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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Epoxy-Derivaten
als Zusatzmittel für
zementäre Baustoffmassen
(wie z. B. Beton oder Mörtel),
welches insbesondere zur Massenhydrophobierung und/oder zur Unterdrückung von
Ausblühungen
auf Oberflächen
von gehärteten
zementären
Baustoffmassen eingesetzt wird.
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Ein
bekanntes Problem bei Zement-basierten Baustoffmassen stellt das
Auftreten von sog. Ausblühungen
(Effloreszenz) dar, wobei man zwischen Primär- und Sekundärausblühungen unterscheidet.
Die erstgenannten entstehen bereits beim Aushärten bspw. bei Beton, wobei
die Kapillaren des Frischbetons mit einer wässrigen Lösung der wasserlöslichen
Substanzen des Zementes, im Wesentlichen Calciumhydroxid, gefüllt sind.
Beim Erhärten
reagiert das Calciumhydroxid an der Betonoberfläche mit dem Kohlendioxid der
Luft unter Bildung von schwerlöslichem
Calciumcarbonat. Durch die Ausfällung
von Calciumcarbonat ist die Calciumhydroxid-Konzentration an der
Kapillarenmündung
geringer als im Inneren der Kapillaren. Daher gelangt ständig neues
Calciumhydroxid durch Diffusion aus den tieferen Schichten des Betons
an die Kapillarenmündung
und reagiert wiederum mit CO2 zu Calciumcarbonat.
Der entsprechende Prozess kommt erst zum Stillstand, wenn die Kapillarenmündungen
durch Calciumcarbonat verschlossen sind. Besonders stark treten
solche Primärausblühungen auf,
wenn sich auf der Betonoberfläche
ein Kondenswasserfilm befindet, weil sich dann das Calciumhydroxid über die
gesamte Betonoberfläche
verteilen kann und diese nach der Reaktion mit Kohlendioxid mit
wasserunlöslichem
Calciumcarbonat überziehen.
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Darüber hinaus
kann es auch bei der Freibewitterung von vollständig ausgehärtetem Beton zur Fleckenbildung
kommen, die im allgemeinen als Sekundärausblühungen bezeichnet werden. Diese
Sekundärausblühungen dauern
in der Regel 1 bis 2 Jahre, wobei als Ursache die langsame Bildung
von wasserlöslichem
Calciumhydrogencarbonat aus Calciumcarbonat angesehen wird.
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Da
das optische Aussehen von solchen mit Ausblühungen behafteten Bauelemente
sehr stark beeinträchtigt
ist, insbesondere bei farbigen Betonerzeugnissen, hat es nicht an
Versuchen gefehlt, diese Effloreszenz durch verschiedene Maßnahmen
zu verhindern bzw. zu unterdrücken.
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Entsprechend
dem Stand der Technik wurden hierzu zwei grundsätzliche Möglichkeiten vorgeschlagen,
die jedoch alle nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt haben.
Zum einen werden die Oberflächen von
ausgehärteten
Zement- oder Betonerzeugnissen mit speziellen Überzügen versehen, wobei vor allem
verschiedene Silikat- und Acrylatbeschichtungen empfohlen wurden.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch die Tatsache, dass diese
nachträglichen
Beschichtungen relativ umständlich
und unwirtschaftlich sind.
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Aus
diesem Grund hat man versucht, den Baustoffmassen vor deren Aushärtung geeignete
Additive zuzusetzen, welche die Entstehung von Ausblühungen verhindern
bzw. unterdrücken
sollen.
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So
ist aus der
DE 32 29
564 A1 bekannt, bei der Herstellung von eingefärbten Betonsteinen
zusätzlich Kreide
bspw. in Form einer wässrigen
Kreideslurry zu verwenden. Hierdurch soll das Bildungsgefälle von
Calciumcarbonat an der Oberfläche
dadurch verschoben werden, dass bereits am Anfang des Erstarrungsprozesses überschüssiges Calciumcarbonat
angeboten wird.
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Schließlich wird
gemäß der
EP 92 242 A1 vorgeschlagen,
zur Verhinderung von Ausblühungen
dem Beton oberflächenaktive
Polymere zuzusetzen. Diese oberflächenaktiven Polymere sollen
beim Aushärten
des Betons ihre Oberflächenaktivität irreversibel
verlieren und dabei zu wasserunlöslichen
Produkten umgewandelt werden.
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In
der Praxis haben sich derartige Hydrophobierungsmittel für ungehärtete Baustoffmassen
nicht durchsetzen können,
da sie unter den unterschiedlichen Witterungsbedingungen keine zuverlässige Wirkung aufweisen.
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Der
vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel
zur Verhinderung von Ausblühungen
auf Oberflächen
von gehärteten
zementären
Baustoffmassen und/oder zur Massenhydrophobierung bereitzustellen,
welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist,
sondern die Effloreszenz von zementären Baustoffmassen wirkungsvoll
und zuverlässig
verhindert. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
man als Zusatzmittel für
zementäre
Baustoffmassen Epoxy-Derivate
verwendet, die durch Umsetzung einer Di-, Tri- oder Tetraglycidyl-Verbindung (A) mit
einer ggf. ungesättigten
Reaktivkomponente (B), bestehend aus einer C8-C28-Fettsäure,
einem C8-C28-Alkohol
oder einem C8-C28-sekundären Amin
hergestellt worden sind.
