SANDARTEN

Nachfolgend sind einige Sandarten und ihre Anwendungen in Beton aufgeführt.

Dünen-/Wüstensand: 0,1 bis 1,6 mm (100–1600 µm). Aufgrund seiner glatten Oberfläche nicht für den Bau geeignet.

Feiner Sand: 0,075 bis 0,425 mm (75–4250 µm). Wird für Putz, Mörtelmischungen mit glatten Oberflächen und Feinbetonarbeiten verwendet.

Betonsand (C-Sand): 0,15 bis 4,75 mm (150–4750 µm). Diese Körnung wird bevorzugt für den Bau verwendet, da sie sich gut mit Beton verbindet und für Festigkeit und Haltbarkeit sorgt.

Grober Sand: 2 bis 4 mm (2000–4000 µm) oder größer. Wird in Anwendungen verwendet, bei denen die strukturelle Integrität im Vordergrund steht, wie z. B. im Fundament- und Straßenbau.

VORTEILE VON DÜNENSAND

In vielen Wüstenregionen gibt es reichlich Dünensand. Dünensand bietet vielfältige Vorteile, darunter:

Feiner Zuschlagstoff: Dünensand kann als feiner Zuschlagstoff in Betonmischungen dienen und so den Mangel an Flusssand kompensieren oder ergänzen.

Kosteneffizienz: Dünensand aus lokaler Produktion reduziert Transportkosten und die Abhängigkeit von traditionellen Sandquellen.

Umweltvorteile: Die Verwendung von Dünensand schont Ressourcen und reduziert die Umweltbelastung von Bauprojekten.

Verarbeitbarkeit: Studien deuten auf eine verbesserte Verarbeitbarkeit von Beton durch die Verwendung von Dünensand hin.

Festigkeit: Studien zufolge kann Dünensand bis zu 40 % des Betonanteils ausmachen, ohne dessen Festigkeit und Haltbarkeit zu beeinträchtigen.

Hinterfüllung und Böschungen: Dünensand eignet sich für Hinterfüllungen und den Bau von Böschungen.

Pflasterverbundsteine: Dünensand kann zur Herstellung von Pflasterverbundsteinen verwendet werden.

Verputzen: Aufgrund seiner Gleichmäßigkeit eignet sich Dünensand hervorragend für Wandputz und feine Betonarbeiten.

DIE SCHNITTSTELLE DES DÜNENSANDES

Das Fehlen mikroskopischer Rauheiten oder Poren bedeutet, dass dem Klebstoff weniger Fläche zum Greifen und Bilden einer starken Verbindung zur Verfügung steht.

Das Verkleben auf glatten mikroskopischen Oberflächen wie Dünensand kann daher eine Herausforderung darstellen, ist aber dennoch durch folgende Maßnahmen möglich:

• Mechanisches Aufrauen oder chemische Behandlungen

• mit Klebstoffen, die durch chemische Wechselwirkungen starke Bindungen bilden

• Erhöhung der Oberflächenenergie

UNZULÄNGLICHKEITEN DES TRADITIONELLEN ZEMENTS

Mit dem Begriff „Zement“ ist nicht Portlandzement gemeint. Er bedeutet lediglich „Bindemittel“ oder chemischer Klebstoff.

Das bedeutet, dass Zement nicht auf Produkte wie Portlandzement oder Hüttensand (GGBS oder GGBFS) beschränkt ist.

Mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 85 µm liegt gewöhnlicher Portlandzement (OPC) in der Größenordnung von Dünensand. Schnellhärtender Zement hat Partikelgrößen zwischen 10 und 50 µm. Warum haften diese Klebstoffe, deren Oberflächen durch Schleifen mechanisch aufgerauht wurden, nicht fest an Dünensand?

Obwohl es sich um chemische Klebstoffe/Zemente mit Partikeln in einem ähnlichen oder sogar kleineren Größenbereich als Dünensand handelt, reicht die Oberfläche herkömmlicher Zemente nicht aus, um eine starke Verbindung mit der glatten Oberfläche der Mikropartikel von Dünensand zu bilden.

