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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zementzusatzmittel und eine Zementzusammensetzung,
die hauptsächlich
auf dem Gebiet des Tief- und Hochbaus Verwendung finden.
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Die
Verringerung von Rissen und die Verbesserung der Biegefestigkeit
von Zementbeton sind z.B. im Hinblick auf die Zuverlässigkeit,
Dauerhaftigkeit und das schöne
Aussehen von Betonkonstruktionen von Bedeutung, und es besteht ein
Bedürfnis
für einen
weiteren Fortschritt in der Technologie von Zementzusatzmitteln,
z.B. einem Zementexpansionszusatzmittel, das zur Verbesserung solcher
Eigenschaften geeignet ist. Bisher gab es als Zementzusatzmittel,
das Zementbeton Expansionsfähigkeit
(Spannkraft) verleiht, z.B. ein freier Kalk/Hauyn/wasserfreier Gips-Expansionszusatzmittel
(JP-B-42-21840), oder ein freier Kalk/Calciumsilikat/wasserfreier
Gips-Expansionszusatzmittel (JP-B-53-31170). Außerdem wurde auch ein Zementzusatzmittel,
das Calciumchlorid und/oder Calciumaluminoferrit enthält, vorgeschlagen.
Die JP-A-49-81434
beschreibt z.B. eine Methode, mit der einen freien Kalk und Calciumferrit
und/oder Calciumaluminoferrit aufweisender Klinker hergestellt und
gemahlen wird, und dazu dann Dihydrat-Gips zugemischt wird.
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Ein
solches Zementzusatzmittel ist jedoch nicht nur im Hinblick auf
die Expansionseigenschaft unzureichend, sondern weist auch eine
schlechte Qualitätsstabilität auf, weil
der in dem Zementzusatzmittel vorhandene freie Kalk zur Verwitterung
neigt. In jüngster
Zeit wurde zum Zwecke der Entwicklung einer hohen Festigkeit von
Beton die Entwicklung von extrem superplastifiziertem Beton oder
Hochfestigkeitsbeton aktiv durchgeführt. Bei einem solchen hochleistungsfähigen Beton
wurde jedoch festgestellt, dass keine ausreichenden Effekte eines
Expansionszusatzmittels zu erhalten sind. Es besteht deshalb das
Bedürfnis
zur Entwicklung eines Expansionszusatzmittels, das auch in einem
geringen Mischungsverhältnis
an Expansionszusatzmittel eine hohe Expansionsfähigkeit verleihen kann. Außerdem trat,
wenn ein konventionelles Zementzusatzmittel, das Expansionsfähigkeit
verleihen kann, verwendet wird, das weitere Problem auf, dass die
Festigkeit des Zementbetons aufgrund der Expansion dazu tendiert,
gering zu sein. Außerdem
ist es wünschenswert, ein
Zementzusatzmittel zu entwickeln, das nicht nur eine Dimensionsänderung
aufgrund einer Schrumpfung beim Trocknen verhindern kann, sondern
auch dazu fähig
ist, eine Dimensionsänderung
aufgrund von Hydratationswärme
zu verhindern.
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Die
Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben verschiedene Untersuchungen
zur Lösung
solcher Probleme durchgeführt
und haben als Ergebnis gefunden, dass es möglich ist, solche Probleme
durch Verwendung eines bestimmten spezifischen Zementzusatzmittels
zu lösen.
Auf der Basis dieser Feststellung wurde die vorliegende Erfindung
erzielt.
