Verfahren zur Herstellung von Mörtel und Beton. Viele hydraulische Bindemittel, insbeson dere ie Zemente, weisen nur unvollkommene Benetzbarkeit durch Wasser auf. Auch die Zuschlagstoffe, wie ziun Beispiel Sand und Kies, die bei der Verwendung des Zementes diesem zugesetzt werden, leisten der Be netzung durch das Anmachewasser mehr oder weniger Widerstand. Man ist aus diesem Grunde in der Technik gezwungen, mit viel grösseren Mengen von Wasser bei der Zuberei tung von plastischen Mörtel- oder Betonsorten zu arbeiten,
als chemisch notwendig wäre. Dieser unerwünschte Wasserübersehuss wirkt sich insofern nachteilig aus, als er während desAbb@inde- und < Au;
strocknungsvorganges des Mörtels oder Betons verdunstet, wobei Poren, die meist in Form von Kapillaren den Mörtel oder Beton durchziehen, hinterbleiben. Diese Poren, respektive Kapillaren sind wahrschein lich die Ursache dafür, dass die Festigkeit und Wasserdurchlässigkeit des abgebundenen Ze mentes, Mörtels oder Betons zu wünschen übrig lassen.
Es ist bereits bekannt, dass. man diese un- erwünschten Eigenschaften der hydraulischen Bindemittel dadurch verbessern kann, dass man ihnen oder dem bei ihrer Verarbeitung benötigten Anmachewasser geringe Mengen so genannter Plastifizierungsmittel, das sind die Oberflächenspannung vermindernde :Stoffe, zusetzt.
Derartige Stoffe, die für den vor- stehenden Zweck bereits empfohlen sind, liegen beispielsweise in,den höhermolekularen Eiweissspaltprodukten, den Huminsäuren, den ligninsulfosauren Salzen, den Ölsäuresälzen, Stearinseifen, Harzseifen oder gewissen Tri- äthanolverbindungen vor.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mörtel und Beton, das - dadÜrch gekennzeichnet ist, dass man als Plaatifizierungsmittel mit ober- flächenspannungsvermindernder Wirkung hö here aliphatische Kohlenwasserstoffketten ent haltende Sulfonsäuren_ oder deren 'Salze verendet, namentlich solche,
bei denen die in ihnen enthaltenen Kohlenwasserstoffreste- 8 bis 20 C-Atome enthalten. Mit diesen neuen Pla sffizierungsmitteln, die zweckmässig in einer Menge von 0,2 bis<B>0,314</B> (auf das Ge wicht des hydraulischen Bindemittels berech- net) zur Anwendung kommen.,
ergibt sich eine Verbesserung des Mörtels und.Betons hin sichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften und Wasserundurchlässigkeit, die erheblich weiter geht, als dies mit den bisher bekanntgewor denen Mitteln erzielbar war.
Die Plastifizierungsmittel können eine ge rade oder verzweigte aliphatische Kohlen wasserstoffkette aufweisen, die ungefähr die gleiche Anzahl von Kohlensoffatomen enthält, wie sie in den seifenbildenden Fettsäuren enthalten sind, das heisst etwa 8 bis 20, gohlenstoffatome. Daneben kön nen sie auch noch einen aromatischen gern, zum Beispiel einen Benzol- oder Naphtalinkern, enthalten.
Die Zahl ihrer Sulfonsäuregrappen beträgt vorzugsweise 1 bis 3. Höhermolekulare aliphatische Sulfon- säuren der vorstehend genannten Art oder deren Salze sind beispielsweise unter der Markenbezeichnung Mersolate leicht zu gänglich geworden.
Unter diesen Mer- solaten sind Verbindungen zu verstehen, die bei der Einwirkung von Schwefeldioxyd und Chlor auf aliphatische gohlenwasserstoffe, gegebenenfalls -unter dem Einfluss von kurz- Welligem Licht, und nachträglicher Ver- seifung der hierbei entstehenden Sulfochlo- ride sich bilden.
An Stelle dieser Mersolate können aber auch andere gleichartig zusam mengesetzte, aber auf andern Wegen erhält liche aliphatische Sulfonsäüren in der erfin dungsgemässen Weise verwendet werden. Es soll hier beispielsweise auf die im Verlaufe der sauren Mineralölraffination anfallenden Mahagonisäuren hingewiesen werden.
Erfin dungsgemäss zu verwendende Alkylarylsdl- fonsäuren oder deren Salze können dadurch leicht hergestellt werden, dass man aliphati- sche gohlenwasserstoffe mit Halogenen, ins besondere Chlor, behandelt, die entstehenden Halogenide nach dem Prinzip der bekannten Friedel-grafftschen Reaktion mit aromati schen Verbindungen, wie zum Beispiel Ben zol, Toluol oder Naphtalin, kondensiert und die hierbei entstehenden Alkylarylverbindun- gen schliesslich sulfoniert.