DÜNEN-NANOZEMENT

Glatte Oberflächen wie Glas, Kunststoff, Metall und Dünensand weisen typischerweise eine geringere Oberflächenenergie auf als die meisten Materialien. Das bedeutet, dass Materialien wie Dünensand eine Bindung verhindern.

Der entscheidende Konstruktionsfaktor für eine effektive Verbindung von Beton mit glattem Dünensand ist daher ein Nanozement mit hoher Oberflächenenergie. Ein Nanomaterial mit großer Oberfläche und erhöhter Affinität zur Bindung mit Materialien mit niedrigerer Energie erhöht die Betonfestigkeit.

Im Bauwesen wird dieser Materialparameter auch als „Blaine“ (cm²/g) bezeichnet und steigt mit zunehmender Partikelgröße des Materials.

Diese zentrale Herausforderung löst NANOARC mit seinem proprietären Nanozement DUNECEM.

DUNECEM

Mit DUNECEM nutzt NANOARC andere chemische Zusammensetzungen, um einen leistungsstärkeren Nanozement mit durchschnittlichen Partikelgrößen zwischen 1 und 25 nm (0,001 und 0,025 µm) herzustellen. DUNECEM-Partikel sind 85.000-mal kleiner als herkömmliche Zementpartikel und haben einen etwa 200-mal höheren Blaine-Wert als herkömmliche Zemente, wie unten dargestellt:

ALLZWECK ZEMENT :     3,200 – 3,800 cm²/g

SCHLACKE ZEMENT (GGBS)  :                4,000 – 4,500 cm²/g

SCHNELLHÄRTENDER ZEMENT :       4,500 – 6,500 cm²/g

NANOARC DUNECEM :        359,300 - 635,200 cm²/g 

DUNECEM wird mithilfe nachhaltiger Nanochemie mit geringem Energieverbrauch und ohne CO2-Emissionen hergestellt, da sich solche superfeinen Nanopartikel nicht durch Mahlen gewinnen lassen.

DUNECEM bietet folgende Vorteile:

• Höhere Reaktivität ohne übermäßige Wärmeentwicklung,

• starke und effektive Verbindung mit Betonkomponenten wie Dünensand für höhere Dichte und Festigkeit,

• geringeres Betongewicht 

• Geringe Porosität und erhöhter Frost-Tau-Widerstand

• Schnelle Hydratation und Betonaushärtung

• Erhöhte Betonhaltbarkeit

• Minimiert den Bedarf an wiederkehrenden Reparaturen

DOSIERUNG

Die effektive DUNECEM-Dosierung* im Beton beträgt durchschnittlich 0,0001–0,001 Gew.-%, abhängig von der gewünschten Festigkeit. Bei einer Dosierung von 0,0001 Gew.-% erhöht sich die Betonfestigkeit in den ersten 24–72 Stunden durchschnittlich um 10–20 %.

ANWENDUNG: Keine spezielle Ausrüstung erforderlich. Wiegen Sie einfach das DUNECEM-Nanopulver ab, mischen Sie es vor der Hydratisierung gründlich mit Ihrem Feinzuschlagstoff in der Trockenphase und fahren Sie anschließend wie gewohnt fort.

*Das geschätzte Mischungsverhältnis von Dünensand für Beton beträgt ca. 75 % Dünensand und 25 % Flusssand. Durch eine Änderung der DUNECEM-Dosierung kann dieses Verhältnis weiter angepasst werden, um einen höheren Mischungsanteil an Dünensand zu erreichen.

VEREINFACHTE LOGISTIK

Die ultrahohe Blaine-Zahl der DUNECEM-Produkte ermöglicht deren Einsatz in ungewöhnlich niedrigen Dosierungen, was die Logistikkosten senkt. Beispielsweise reicht 1 kg DUNECEM BOND für 370 m³ Beton, der von unserem Werk weltweit zu einem Festpreis von 105 $ bzw. 45 € in ganz Europa versandt wird. Dies gleicht die hohen Kosten aus, die beim Versand von Tonnen konventionellen Zements entstehen.

Wir unterstützen bei der Neuentwicklung von Betonrezepturen mit Dünensand.