Oberflächenaktives Zementhilfsmittel Die Erfindung bezieht sich auf ein festes Zusatzmittel für Zement bzw. für zementhaltige Mischungen mit einem oberflächenaktiven, nichtionogenen Überzug.
Es ist bekannt, dass man Oberflächenaktive Anlage rungsprodukte des Äthylenoxyds (siehe Buch dieses Titels von N. Schönfeldt, Wissenschaftliche Verlagsge sellschaft mbH., Stuttgart, 1959, Seite 297 bis 299) zur besseren Benetzung der festen Bestandteile des Zements bzw. der Mischung mit Sand verwendet.
Solche Zusätze, z.B. von Alkylphenoläther (Addukt aus Alkylphenol und Äthylenoxyd) oder Thioäther (Addukt aus Mercaptan und Äthylenoxyd) ermöglichen ferner eine erhöhte Frost beständigkeit und eine Verbesserung der Festigkeitsei genschaften, nebst Einsparungen an Zement.
Häufig geschieht der Einsatz solcher kapillaraktiven, nichtiono- genen Substanzen so, dass diese zwischen 200 bis 260 C verdampfen, oder in Form ihrer Lösungen durch Ver sprühen bei diesen Temperaturen zugeführt werden. Der Zusatz solcher nichtionogener Substanzen wird häufig bei der Bereitung des Betons auf der Baustelle in Form der flüssigen Anlagerungsprodukte des Äthylenoxyds vorge nommen. Die Zugabe der kapillaraktiven Substanzen in Form flüssiger Produkte ist auf der Baustelle sehr erschwert, da eine Dosierung des Produktes durch dessen ölige, hochviskose Beschaffenheit sehr schwierig ist.
Die Zugabe durch Verdampfen der reinen Äthylenoxydanla- gerungsprodukte oder durch Versprühen ihrer Lösungen beim Herstellungsprozess des Zements erfordert eine zusätzliche Bearbeitung des Zements und kann ein Zusammenbacken des Zements bewirken.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zusatzmittel für Zement bzw. für zementhaltige Mischungen, gekenn zeichnet durch feinteilige, feste, natürliche oder syntheti sche, anorganische, sauerstoffhaltige Siliciumverbindun- gen mit einem Überzug feinverteilter, oberflächenaktiver, nichtionogener Anlagerungsprodukte des Äthylenoxyds. Eine einfache Zugabe und Dosierung fester kapillarakti- ver, nichtionogener Substanzen bei normalen Temperatu ren ist auf diese Weise gewährleistet.
Die Herstellung solcher oberflächenaktiver Zement hilfsmittel geschieht z.B. dadurch, dass man die oberflä chenaktiven nichtionogenen Anlagerungsprodukte des Äthylenoxyds in feiner Verteilung auf Absorptionsmittel in Form feinverteilter natürlicher oder synthetischer anorganischer sauerstoffhaltiger Siliciumverbindungen, z. B. Silicagel (Markenprodukt der Silica-Gel-Gesell- schaft) oder Diatomeenerde aufbringt. Das Aufbringen der Substanzen gelingt auf folgenden Wegen: 1.
Lösen von Alkylphenol-Äthylenoxyd-Addukt oder Mercaptan-Äthylenoxyd-Addukt (im Folgenden kurz Äto-Addukte genannt) in Alkohol, Aceton, Benzol, To luol usw., Zugabe von Diatomeenerde, Mischen, Verdun sten oder Absaugen des Lösungsmittels.
2. Lösen der Äto-Addukte in kaltem Wasser, Zugabe der Diatomeenerde, Mischen und Zufügen von Kochsalz, Natriumsulfat oder anderen Elektrolyten über den Trü bungspunkt des Äto-Adduktes , Abfiltrieren und Trocknen. Diese Methode hat den Nachteil, dass das fertige, oberflächenaktive, feste Zementhilfsmittel stets noch etwas Salz enthält, selbst wenn die so präparierte Diatomeenerde nach der Belegung mit Äto-Addukten heiss ausgewaschen wird.
3. Lösen von Äto-Addukt in kaltem Wasser, Zugabe von Diatomeenerde zu der Lösung, Mischen oder Rüh ren, Erhitzen über den Trübungspunkt des Äto-Ad- duktes, Abfiltrieren und Trocknen.
Diese letzte Methode bringt die besten Ergebnisse hinsichtlich der gleichmässigen Feinverteilung der Äto- Addukte auf der Diatomeenerde. Ferner ist das Verfah ren am einfachsten und billigsten durchzuführen.
