Stärke als Rückprallminderer im Spritzbeton Dr. Dietmar GRÜLL, Südzucker/ZAFES 28.03.2007.

Stärke als Rückprallminderer im Spritzbeton

Dr. Dietmar GRÜLL, Südzucker/ZAFES

28.03.2007

Dr. GRÜLL, Südzucker, ZAFES Seite 2

Stärke und Stärkederivatisierung

O

CH2OH

OH

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O O

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CH2OH

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OH

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CH2OH

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OH

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O

CH2

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CH2OH

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OH

O

6

5

4

3 2

1 Amylose

Amylo-pektin

OH

HOO

HOHO

OH

OH

HOO

OO

O

R1R2

R3

O

AlkylO

Cl

ClO

O

O CH3

O

Na+

Veretherung

Veresterung

Vernetzung

Kombination


Spritzbeton Bauaktivitäten:

Langjährige Erfahrung im Trockenmörtelbereich (Fliesenkleber und Putze) Produkte: propoxylierte, carboxymethylierte und/oder vernetzte Stärkeether – kaltwasserlöslich –

geringe Einsatzmengen Stärkeether als Co-Verdicker der Celluloseether, Rheologiegeber zur Erhöhung der Fließgrenze

und als Pumphilfsmittel

Spritzbeton: Gemisch aus Bindemittel, Zuschlag und Zusatzmitteln Tunnel, Baugrubensicherung, Sanierung 2 Verfahren – Trockenspritzbeton und Nassspritzbeton ähnliche Problematik: Staubbelastung und Rückprall hohe Klebkraft und gutes Zusammenhalten erforderlich Rückprall va. von Grobkorn arbeitshygienische, ökonomische und ökologische Aspekte – Recycling oder Entsorgung des

Rückpralls

Trockenspritzbeton: pneumatische Förderung des Spritzguts zur Düse – Wasserzugabe

Nassspritzbeton: Fließbeton aus Betonwerk – Fließmittel, Pumphilfsmittel, Stabilisator – an der Düse Beschleunigerzugabe


Zusatzmittel für Spritzbeton

Anforderungen an den Rückprallminderer: rasche Hydratation geringe Änderung des W/B-Wertes (entscheidend für die Festigkeit) keine Abbindeverzögerung Festigkeitserhalt Rheologieverbesserung (Erhöhung der Fliessgrenze)

Stärkeether als Zusatzmittel: Produkte für Fliesenkleber mit hohem Wasseranspruch – erhöhter W/B-Wert hoher Wassergehalt führt zu einer Verringerung der Festigkeit Nebenprodukte aus der Herstellung – Verzögerung, Festigkeitsminderung

Spezielle Modifizierungen der Stärke – sehr hohe Derivatisierungsgrade und neue Reagenzien - Rohstoffbasis

Resultat: hohe Klebkraft, nur geringfügige Änderung des WB-Werts und geringe Festigkeitsminderung – nur geringste Einsatzmengen notwendig – stabilisierend


Trockenspritzversuche

Spritzversuche mit der Fa. Schretter&Cie am Spritzbetonversuchsstand

Dosierung von 0,1-0,2% (auf das Bindemittel)

15% Bindemittelgehalt im Spritzgut - 150-300g Stärkederivat pro Tonne Spritzgut

Spritzleistung 6900kg/h

Rückprallmengenermittlung durch Auswaage

Festigkeitsklasse J2

Spritzmaschine: Meyco GM 57, 10 l Rotor, 1. Stufe; 40 m DM 50 mm Schlauch, Laborspritzanlage


Durchführung der Spritzversuche

Befüllen des Vorratsilos, Förderanlage Spritzplatten Spritzkisten

halbfertige Spritzplatte

Spritzversuch


Spritzmaschine im Einsatz


Rückprallmessungen (Konzentrationsabhängigkeit)

25

30

35

40

45

50

55

Nullbeton SZ A (0,1%) SZ A (0,2%) SZ B (0,1%) SZ B (0,2%)

Rü

ck

pra

ll [%

]


Rückprallmessungen

25

35

45

55

Nullbe ton SZ A(0,2%) SZ B (0,2%) SZ C (0,2%) SZ D (0,2%)

Rü

ck

pra

ll [

%]


Festigkeitsmessungen

Frühfestigkeit Penetrationsmethode – 1 N/mm2 innerhalb der ersten 5 Minuten

Bolzensetzverfahren:

Eindringtiefe und Ausziehkraft von eingeschossenen Nägeln

nach 3, 6 und 9h, Geltungsbereich 1-16 N/mm2

Druckfestigkeit Messung an Bohrkernen nach 1, 7 und 28 Tagen

Lagerung unter Wasser oder im Klimaschrank

Festigkeitsklasse J2 – geforderte Festigkeiten

(Spritzbetonrichtlinie) 1 N/mm2 nach 3h

2 N/mm2 nach 9h

5 N/mm2 nach 24h


Festigkeitsmessungen

Frühfestigkeitsmessung mit dem Penetrometer

Spritzkisten (Bolzensetzverfahren)


Festigkeitsentwicklung - Konzentrationsabhängigkeit

0

10

20

30

40

50

Nullbeton SZ A (0,1%) SZ A (0,2%) SZ B (0,1%) SZ B (0,2%)

Dru

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[M

Pa]

3h

9h

7d

28d


Festigkeitsentwicklung

0

10

20

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40

50

Nullbeton SZ A (0,2%) SZ B (0,2%) SZ C (0,2%) SZ D (0,2%)

Dru

ck

fes

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MP

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3h

9h

7d

28d


Nassspritzbeton (NSB)

17,5

20

22,5

25

Nullmörtel SZ A SZ B SZ C

AB

M [

cm

]

Im Trockenspritzbeton ist die Verdickerwirkung nicht so wichtig – kein Pumpen notwendig

Spezielle Anforderungen im NSB:

NSB ist Fließbeton – Fließmitteleinsatz - keine zusätzliche Verdickung durch Zusatzmittel (ABM) – Wechselwirkung zwischen einzelnen Zusatzmitteln – bis zu 2h Garantie der Konsistenz bis zur Applikation

Interessantes Entwicklungsprodukt SZ B – gute Wirkung im Trockenspritzverfahren


Zusammenfassung

Das Projektziel „Die Entwicklung von Stärkeethern als Rückprallminderer im Spritzbeton“ konnte erreicht werden. Es gibt einige viel versprechende Produkte, die auch am Markt umgesetzt werden sollen, nachdem es von dort eine sehr positive Resonanz gibt.

Das Projekt war auf die Trockenspritzbetonanwendung fokussiert. Es gibt aber auch ein erfolgversprechendes Produkt für die Nassspritzbetonanwendung.

UND …..


Trockenspritzbeton Praxiserfahrung

Erfolgreiche Versuche am Spritzbetonversuchsstand – Baustellenversuch beim Wiener U-Bahn-Bau (Linie U2)

Bestätigung der Ergebnisse – Rückprallreduktionen um 10-20%-Punkte


Es ist schwieriger, eine vorgefaßte Meinung zu zertrümmern als ein Atom.

Albert Einstein (40)14.03.1879 - 18.04.1955deutscher Physiker und Nobelpreisträger


VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT

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