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Erfindungsgemäß wird ein
Zementzusatzmittel bereitgestellt, das eine Substanz ist, die erhältlich ist durch
Mischen eines CaO-Materials, eines Fe2O3-Materials, eines CaSO4-Materials
und, wenn erforderlich, eines Al2O3-Materials und nachfolgendes Hitzebehandeln,
und das (1) freien Kalk (free lime), (2) Calciumferrit und/oder
Calciumaluminoferrit und (3) wasserfreien Gips umfasst, wobei die
Zementmischung ein Silikatverhältnis
von weniger als 1,0 aufweist; ein solches Zementzusatzmittel, das
ferner ein Alkanolamin enthält; ein solches
Zementzusatzmittel, das ferner Dextrin enthält; und eine Zementzusammensetzung,
die Zement und ein solches Zementzusatzmittel umfasst.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun näher
beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Zementzusatzmittel
ist eine Substanz, die erhältlich
ist durch Mischen eines CaO-Materials,
eines Fe2O3-Materials,
eines CaSO4-Materials und, wenn erforderlich,
eines Al2O3-Materials und
nachfolgendem Hitzebehandeln, und (1) freien Kalk, (2) Calciumferrit
und/oder Calciumaluminoferrit und (3) wasserfreien Gips umfasst,
wobei das Zementzusatzmittel ein Silikatverhältnis von weniger als 1,0 aufweist.
Die Anteile der entsprechenden Komponenten sind nicht besonders
beschränkt.
In 100 Teilen eines Klinkers, der freien Kalk, Calciumferrit und/oder
Calciumaluminoferrit und wasserfreien Gips umfasst, beträgt der Gehalt
an freiem Kalk vorzugsweise 20 bis 65 Teile, insbesondere 30 bis
55 Teile, und der von Calciumferrit und/oder Calciumaluminoferrit
vorzugsweise 10 bis 55 Teile, insbesondere 15 bis 45 Teile, und
der von wasserfreiem Gips vorzugsweise 5 bis 40 Teile, insbesondere
10 bis 30 Teile. Wenn die Anteile der einzelnen Verbindungen im
Klinker nicht innerhalb der obigen Bereiche liegen, kann das dazu
führen,
dass kein hervorragendes Expansionsverhalten erhalten werden kann.
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"Teile" und "%", die in dieser Erfindung verwendet
werden, um die Mischungsanteile anzugeben, beziehen sich auf Masseeinheiten.
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In
der vorliegenden Erfindung bedeutet Calciumferrit ganz allgemein
eine Verbindung vom CaO/Fe2O3-Typ
und ist nicht besonders beschränkt.
Wenn CaO mit C charakterisiert wird und Fe2O3 mit F, ist eine Verbindung, wie z.B. C2F oder CF jedoch allgemein bekannt. Üblicherweise
kann sie in Form von C2F vorliegen. In dieser
Erfindung wird Calciumferrit nachstehend als C2F
abgekürzt.
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Erfindungsgemäß bedeutet
Calciumaluminoferrit ganz allgemein eine Verbindung vom CaO/Al2O3/Fe2O3-Typ
und ist nicht besonders beschränkt.
Wenn CaO durch C charakterisiert wird, Al2O3 durch A und Fe2O3 durch F, ist jedoch eine Verbindung, wie
z.B. C4AF oder C6A2F, allgemein bekannt. Üblicherweise liegt sie in Form
von C4AF vor. In dieser Erfindung wird Calciumaluminoferrit
nachstehend als C4AF abgekürzt.
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Zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
wird ein CaO-Material, ein Fe2O3-Material,
ein CaSO4-Material und, wenn erforderlich,
ein Al2O3-Material
gemischt und einer Hitzbehandlung unterworfen, um einen Klinker
zu erhalten, der freien Kalk, C2F und/oder
C4AF und wasserfreien Gips umfasst, und der
Klinker wird gemahlen, um das Zementzusatzmittel zu erhalten. Wenn
ein Teil oder der gesamte freie Kalk, C2F
und/oder C4AF und der wasserfreie Gips getrennt
hergestellt und gemischt werden, können die durch die vorliegende
Erfindung erzielbaren Effekte nicht erhalten werden.
