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Zusatzmittel für Zement und Zementmischungen
Bei Zement enthaltenden Baumaterialien hat man in verschiedener Weise durch Zusätze die Eigenschaften der Zementmischungen zu verbessern versucht. So hat man z. B. durch Zusatz geringer Mengen von Oxysäuren und deren Verbindungen die Eigenschaften der hydraulischen Bindemittel zu verbessern versucht, um eine höhere Plastizität, oder bei geringerem Zusatz von Wasser ausserdem eine Verminderung des Porenvolumens, ein höheres spezifisches Gewicht, eine Herabsetzung des Schwindens, eine Erhöhung der Dichte und damit eine Erhöhung der ganzen Festigkeit zu erzielen. Dies ist wohl auch gelungen, gleichzeitig aber hat es sich gezeigt, dass dadurch die Abbindezeit wesentlich verzögert wird.
Es ist auch bekannt, durch Zusatz von verschiedenen Abbindebeschleunigern, z. B. einer Mischung vonAlkalialuminat-und Alkalikarbonatlösung mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1, 1, ein rasches Abbinden, hohe Festigkeiten und erhöhte chemische Widerstandsfähigkeit hervorzurufen. Diese verbesserten Eigenschaften sind jedoch nicht von Dauer, da die Alkalireaktionen früher oder später das Bindemittel zerstören, wodurch die Festigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit z. B. im Vergleich mit üblichem Beton wieder bedeutend herabgesetzt wird. Zur Vermeidung dieses Nachteiles wurde versucht, Oxysäure und ihre Verbindungen mit den erwähnten Abbindebeschleunigern kombiniert zu verwenden, wodurch die Abbindezeit verkürzt, die Anfangsfestigkeit gesteigert und die Klebekraft des Zementes erhöht werden konnte.
Doch ist bisher die Lösung des Hauptproblems nicht gelungen, nämlich gleichzeitig mit den ge- nanntenEigenschaften eine dauernde Festigkeit gegen Abnutzung, Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und gegen chemische Einflüsse hervorzubringen. Dies hängt damit zusammen, dass es bisher nicht gelungen ist,
1. unter den verschiedenen Oxysäure und ihren Verbindungen den Stoff zu finden, der sich für eine ideelle Kombination eignet,
2. unter den verschiedenen an sich bekannten Abbindebeschleunigern die geeignete Gegenkomponente zu finden,
3. die optimale Kombination zwischen diesen zwei Stoffen hervorzubringen und
4. die optimalen Mischungsverhältnisse zwischen diesen Kombinationen und den verschiedenen Zementmischungen herauszufinden.
Die Erfindung betrifft ein Zusatzmittel für Zement und Zementmischungen, bestehend aus Alkalikarbonat und Weinsäure, zur Steigerung der Erhärtungsgeschwindigkeit, des Widerstandes gegen Abnutzung, der Wetterfestigkeit, des Bindevermögen, der Dichtigkeit und der Säurefestigkeit des Materials und besteht im wesentlichen darin, dass das Zusatzmittel aus ungefähr 851o Natriumkarbonat und 15ago Weinsäure, vorzugsweise aus 8 5, Illo Natriumkarbonat und 14, 89ago Weinsäure besteht. Durch das erfindungsgemässe Zusatzmittel werden die vorerwähnten Ziele erreicht.
Nach jahrelangen Versuchsreihen hat es sich nämlich gezeigt, dass von den grossen Mengen organischer Oxysäure sowie deren Verbindungen und Derivaten Weinsäure der einzige der bisher bekannten Stoffe ist, der sich für ein solches Zusatzmittel wirklich eignet und ferner wurde ermittelt, dass unter den vielen an sichbekanntenAbbindebeschleunigern es einen gibt, der in Kombination mit Weinsäure ganz besondere Wirkungen hervorruft, nämlich Natriumkarbonat.
Da der alleinige Zusatz von Natriumkarbonat zu Zementmischungen einen schädlichen Einfluss auf die Eigenschaften des Betons ausübt und z. B. eine Verringerung der Festigkeit desselben zur Folge hat, ist dieser Stoff bisher wenig zu diesem Zwecke verwendet worden. Aber auch in Verbindung mit Weinsäure ist Natriumkarbonat bisher nicht in Erscheinung getreten, was wahrscheinlich damit zusammenhängt, dass nur ein ganz besonderes Mischungsverhältnis zwischen Weinsäure und Natriumkarbonat die Eigenschaft hat, die günstigen Wirkungen beider Stoffe auszulösen und die ungünstigen Eigenschaften dieser Stoffe einzeln
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angewendet aufzuheben. Es hat sich dabei auch ergeben, dass es zur Erreichung des gewünschten Zieles nicht erforderlich ist, den pH-Wert der Mischung auf Null zu bringen.