Die Wirkung die ser Stoffe bei ihrer erfindungsmässigen Ver wendung besteht unter anderem darin, dass man für die Herstellung von plastischen Zement-, Mörtel- oder Betongemischen be deutend weniger Anmachewasser benötigt, und dass damit hergestellter Mörtel oder Beton nach dem Abbinden eine wesentlich höhere Biege- und Druckfestigkeit sowie ge ringere Wasserdurchlässigkeit aufweist als bei Abwesenheit dieser Zusatzstoffe.
In die sem Zusammenhang soll als ein weiterer Vor zug der neuen Zusatzstoffe erwähnt werden, dass die mit deren Hilfe erzielbaren Fort- schritte nicht mit irgendwelchen Nachteilen, beispielsweise einer Verlangsamung des Ab bindevorganges der hydraulischen Binde mittel, der bei der Verwendung einer Anzahl der vorbekannten Zementdichtungsmittel be obachtet werden kann, erkauft wird.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Sulfonsäuren oder Sulfonate können in reiner Form oder auch in der Form ihrer Gemische untereinander, ferner auch im Ge misch mit andern Zementdichtungsmitteln, wie zum Beispiel mit Eiweissspaltprodukten der bekannten Art oder mit Har7verseifungs- produkten, von denen das unter der Marken bezeichnung Vinsol-Resin bekannte Produkt besonders erwähnt sein soll, verwendet wer den.
Es muss als überraschend betrachtet werden, dass man sehr oft bei der Verwen- dung derartiger Gemische nicht nur eine Addition der günstigen Wirkung der einzel nen Bestandteile, sondern darüber hinaus noch eine zusätzliche weitere Verbesserung erzielen kann. Durch einige Beispiele soll die vorliegende Erfindung noch weiter erläutert werden.
<I>Beispiele:</I> Eine Mörtelmischung, die aus einem Gewichtsteil Zement mit 6 Gewichtsteilen gemischtkörnigem Sand besteht, wird mit etwa 12 bis 13 % Wasser zu einem plastischen Mörtel angemacht. Aus diesem Mörtel werden die in den Betonprüfnormen vorgeschriebe nen Biegezug-Balken und Prüfplatten für die Wasserdurchlässigkeitsprüfung hergestellt.
Es werden zwei Vergleichsversuche angestellt, bei denen als Anmachewasser reines Wasser resp. eine Lösung von 3,5 g des unter dem Handelsnamen Mersolat bekannten alkyl- sulfonsaurem Natriums pro Liter Wasser ver wendet wurde. Alle Proben lagerten zimäch22t einen Tag in den Formen und anschliessend bis zur Durchführung der Festigkeits- und Wasserdurchlässigkeitsprüfungen noch 28 Tage unter feuchten Tüchern.
Die Untersuchung der Proben auf ihre Festigkeit ergab folgende Werte:
EMI0003.0001
Mit <SEP> Wasser <SEP> Mit <SEP> Alkylsulfonatzusatz
<tb> hergestellte <SEP> Proben <SEP> hergestellte <SEP> Proben
<tb> Biegezugfesti,gkeit: <SEP> 11,0 <SEP> kg/em3 <SEP> 18,0 <SEP> kg/cm3
<tb> Druckfestigkeit: <SEP> 48,0 <SEP> kg/cm3 <SEP> 58,0 <SEP> kg/cm3 Die Prüfung auf die Wasserdurchlässig keit wurde im Burghartzschen Apparat wäh rend je 5 Stunden mit einem Wasserdruck von 1,3 und 4 m Wassersäule durchgeführt, wobei die folgenden Resultate erhalten wurden
EMI0003.0004
Ohne <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Mersolat <SEP> Mit <SEP> Alkylsulfonat
<tb> hergestellte <SEP> Proben <SEP> hergestellte- <SEP> Proben
<tb> Wasserdurchtritt:
<SEP> 1500 <SEP> cm3 <SEP> 250 <SEP> cm3 Durch den erfindungsgeiriässen Zusatz von Alkylsulfonat zum Anmachewasser wird also die Wasserdurchlässigkeit auf 1/s verringert.
Durch Variierung der Zusatzmenge von Alkylsulfonat kann selbstverständlich die Wirkung desselben gestärkt oder abge schwächt werden.