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Als
Methode, um sicherzustellen, ob ein Zementzusatzmittel ein solches
Mittel ist oder nicht, das durch Mischen eines CaO-Materials, eines
Fe2O3-Materials,
eines CaSO4-Materials und, wenn erforderlich,
eines Al2O3-Materials,
und nachfolgender Hitzebehandlung unter Erhalt eines Klinkers, hergestellt
sind, können
z.B. grobe Teilchen, spezifischerweise Teilchen von mehr als 100
um, des Zementzusatzmittels z.B. mittels eines Mikroskops untersucht
werden, um eine Analyse der Mischung durchzuführen, wobei dies dann leicht
bestimmt werden kann, indem man feststellt, dass freier Kalk, C2F und/oder C4AF
und wasserfreier Gips in den Teilchen vorhanden sind.
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Die
Temperatur der Hitzebehandlung zur Herstellung des Klinkers liegt
vorzugsweise im Bereich von 1.100 bis 1.600°C, insbesondere von 1.200 bis
1.500°C.
Wenn sie niedriger als 1.100°C
ist, neigt das Expansions verhalten des resultierenden Zementzusatzmittels
dazu, unzureichend zu sein, und wenn sie 1.600°C übersteigt, besteht die Wahrscheinlichkeit,
dass der wasserfreie Gips zersetzt wird.
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Als
CaO-Material können
z.B. genannt werden Kalkstein oder gelöschter Kalk. Als Fe2O3-Material können z.B.
genannt werden sogenannte Schmelzschlacke als industrielle Nebenprodukte,
ein Walzhaut genanntes industrielles Nebenprodukt und im Handel
erhältliches
Eisenoxid oder Eisenpulver. Als CaSO4-Material können z.B.
genannt werden Dihydrat-Gips, Semihydrat-Gips und wasserfreier Gips.
Als Al2O3-Material
können
z.B. genannt werden Bauxit und Aluminiumasche.
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Außerdem können erfindungsgemäß für einen
Teil oder das gesamte Fe2O3-Material
oder Al2O3-Material,
Eisensulfat oder Aluminiumhydroxid und/oder Aluminiumsulfat ebenfalls
verwendet werden.
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In
diesen Materialien sind Verunreinigungen vorhanden. Spezifischerweise
können
genannt werden Verunreinigungen, wie z.B. SiO2,
MgO, TiO2, P2O5, Na2O, K2O, CuO und ZnO. Innerhalb eines Bereiches,
der die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich
beeinträchtigt,
sind sie nicht besonders problematisch. Unter ihnen liegt jedoch
insbesondere SiO2 auf dem Niveau eines Silikatverhältnisses
von weniger als 1,0. Wenn das Silikatverhältnis 1,0 oder höher ist,
kann es sein, dass kein hervorragendes Expansionsverhalten erhalten
werden kann. Erfindungsgemäß wird das
Silikatverhältnis
durch die folgende Formel aus der SiO2-Menge,
der Al2O3-Menge
und der Fe2O3-Menge
im Klinker berechnet. Silikatverhältnis =
SiO2/(Al2O3 + Fe2O3)
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Die
SiO2-Menge im Klinker beträgt außerdem vorzugsweise
höchstens
5,0%, insbesondere höchstens 3,0%.
Wenn sie 5% übersteigt,
kann der Fall eintreten, dass kein hervorragendes Expansionsverhalten
erhalten werden kann.
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Die
Teilchengröße des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
ist nicht besonders beschränkt,
beträgt
aber üblicherweise
vorzugsweise 1.500 bis 9.000 cm2/g, insbesondere
2.500 bis 4.000 cm2/g, spezifische Oberfläche (blaine
specific surface area). Wenn die Teilchengröße des Zementzusatzmittels
geringer als 1.500 cm2/g ist, neigt die
Langzeit-Dauerhaftigkeit dazu, schlecht zu sein, und wenn sie 9.000
cm2/g übersteigt,
besteht die Tendenz, dass kein ausreichendes Expansionsverhalten
erhältlich
ist.