Die so hergestellten festen, oberflächenaktiven Ze menthilfsmittel bieten mehrere Vorteile: Sie sind leicht schüttbar, billig herzustellen, bedürfen bei der Aufbrin gung oder Zumischung zum Zement keiner Verdamp fung oder Versprühung, und sie können auch beim Mischen des Betons zugegeben werden, da sie leicht dosierbar sind.
Geeignete, oberflächenaktive Anlagerungsprodukte des Äthylenoxyds zur beschriebenen Präparation und zur Belegung von Diatomeenerde sind: Addukte des Äthylen oxyds an Tallöl, Stearinsäure, Ricinusöl, Oleylalkohol, Tridecylalkohol, Octylphenol, Nonylphenol, Octylkresol, Dodecylmercaptan usw.
Die Substrate wie Silicagel , Diatomeenerde usw. werden im allgemeinen mit 0,5 bis 30%, vorzugsweise mit 2 bis 10% des Oberflächenaktiven Anlagerungspro- duktes des Äthylenoxyds belegt.
<I>Beispiele</I> 1. 5 g eines Anlagerungsproduktes von 10 mol Äthy- lenoxyd an 1 mol Octylphenol werden in 400 ml kaltem Wasser unter Rühren gelöst. Dann werden 50 g Diato- meenerde zugegeben, 10 Minuten gerührt und die Mi schung auf 90 bis 95 C erhitzt (der Trübungspunkt dieses Äthylenoxyd-Adduktes liegt bei 72 C), heiss fil triert und das Produkt getrocknet.
Das fertige Produkt ist ein leicht schüttbares Pulver und enthält etwa 8,9% des oberflächenaktiven Adduktes.
2. 7 g eines Anlagerungsproduktes von 8 mol Äthylen- oxyd an 1 mol Nonylphenol werden in 500 ml Eiswasser unter Rühren gelöst. Dann werden 50 g Diatomeenerde zugegeben, 15 Minuten gerührt, auf 95 C erhitzt und heiss abgenutscht. Das Produkt ist nach der Trocknung ein schüttbares Pulver, das keinerlei Neigung zum Zusammenbacken zeigt. Das belegte Pulver kann in dieser Form dem Zement oder der Betonmischung zugegeben werden.
3. 4 g eines Benzyl-p-oxydiphenyl-polyglykoläthers (Emulgator erhalten durch Kondensation von p-Oxy- diphenyl mit Benzylclorid und Anlagerung von Äthylen- Oxyd) werden in 450 ml Wasser gelöst, unter Rühren 50 g Silicagel zugegeben, auf 90 C erhitzt, heiss abgenutscht und getrocknet. Es ergibt sich auch hier ein schüttbares nicht zusammenbackendes Pulver, das eine sehr gute, ;teichmässige Benetzung des Betons, neben hoher Frost beständigkeit bewirkt.
4. 3 g eines Oleyl-polyglykoläthers aus 1 mol Oleylal- kohol und 20 mol Äthylenoxyd werden in 350 ml Wasser gelöst, unter Rühren 50 g Diatomeenerde zugegeben und auf 95 C erhitzt und filtriert.
5. 2 g eines Anlagerungsproduktes von 9 bis 10 mol Äthylenoxyd an 1 mol Dodecylmercaptan werden in 400 ml Wasser gelöst, unter Rühren werden 50 g Silica- gel zugegeben, auf 70 C erhitzt (Trübungspunkt des Adduktes 42 bis 48 C), heiss filtriert und getrocknet.
Surface-active cement additive The invention relates to a solid additive for cement or for cement-containing mixtures with a surface-active, nonionic coating.
It is known that surface-active investment products of ethylene oxide (see book of this title by N. Schönfeldt, Wissenschaftliche Verlagsge sellschaft mbH., Stuttgart, 1959, pages 297 to 299) for better wetting of the solid constituents of the cement or the mixture with sand used.
Such additives, e.g. alkylphenol ethers (adduct of alkylphenol and ethylene oxide) or thioethers (adduct of mercaptan and ethylene oxide) also enable increased frost resistance and an improvement in strength properties, along with savings in cement.
Such capillary-active, non-ionic substances are often used in such a way that they evaporate between 200 and 260 C, or are supplied in the form of their solutions by spraying at these temperatures. The addition of such non-ionic substances is often taken in the preparation of the concrete on the construction site in the form of the liquid addition products of ethylene oxide. The addition of the capillary-active substances in the form of liquid products is very difficult on the construction site, since dosing the product is very difficult due to its oily, highly viscous nature.