Durch geringe Abweichungen von dem gefundenen vorzugsweisen Verhältnis des Zusatzmittels von 14, 89*%) Weinsäure und 85, 11% Natrium- karbonat kann die Abbindezeit der Zementmischung stark beeinflusst werden, grössere Abweichungen im,
Verhältnis hingegen ergeben nachteilige Wirkungen. Überraschenderweise hat sich auch gezeigt, dass das erfindungsgemässe Zusatzmittel mit seinen erwähnten Anteilen an Weinsäure und Natriumkarbonat auch bei Zementmischungen mit mengenmässig stark verschiedenem Anteil an Zement seine überaus günstigen
Wirkungen ausüben kann, wodurch die ansonsten auftretenden Schwierigkeiten behoben erscheinen, das richtige Mischungsverhältnis zwischen dem Zusatzmittel und dem Zementinhalt des hydraulischen Binde- mittels zu finden.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Mischungsverhältnis zwischen dem Zusatzmittel und dem Zementinhalt des hydraulischen Bindemittels auf die Eigenschaften desselben ohne Einfluss ist, aber ge- wisse Haupteigenschaften sind innerhalb gleich weiter Grenzen des Mischungsverhältnisses überraschend, wenn nur beachtet wird, dass die Anteile der erwähnten Stoffe des Zusatzmittels annähernd lä% bzw. 83% betragen. Besonders bemerkenswert ist, dass man auf diese Weise den Anteil von Weinsäure im Verhältnis zum
Gesamtinhalt von Zement auf höhere Mengen als bisher mit günstiger Wirkung bringen kann.
Bisher war die Meinung vorherrschend, dass Alkoholsäuren und ihre Verbindungen und Derivate in Verbindung mit bekannten Abbindebeschleunigern vorteilhaft nur in ganz geringen Mengen verwendet werden sollen, während Mengen über o vom Zementinhalt bereits nachteilig wirken. Im Gegensatz zu diesen bisherigen Ergebnissen der Forschung wird mit dem erfindungsgemässenZusatzmittel folgender Zusammensetzung eine optimale Wirkung in allen relevanten Beziehungen erreicht :
100 kg Zement
40 kg Natriumkarbonat
7 kg Weinsäure, was also einem Weinsäuregehalt von 7% des Zementinhaltes entspricht. Das Bindemittel dieser Zusam- mensetzung erhärtet schnell und weist ausserordentlich grosseFestigkeit gegen Abnutzung und gegen allge- meine chemische Einflüsse sowie eine unübertroffene Dichtigkeit auf.
Es hat sich aber weiter gezeigt, dass solche Mischungen auch andere Wirkungen hervorrufen, die mit den bekannten hydraulischen Binde- mitteln nicht erzielbar waren. So kann ein solches Bindemittel zur Ausbesserung von Altbeton verwendet werden. Es ist bekannt, dass man es bisher für unmöglich hielt, z. B. Betonwege oder Flugplätze mit einer neuen Betonschicht auf der alten auszubessern. Mit dem angegebenen Bindemittel als Bindeschicht zwi- schen Altbeton und Neubeton kann dieses nun erreicht werden. Weiters kann die Mischung als Oberflä- chenmittel auf die Innenseite von Betonölbehältern zum Dichtmachen mit bestem Erfolg verwendet wer- den. Es ist bekannt, dass es bisher nicht möglich war, Beton gegen Öl dicht zu machen. Überdies hat es sich aber gezeigt, dass die Mischung einen Schutz für den Beton gegen betonschädliche Chemikalien dar- stellt.
Ferner ist es bekannt, dass man bisher gegen Torfruss in Schornsteinen keinen tatsächlichen Schutz hatte. Mit der obengenannten Mischung im Inneren des Schornsteins versehen, kann dieser vollkommen sicher gegen Torfruss geschützt werden. Ausserdem kann mit der beschriebenen Mischung ein von Torfruss angegriffener Schornstein behandelt werden, wodurch es möglich ist, den Torfruss wirkungslos zu machen, was bisher mit einer Zementmischung nicht erreicht wurde.
Schliesslich hat es sich gezeigt, dass es mit der beschriebenen Mischung möglich ist, eine Betonober- fläche unter Wasser vollkommen dicht zu machen. Dies gilt auch für Meerwasser. Es ist wohl keine Neu- heit, dass eine Zementmischung unter Wasser abbinden kann. Das Neue liegt aber darin, dass man nicht nur ein Abbinden unter Wasser, sondern auch ein Dichtmachen durch die Mischung ermöglicht.
Wenn die genannte Mischung in optimaler Weise die beschriebenen Wirkungen in sich vereinigt, be- deutet es nicht, dass andere Kombinationen zwischen dem Zusatzmittel und dem Zementinhalt des hy- draulischen Bindemittels nicht erfolgreich verwendet werden können. So kann auch die nachstehend an- geführte Zusammensetzung der Mischung gewählt werden und man erzielt mit ihr sehr gute Eigenschaften, wie insbesondere Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und gegen Schwefelsäure der Atmosphäre von Industriestätten ; 0 30 kg Sand
20,21 kg Zement
4, 08 kg Natriumkarbonat und
0, 71 kg Weinsäure.
Es muss nur darauf geachtet werden, dass auch so mageren Mischungen das Mischungsverhältnis des
Zusatzmittels im angegebenen Verhältnis annähernd (15 : 85) gehalten wird..
Das Zusatzmittel kann als Trockenpulver zum Zement gesetzt werden, kann aber auch in Anmache- wasser gelöst werden.