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Erfindungsgemäß ist es
bevorzugt, zum Zeitpunkt des Mahlens des Klinkers im Hinblick auf
eine Verbesserung der Mahleffizienz ein Mahlhilfsmittel zu verwenden.
Das Mahlhilfsmittel ist nicht besonders beschränkt, in jüngster Zeit wurde jedoch ein
Mahlhilfsmittel entwickelt, das nicht nur die Mahleffizienz verbessert,
sondern auch den Effekt einer Erhöhung der Festigkeit aufweist,
und es ist ratsam, ein solches Mahlhilfsmittel zu verwenden. Als
solches Mahlhilfsmittel ist ein Alkanolamin bekannt, das den Effekt
einer Verbesserung der Festigkeit aufweist.
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Das
Alkanolamin der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt. Als
spezifisches Beispiel beschreibt z.B. USP 2 031 621 ein Verfahren,
bei dem Triethanolamin verwendet wird. JP-A-3-183647 beschreibt
ein Verfahren, bei dem ein höheres
Trialkanolamin mit einer Hydroxylgruppe und einer Aminogruppe verwendet
wird, wie z.B. Triisopropanolamin, N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-N-(2-hydroxypropyl)amin
oder Tris-(2-hydroxybutyl)amin. Die JP-A-10-324550 beschreibt ein
Alkanolamin mit einer von einer Hydroxylgruppe verschiedenen ionischen
funktionellen Gruppe. Spezifische Beispiele des Alkanolamins mit
einer von einer Hydroxylgruppe verschiedenen ionischen funktionellen
Gruppe umfassen einen 1-(Bis-2-hydroxypropylamino)-2-propylmaleinsäureester,
eine 1-(Bishydroxyethyl)amino-2-hydroxypropylsulfonsäure, Natrium-1-(bis-2-hydroxypropyl)aminopropionat
und Natrium-1-(bishydroxyethyl)aminopro pionat. In der vorliegenden
Erfindung kann außerdem
z.B. auch ein anderes als das vorstehend erwähnte Alkanolamin oder sein
Natriumsalz, Kaliumsalz, Calciumsalz, Magnesiumsalz oder Ammoniumsalz
verwendet werden.
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Diese
Alkanolamine wurden als Mahlhilfsmittel für Portland-Zement-Klinker vorgeschlagen.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben jedoch überraschenderweise
gefunden, dass, wenn solche Alkanolamine als Additiv oder Mahlhilfsmitel
für den
Klinker zum Zeitpunkt der Herstellung des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
verwendet werden, die Druckfestigkeit eines 28 Tage alten Zementbetons,
der das erfindungsgemäße Zementzusatzmittel
verwendet, ansteigt, und das Expansionsverhalten ebenfalls verbessert wird.
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Die
Menge des Alkanolamins ist nicht besonders beschränkt. Üblicherweise
wird es jedoch vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 2 Teilen,
insbesondere von 0,05 bis 1 Teilen, pro 100 Teile des Klinkers, verwendet.
Wenn es weniger als 0,01 Teile beträgt, wird keine ausreichende
Mahleffizienz oder die Festigkeit erhöhende Wirkung erhalten, und
wenn sie 2 Teile übersteigt,
ist dies in ökonomischer
Hinsicht nicht zweckmäßig.
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Erfindungsgemäß kann zusätzlich zu
einem Alkanolamin Dextrin in den Klinker eingearbeitet werden, der
eine Substanz ist, erhältlich
durch Mischen eines CaO-Materials, eines Fe2O3-Materials, eines CaSO4-Materials und, wenn
erforderlich, eines Al2O3-Materials
und nachfolgendem Hitzebehandeln, und freien Kalk, Calciumferrit
und/oder Calciumaluminoferrit und wasserfreien Gips umfasst. Das
Dextrin wird verwendet, um Hydratationswärme zu unterdrücken und
um eine Dimensionsänderung
aufgrund der Wärmeentwicklung
zu verringern. Die Wirkung des Dextrins zum Verringern der Hydratationswärme variiert
im wesentlichen abhängig von
der Löslichkeit.
