
380	Io	ο,Ι	D	3	12	-	-	o,52	47
380	11	ο,Ι	B	4	3o	o,3	-	o,54	46
380	12.	o,2	C	6	Io	Ι,ο	-	o,49	46
380	12a	o,2	E	VJl	45	o,4	o,lx	o,42	46
380	o,5	F	9	o5	-	- .	o,49	46
380	ο,Ι	P	6	-	-	o,52 .	46
380	ο,Ι	P	-	o,52	46
380	0,05			o,52	46
380

xx) 3,8 Vol.-jS Mikroluftporen

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Tabelle - Fortsetzung

	Betondruckfestigkeit nach dem'Erstarrungs- besrlnn ■ ia)/cm2	24"	221	•	Binde- mittel- . art -	Mischfolge	: Misch-
	2H	•	198	468		.,konven	wasserzugäbe nach h
Nr.			' 112	488	.	tionell	erfindungs- gemäß
		212	513 '	Basis
1	98	230.	494	CnA CaP2-		—
2	28 .	2oo	5ol		ft X	-
3	-	214	5oo	- " -		—
4	.52	256 .	494	_ Il _	jo,' .	2
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x) nach Restwasserzugabe unter Berücksichtigung der Eigenfeuchte

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Claims (7)

1. Patentansprüche:

   J,.i Verfahren zur Herstellung von Beton bzw. Mörtel aus, gegebenenfalls schnellerhärtenden, Zementen und Zuschlägen, denen zum Verzögern des Erstarrungsbeginnes (Abbindebeginnes) ein Erstarrungsverzögerer beigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausdehnung des Zeitraumes zwischen Betonbzw. Mörtelbereitung und Einbau (Erstarrungs- bzw. Abbindebeginn), insbesondere zur Überbrückung von Transportzeiten, zuerst eine Beton- bzw. MörteIvormischung (Betonprämix) hergestellt wird, indem die Zuschläge in feuchtem, insbesondere eigenfeuchtem (erdfeuchtem), Zustand, insbesondere mit Feuchtigkeiten bis zu höchstens 8 %, vorzugsweise bis zu höchstens 5 %, mit mindestens einem Erstarrungsverzögerer und gegebenenfalls Betonverflüssigern und/oder Luftporenbildnexn und/oder sonstigen chemischen Zusätzen, und dem, gegebenenfalls schnellerhärtenden, Zement, beispielsweise Portlandzement üblicher Zusammensetzung, Eisenportlandzement, Hochofenzement, Puzzolanzement, Tonerdezement, modifiziertem Portlandzement auf der Basis von HCa0.7AL^O₃.CaF₂. Portlandzement mit herabgesetztem CaO-Gehalt, Romanzement, Grenoblezement, Brunauerzement oder deren Gemischen vermischt und, gegebenenfalls auf einem Transportweg, homogenisiert wird, und daß nach Ablauf des jeweils gewählten bzw. benötigten Zeitraumes die für den Einbau gewünschte Anmachwassermenge zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beton- bzw. Mörtelvormischung hergestellt wird, indem zuerst die Zuschläge im feuchten, insbesondere eigenfeuchten (erdfeuchten), Zustand mit dem Erstarrungsverzögerer und gegebenenfalls mit Betonverflüssigern und/oder Luftporen-

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   ORIGINAL INSPECTED

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   bildnexn vexmischt weiden und dann dex Zement zugemischt wild.
3. 3. Vexfahxen nach Anspxuch 1 odex 2, dadurch gekennzeichnet! daß als Eistairungsvexzögexex Gluconsäuxe, Weinsäuxe_t Bexnsteinsäuxe, Zitxonensäuxe und/odex dexen Salze, insbesondexe dexen Alkalisalze, fexnex Zinkoxid, Bleioxid odex Polyphosphate eingesetzt weiden.
4. 4. Vexfahien nach einem dex Anspxüche 1-3, daduxch gekennzeichnet, daß die Exstaxiungsvexzögeiex in Mengen von 0,1 bis 1 %, insbesondexe von 0,2 bis 0,5 %, jeweils bezogen auf das Zementgewicht, eingesetzt weiden.
5. 5. Vexfahien nach einem dei Anspiüche 1-4, daduxch gekennzeichnet, daß dei Exstaiiungsveizögexei auf den Zuschlag, voxzugsweise bei dessen Einbiingung in den Betonmischex, gegebenenfalls in Foim einei Lösung, Emulsion odei Dispeision, in dei gewünschten Menge aufgespiüht wild.
6. 6. Vexfahxen nach einem dex Anspxüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als chemische Zusätze Kunststoffe und/ odei Bitumina bzw. Teeie eingesetzt weiden.
7. 7. Beton- bzw. Möxtelvoxmischung (Betonpiämix) zur Duxchfühxung des Veifahxens nach einem dei Anspiüche 1-6, daduxch gekennzeichnet, daß sie aus Zuschlägen in feuchtem, insbesondexe eigenfeuchtem (exdfeuchtem), Zustand, insbesondeie mit Feuchtigkeiten bis zu höchstens 8 %, voizugsweise bis zu höchstens 5 %, mindestens einem Eistaiiungsveizögexei, gegebenenfalls Betonveiflüssigexnund/odei chemischen Zusätzen, und einem, gegebenenfalls schnelleihäitenden, Zement, beispielsweise einem dei im Anspiuch 1 genannten Zemente, gebildet ist.

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