The addition by evaporation of the pure Äthylenoxydanla- gerungsprodukte or by spraying their solutions in the manufacturing process of the cement requires additional processing of the cement and can cause the cement to stick together.
The present invention relates to an additive for cement or for cement-containing mixtures, marked by finely divided, solid, natural or synthetic, inorganic, oxygen-containing silicon compounds with a coating of finely divided, surface-active, nonionic addition products of ethylene oxide. A simple addition and dosage of solid, capillary-active, non-ionic substances at normal temperatures is guaranteed in this way.
The production of such surface-active cement auxiliaries takes place e.g. in that the surface active nonionic addition products of ethylene oxide in fine distribution on absorbents in the form of finely divided natural or synthetic inorganic oxygen-containing silicon compounds, eg. B. silica gel (branded product of the silica gel company) or diatomaceous earth. The substances can be applied in the following ways: 1.
Dissolve alkylphenol-ethylene oxide adduct or mercaptan-ethylene oxide adduct (hereinafter referred to as eto adducts for short) in alcohol, acetone, benzene, toluene, etc., add diatomaceous earth, mix, evaporate or suck off the solvent.
2. Dissolve the eto-adducts in cold water, add the diatomaceous earth, mix and add table salt, sodium sulfate or other electrolytes above the cloud point of the eto-adduct, filter off and dry. This method has the disadvantage that the finished, surface-active, solid cement auxiliary always contains some salt, even if the diatomaceous earth prepared in this way is washed out with hot water after it has been coated with eto-adducts.
3. Dissolving the eto-adduct in cold water, adding diatomaceous earth to the solution, mixing or stirring, heating above the cloud point of the eto-adduct, filtering off and drying.
This last method brings the best results with regard to the even fine distribution of the eto-adducts on the diatomaceous earth. Furthermore, the method is easiest and cheapest to carry out.
The solid, surface-active cement auxiliaries produced in this way offer several advantages: They are easy to pour, inexpensive to manufacture, do not require any evaporation or spraying when applying or adding to the cement, and they can also be added when the concrete is mixed because they are easy to dose are.
Suitable, surface-active addition products of ethylene oxide for the preparation described and for the coating of diatomaceous earth are: adducts of ethylene oxide with tall oil, stearic acid, castor oil, oleyl alcohol, tridecyl alcohol, octylphenol, nonylphenol, octyl cresol, dodecyl mercaptan, etc.
The substrates such as silica gel, diatomaceous earth, etc. are generally covered with 0.5 to 30%, preferably with 2 to 10% of the surface-active addition product of the ethylene oxide.
<I> Examples </I> 1. 5 g of an adduct of 10 mol of ethylene oxide and 1 mol of octylphenol are dissolved in 400 ml of cold water while stirring. Then 50 g of diatomaceous earth are added, stirred for 10 minutes and the mixture is heated to 90 to 95 ° C. (the cloud point of this ethylene oxide adduct is 72 ° C.), filtered hot and the product is dried.
The finished product is an easily pourable powder and contains about 8.9% of the surface-active adduct.
2. 7 g of an adduct of 8 mol of ethylene oxide and 1 mol of nonylphenol are dissolved in 500 ml of ice water with stirring. Then 50 g of diatomaceous earth are added, the mixture is stirred for 15 minutes, heated to 95 ° C. and suction filtered while hot. After drying, the product is a pourable powder that shows no tendency to stick together. The coated powder can be added in this form to the cement or the concrete mix.
3. 4 g of a benzyl-p-oxydiphenyl-polyglycol ether (emulsifier obtained by condensation of p-oxydiphenyl with benzyl chloride and addition of ethylene oxide) are dissolved in 450 ml of water, 50 g of silica gel are added with stirring and the mixture is heated to 90.degree , sucked hot and dried. Here, too, the result is a pourable, non-caking powder which results in very good, pond-like wetting of the concrete, in addition to high frost resistance.
4. 3 g of an oleyl polyglycol ether made from 1 mol of oleyl alcohol and 20 mol of ethylene oxide are dissolved in 350 ml of water, 50 g of diatomaceous earth are added with stirring and the mixture is heated to 95 ° C. and filtered.
5. 2 g of an adduct of 9 to 10 mol of ethylene oxide with 1 mol of dodecyl mercaptan are dissolved in 400 ml of water, 50 g of silica gel are added with stirring, heated to 70 ° C. (cloud point of the adduct 42 to 48 ° C.), filtered hot and dried.