Die Löslichkeit
des Dextrins wird durch den in kaltem Wasser löslichen Gehalt dargestellt. Der
in kaltem Wasser lösliche
Gehalt bedeutet die Menge, die in destilliertem Wasser von 21°C gelöst ist.
Spezifischerweise werden 10 g Dextrin in einen Kolben mit einem
Fassungsinhalt von 200 ml gegeben, und nach Zugeben von 150 ml destilliertem
Wasser bei einer Temperatur von 21°C, 1 Stunde lang bei einer Temperatur von
21 + 1°C
gehalten, und dann filtriert, und das Filtrat zur Trockne eingedampft,
wobei das erhaltene Dextrin den Massenanteil, bezogen auf das anfängliche
Dextrin, darstellt. Der in kaltem Wasser lösliche Gehalt des Dextrins,
der eine Wirkung zur Verringerung der Hydratationswärme zeigt,
beträgt
höchstens
70%. Deshalb wird ein in kaltem Wasser löslicher Gehalt innerhalb dieses
Bereichs bevorzugt, und insbesondere von ca. 10 bis 60%. Dextrin
mit einem in kaltem Wasser löslichen
Gehalt, der 70% übersteigt,
hat jedoch die Wirkung, einen Setzmaßverlust zu verringern, obgleich
die Wirkung zur Verringerung der Hydratationswärme gering ist, und deshalb
kann ein solches Dextrin für
einen solchen Zweck verwendet werden.
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Die
Menge des Dextrins ist nicht besonders beschränkt. Üblicherweise beträgt sie vorzugsweise
jedoch 1 bis 10 Teile, insbesondere 2 bis 7 Teile, pro 100 Teile
des Klinkers. Wenn sie geringer als 1 Teil ist, tendiert die Wirkung
zur Verringerung von Hydratationswärme dazu, unzulänglich zu
sein, und wenn sie 10 Teile übersteigt,
kann das Abbinden manchmal wesentlich verzögert sein.
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Die
zu verwendende Menge des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels ist
nicht besonders beschränkt. Üblicherweise
beträgt
sie jedoch vorzugsweise 3 bis 12 Teile, insbesondere 5 bis 9 Teile,
pro 100 Teile einer Zementzusammensetzung, die Zement und das Zementzusatzmittel
umfasst. Wenn sie geringer als 3 Teile ist, besteht die Tendenz,
dass kein ausreichendes Expansionsverhalten erhalten wird, und wenn
sie 12 Teile übersteigt,
besteht die Tendenz einer übermäßigen Expansion.
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Als
erfindungsgemäßer Zement
können
z.B. genannt werden verschiedene Portland-Zemente, wie z.B. gewöhnlicher,
ein solcher mit früher
hoher Festigkeit, ein solcher mit früher ultrahoher Festigkeit,
Portland-Zement
mit geringer Wärme
und mäßiger Wärme, verschiedene
Mischzemente, die Hochofenschlacke, Flugasche und Siliciumdioxid
zu solchen Zementen zugemischt enthalten, und Füllstoff-Zemente, die zugemischtes
Kalksteinpulver enthalten.
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In
der vorliegenden Erfindung können
ein oder mehrere wasserreduzierende Mittel, ein stark wasserreduzierendes
Mittel, ein AE-wasserreduzierendes Mittel, ein stark AE-reduzierendes
Mittel, ein Superplastifizierungsmittel, ein Entschäumungsmittel,
ein Verdickungsmittel, ein Korrosionsinhibitor, ein Gefrierschutzmittel,
ein schrumpfminderndes Mittel, eine Polymeremulsion, ein Abbindebeschleuniger,
ein Abbindeverzögerer, ein
rasch härtendes
Zusatzmittel für
Zement, ein Tonmineral, wie z.B. Bentonit, ein Anionen-Austauscher, wie z.B.