2. Für diese Versuche wurde ein handels üblicher Portland-Zement und als Zuschlag eine Sandmischung verwendet, die mi 20 0/0 aus Feinsand bis 0,02 min Korndurchmesser 40% Quarzsand 0,
7 bis 1 mm Korndurchmesser 30 % Quarzsand 1 bis 2 mm Korndurchmesser 10% Quarzsand 2 bis 3 mm Korndurchmesser bestand.
a) Es wurde zunächst ein Null-Versuch durchgeführt, bei dem 1 Teil Portland- Zement mit 6 Teilen des oben beschriebenen Sandgemisches vermischt und mit Wasser zu einem gut verarbeitbaren Mörtel angemacht wurde. Aus diesem wurden in der üblichen Weise Prüfplatten hergestellt, die nach 7 Ta gen Lagerung unter feuchten Tüchern und 21 Tagen Lagerung an der Luft auf ihre Wasserdurchlässigkeit und auf die Biegezug und Druckfestigkeit geprüft wurden.
Die<B>in,</B> der entenstehenden Tabelle unter Nr.1 auf geführten Durchschnittswerte sind die Mit telwerte aus je 9 Einzelprüfungen.
h) Die gleiche Zement-Sand-Mischung würde nunmehr mit einer wässrigen Lösung angemacht, welche auf 100 kg Zement 71 g V insol-Resin enthielt. Ans dem so erhalte nen Mörtel wurden in der gleichen Weise wie unter a) beschrieben, Prüfplatten hergestellt, die auf ihre Festigkeit und Wasserdurch- lässigkeit geprüft wurden. Die erhaltenen Werte sind -unter Nr. 2 in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
c,) Auf 100 kg Zement wurde ein Au machewasser verwendet, welches 36 g Vinsol- Resin und 36 g alkylsulfonsaures Natrium Mersolat H enthielt. Im übrigen wurde in der gleichen Weise wie unter a) beschrieben verfahren.
Die bei der Festigkeitsprüfung erhaltenen Werte sind unter Nr.3 in der folgenden Übersicht angeführt, d) Zum Anmachen der Zement-Sand- Mischung wurde eine wässrige Lösung -eines Alkylbenzolsulfonates deutscher Herkunft, Basopal-Markenprodukt , verwendet und im übrigen wie unter a) verfahren. Die hierbei ermittelten Werte sind unter Nr.4 in der folgenden Tabelle angeführt.
e) Die Zement-Sand-Mischung wurde in einer wässrigen Lösung, die auf 100 kg Zement 36 g Alkylbenzolsulfonat und 36 g Alliylsi11fonat enthielt, angemacht und wie bei a) beschrieben weiterbehandelt. DiaResul- tate der Festigkeit sind aus Nr. 5 der folgen den Tabelle ersichtlich:
EMI0004.0001
<I>Tabelle:</I>
<tb> Nr. <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> g <SEP> Zusatz <SEP> auf <SEP> 100 <SEP> kg <SEP> Zement
<tb> _ <SEP> zusammen
<tb> ohne <SEP> zusammen <SEP> 71 <SEP> g <SEP> Alkyl Zusatz <SEP> 71 <SEP> g <SEP> 71 <SEP> g <SEP> Vinsol <SEP> 71 <SEP> g <SEP> Alkyl- <SEP> arylsulfonat
<tb> Vinsol <SEP> + Mersolat <SEP> arylsulfonat
<tb> 1:1 <SEP> -I- <SEP> oMersolat
<tb> <U>-</U> <SEP> 1:1
<tb> Ausbreitmass <SEP> in <SEP> mm <SEP> 126. <SEP> 120 <SEP> 118 <SEP> 119 <SEP> 119
<tb> Wasser-Zement <SEP> Faktor <SEP> 0;
98 <SEP> 0,86 <SEP> 0,82 <SEP> 0,80 <SEP> 0,7-"l
<tb> Biegezug <SEP> Festigkeit <SEP> kg <SEP> pro <SEP> c <SEP> m2 <SEP> 24,5 <SEP> 30,1 <SEP> 33,9 <SEP> 28,5 <SEP> 32,0
<tb> Druckfestigkeit <SEP> kg <SEP> pro <SEP> em2 <SEP> 35,5 <SEP> 41,7 <SEP> 44,5 <SEP> 40,7 <SEP> 43,3
<tb> Wasserdurchgang <SEP> Kubikzentimeter
<tb> in <SEP> 4 <SEP> Std. <SEP> bei <SEP> 10 <SEP> m <SEP> 800 <SEP> 163 <SEP> 78 <SEP> 93 <SEP> 73
<tb> in <SEP> 4 <SEP> Std. <SEP> bei <SEP> 20 <SEP> m <SEP> 1422 <SEP> 360 <SEP> 189 <SEP> 264 <SEP> 220
<tb> in <SEP> 4 <SEP> Std. <SEP> bei <SEP> 30 <SEP> m <SEP> 2281 <SEP> 566 <SEP> 333 <SEP> 404 <SEP> 304
<tb> Wasserdruck