Hydrotalcit, Borsäure
oder ihre Salze, innerhalb eines Bereichs verwendet werden, der
die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung im wesentlichen
nicht verhindert.
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Erfindungsgemäß ist die
Methode des Mischens der entsprechenden Materialien nicht besonders
beschränkt,
und die entsprechenden Materialien können zur Zeit der Anwendung
gemischt werden, oder ein Teil oder alle von ihnen können vorher
gemischt werden. Als Mischvorrichtung kann irgendeine übliche Vorrichtung verwendet
werden. Erwähnt
werden können
z.B. ein Schwerkraft-Mischer, ein Omnimischer, ein Henschel-Mischer, ein V-Typ-Mischer
und ein Nauta-Mischer.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun näher
unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Es ist jedoch darauf
hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf solche
spezifischen Beispiele beschränkt ist.
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BEISPIEL 1
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Ein
CaO-Material, ein Al2O3-Material,
ein Fe2O3-Material
und ein CaSO4-Material wurden vermengt, vermischt
und gemahlen und dann einer Hitzebehandlung bei 1.350°C 3 Stunden
lang unterworfen, und ein Klinker mit der in Tabelle 1 angegebenen
Zusammensetzung erhalten. Unter Verwendung von 0,05 Teilen Mahlhilfsmittel
A pro 100 Teilen Klinker wurde der Klinker mittels einer Kugelmühle bis
zu einer spezifischen Oberfläche
von 3.500 ± 300
cm2/g gemahlen, und ein Zementzusatzmittel
erhalten. Das Zementzusatzmittel wurde mittels Pulver-Röntgenbeugungsanalyse
identifiziert, wobei festgestellt wurde, dass es Kalk, C2F und/oder C4AF
und wasserfreien Gips enthielt. Die Mineralzusammensetzung des Zementzusatzmittels
wurde mittels einer Berechnung auf der Basis der chemischen Zusammensetzung
berechnet. Die chemische Zusammensetzung wurde gemäß JIS R
5202 erhalten.
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Unter
Verwendung des Zementzusatzmittels in einer Menge von 7 Teilen in
100 Teilen einer Zementzusammensetzung, die Zement und das Zementzusatzmittel
umfasste, wurde ein Mörtel
hergestellt mit einem Wasser/Zement-Zusammensetzungsverhältnis =
47% und einem Zementzusammensetzung/Sand-Verhältnis = 1/3, und das Expansionsverhältnis gemessen.
Für Vergleichszwecke
wurden ähnliche
Tests auch mit Zementzusatzmitteln durchgeführt, die durch getrennte Herstellung
eines Teils oder des gesamten freien Kalks, C2F,
C4AF und des wasserfreien Gipses, Mahlen
und Mischen hergestellt wurden, um Mineralzusammensetzungen zu erhalten,
die die gleichen wie in den erfindungsgemäßen Tests Nr. 1-5, 1-15 und
1-16 waren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
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Verwendete Materialien
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- CaO-Material: Calciumcarbonat als Reagens erster Stufe
- Al2O3-Material:
Aluminiumoxid als Reagens erster Stufe
- Fe2O3-Material:
Eisen(III)-oxid als Reagens erster Stufe
- CaSO4-Material: Dihydrat-Gips als Reagens
erster Stufe
- Mahlhilfsmittel A: Triisopropanolamin
- Freier Kalk: hergestellt durch Hitzebehandlung des CaO-Materials
bei 1.350°C
während
3 Stunden
- C2F: hergestellt durch Mischen und Mahlen
eines vermengten Materials, hergestellt durch Vermengen von 2 Mol
des CaO-Materials und 1 Mol des Fe2O3-Materials und nachfolgendem Hitzebehandeln
bei 1.350°C
während
3 Stunden
- C4AF: hergestellt durch Mischen und
Mahlen eines vermengten Materials, hergestellt durch Vermengen von
4 Mol des CaO-Materials, 1 Mol des Al2O3-Materials und 1 Mol des Fe2O3-Materials und nachfolgendem Hitzebehandeln
bei 1.350°C
während
3 Stunden
- Wasserfreier Gips: wasserfreier Gips, erhalten durch Kalzinieren
des Dihydrat-Gipses als Reagenz erster Stufe bei 1.350°C während 3
Stunden
- Sand: JIS-Standard-Sand (gemäß IS0679)
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Messmethoden
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Ausdehnungskoeffizient:
gemessen nach JIS A 6202
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- Test Nr. 1-1 stellt den Fall dar, bei dem kein Zementzusatzmittel
zugegeben wurde.
- Test Nr. 1-18 bis 1-20 stellt Fälle dar, in denen freier Kalk,
C2F, C4AF und der
wasserfreie Gips getrennt hergestellt und gemischt wurden.
- Test Nr. 1-21 stellt einen Fall dar, worin ein Klinker, der
freien Kalk und C4AF umfasste, hergestellt
wurde, und der wasserfreie Gips dazugemischt wurde.
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Aus
Tabelle 1 ist es ersichtlich, dass Mörtel, die Zementzusatzmittel
verwenden, die erhalten wurden durch Mahlen eines durch gleichzeitiges
Kalzinieren der Materialien der vorliegenden Erfindung hergestellten Klinkers
und freien Kalk, C2F und/oder C4AF
und den wasserfreien Gips umfassen, ein hervorragendes Expansions(Ausdehnungs)verhalten
zeigen, im Vergleich zu Mörteln,
die Zementzusatzmittel der Vergleichsbeispiele verwendeten, die
erhalten wurden durch getrenntes Herstellen des freien Kalks, C2F, C4AF und des
wasserfreien Gipses, und Mischen dieser Bestandteile.
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BEISPIEL 2
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Ein
CaO-Material, ein Al2O3-Material,
ein Fe2O3-Material
und ein CaSO4-Material, als industrielle
Materialien, wurden vermengt und bei einer Kalzinierungstemperatur
von 1.400°C
mittels eines Rotationsofens kalziniert, und ein Klinker mit der
in Tabelle 2 angegebenen chemischen Zusammensetzung erhalten. Der
Vorgang wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass das Zementzusatzmittel hergestellt wurde durch
Verwenden des Mahlhilfsmittels A in einer Menge von 0,05 Teilen
pro 100 Teile des Klinkers, und das Mahlen mittels einer Kugelmühle bis
zu einer spezifischen Oberfläche
von 3.500 cm2/g durchgeführt wurde. Die auf der Basis
der chemischen Zusammensetzung berechnete Mineralzusammensetzung
ist in Tabelle 3 angegeben.
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Für Vergleichszwecke
wurden die mit dein handelsüblich
erhältlichen
Expansionszusatzmittel vom Calciumsulfaluminat-Typ (nachfolgend
einfach als CSA bezeichnet) und des Expansionszusatzmittels vom Kalk-Typ (nachstehend
einfach als FLE bezeichnet) erhaltenen Ergebnisse ebenfalls angegeben.
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Die
Ergebnisse der Messungen des Ausdehnungskoeffizienten sind in Tabelle
4 angegeben.
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Verwendete Materialien
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- CaO-Material: Kalkstein, hergestellt bei Oumi Kozan, Niigata
Prefecture, Japan
- Al2O3-Material:
Bauxit, hergestellt in China
- Fe2O3-Material:
Walzhaut
- CaSO4-Material: Abgas-entschwefelter
Dihydrat-Gips
- CSA: handelsüblich
erhältliches
Expansionszusatzmittel vom Calciumsulfoaluminat-Typ, spezifische
Oberfläche:
2.940 cm2/g
- FLE: handelsüblich
erhältliches
Expansionszusatzmittel vom Kalk-Typ, spezifische Oberfläche: 3.610
cm2/g
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Aus
den Tabellen 2, 3 und 4 ist es ersichtlich, dass Mörtel, die
erfindungsgemäße Zementzusatzmittel verwendeten,
ein deutlich besseres Expansions(Ausdehnungs)verhalten zeigten im
Vergleich zu Mörteln,
die handelsüblich
erhältliche
Expansionszusatzmittel verwendeten.
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BEISPIEL 3
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Der
Vorgang wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass die Messungen des Ausdehnungskoeffizienten und
der Druckfestigkeit durch Veränderung
der Art und Menge des Mahlhilfsmittels durchgeführt wurden. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 5 angegeben.
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Verwendete Materialien
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- Mahlhilfsmittel B: Triethanolamin
- Mahlhilfsmittel C: 1-(Bis-2-hydroxypropylamino)-2-propylmaleinsäureester
- Mahlhilfsmittel D: Diethylenglykol
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Messmethoden
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Druckfestigkeit:
gemessen nach JIS R 5201
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Aus
Tabelle 5 ist es ersichtlich, dass Mörtel unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
mit darin enthaltenem Mahlhilfsmittel hervorragendes Expansions(Ausdehnungs)verhalten
und Druckfestigkeit zeigt, wenn die Menge des Mahlhilfsmittels sich
erhöht.
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BEISPIEL 4
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Es
wurde ein Zementzusatzmittel hergestellt durch Vermengen eines Dextrins
mit einem in Tabelle 6 angegebenen in kaltem Wasser löslichen
Gehalt in einem in Tabelle 6 angegebenen Anteil pro 100 Teile des Klinkers.
Der Vorgang wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass der Ausdehnungskoeffizient, die Druckfestigkeit
und die adiabatische Temperaturerhöhung gemessen wurden unter
Verwendung des Zementzusatzmittels in einer Menge von 6 Teilen pro
100 Teile der Zement und das Zementzusatzmittel umfassenden Zementzusammensetzung.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
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Verwendete Materialien
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- Dextrin ➀: in kaltem Wasser löslicher
Gehalt von 5%
- Dextrin ➁: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 10%
- Dextrin ➂: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 20%
- Dextrin ➃: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 30%
- Dextrin ➄: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 50%
- Dextrin ➅: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 60%
- Dextrin ➆: in kaltem Wasser löslicher Gehalt von 70%
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Messmethode
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Adiabatische
Temperaturerhöhung:
3 Liter eines Mörtels
wurden in einen Blasform-Styrolbehälter gegeben und im Zentrum
des Mörtels
ein Thermoelement vorgesehen und die Temperatur gemessen. Die Differenz
zwischen der maximal erreichten Temperatur und der Temperatur beim
Mischen des Mörtels
wurde als adiabatische Temperaturerhöhung angegeben.
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Aus
Tabelle 6 ist es ersichtlich, dass Mörtel unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zementzusatzmittel
mit darin enthaltenen Dextrinen nicht nur hervorragendes Expansions(Ausdehnungs)verhalten
und Druckfestigkeit zeigt, sondern auch hervorragende Wirkungen
bei der Verringerung von Hydratationswärme, weil der adiabatische
Temperaturanstieg sich verringert.
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BEISPIEL 5
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Der
Vorgang wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass das in Test Nr. 2-1 in Beispiel 2 verwendete
Zementzusatzmittel verwendet wurde und die Menge des Zementzusatzmittels
wie in Tabelle 7 angegeben verändert
wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 angegeben.
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Aus
Tabelle 7 ist es ersichtlich, dass, wenn sich die Menge des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
erhöht,
das Expansions(Ausdehnungs)verhalten hervorragend wird.
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Unter
Verwendung des erfindungsgemäßen Zementzusatzmittels
ist es möglich,
eine Zementzusammensetzung zu erhalten, die hervorragendes Expansions(Ausdehnungs)verhalten
und Festigkeitsentwicklung aufweist, und die außerdem die Hydratationswärme verringert.