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Es
hat sich hierbei überraschenderweise
gezeigt, dass sich diese Epoxy-Derivate
ausgezeichnet als Mittel zur Verhinderung des Ausblühens und/oder
zur Hydrophobierung von zementären
Baustoffmassen eignen. Außerdem
nehmen die zementären
Produkte durch die erfindungsgemäßen Zusatzmittel
deutlich weniger Wasser auf, wodurch sich Frostschäden und
eine schnelle Verrostung des Bewehrungsstahls deutlich reduzieren
lassen.
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Erfindungsgemäß werden
Epoxy-Derivate eingesetzt, die durch Umsetzung einer Di-, Tri- oder
Tetraglycidyl-Verbindung (A) mit einer Reaktivkomponente (B) hergestellt
worden sind.
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Als
besonders vorteilhaft werden Glycidyl-Verbindungen eingesetzt, die
ausgewählt
sind aus der Gruppe Cyclohexan-dimethanol-diglycidylether, Glycerin-triglycidylether,
Neopentylglykol-diglycidylether, Pentaerythrittetraglycidylether,
1,6-Hexandiol-diglycidylether, Polypropylen-glykoldiglycidylether,
Polyethylenglycol-diglycidylether, Trimethylolpropantriglycidylether,
Bisphenol A-diglycidylether, Bisphenol F-diglycidylether, 4,4'-Methylenbis (N,N-diglycidylanilin),
Tetraphenylolethan-glycidylether, N,N-Diglycidylanilin, Diethylenglycol-diglycidylether,
1,4-Butandiol-diglycidylether bzw. Mischungen daraus.
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Es
ist als erfindungswesentlich anzusehen, dass die Reaktivkomponente
(B) aus einer C8-C28-Fettsäure, einem
C8-C28-Alkohol oder
einem C8-C28-sekundären Amin
besteht, wobei die Reaktivkomponente gesättigte oder ungesättigte Reste
aufweisen kann.
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Aus
der Gruppe der Fettsäuren
sind Tallölfettsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Sonnenblumenölfettsäure, Kokosölfettsäure (C8-C18), Kokosölfettsäure (C12-C18), Sojaölfettsäure, Leinölfettsäure, Dodecansäure, Ölsäure, Linolsäure, Palmkernölfettsäure, Palmölfettsäure, Linolensäure und/oder
Arachidonsäure
als bevorzugt anzusehen. Bei den C8-C28-Alkoholen haben sich vor allem 1-Eicosanol,
1-Octadecanol, 1-Hexadecanol, 1-Tetradecanol, 1-Dodecanol, 1-Decanol
sowie 1-Octanol bewährt.
Bei den sekundären
Aminen mit C8-C28-C-Atomen
werden insbesondere die Alkylamine aus der Gruppe 2-Ethylhexylamin,
Dipentylamin, Dihexylamin, Dioctylamin, Bis(2-ethylhexyl)amin, N-Methyloctadecylamin
sowie Didecylamin eingesetzt.
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Die
Herstellung der erfindungsgemäßen Glycidyl-Verbindung
(A) mit der Reaktivkomponente (B) ist gemäß dem Stand der Technik hinreichend
beschrieben worden. So wird die Umsetzung von Epoxyden mit Carbonsäuren in "Reaktionen der organischen
Synthese", Cesare
Ferri, 1. Auflage 1978, Seite 505 sowie in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, 4.
Auflage, Band 6/3, Seite 459 sowie Band 14/2, Seite 507 bis 510
beschrieben. Bzgl. der Umsetzung von Epoxyden mit Alkoholen sei
auf "Methoden der
organischen Chemie",
Houben-Weyl, 4. Auflage, Band 6/3, Seite 40 bis 44 sowie Seite 456
bis 458 und Band 14/2, Seite 503 bis 506 sowie auf "Reaktionen der organischen
Synthese", Cesare
Ferri, 1. Auflage 1978, Seite 505 verwiesen. Die Umsetzung von Epoxyden
mit Aminen wird bspw. in "Methoden
der organischen Chemie",
Houben-Weyl, 4. Auflage, Band 14/2, Seite 516 bis 523 sowie in "Reaktionen der organischen
Synthese", Cesare Ferri,
1. Auflage 1978, Seite 504 bis 505 offenbart.
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Vorzugsweise
erfolgt die Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit der Reaktivkomponente
(B) bei Temperaturen von 20 bis 250 °C, wobei die Reaktion ggf. in
Gegenwart eines Katalysators erfolgen kann. So hat es sich als besonders
vorteilhaft erwiesen, bei der Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit
der Fettsäure
als Reaktivkomponente (B) auf basische Katalysatoren, wie z.B. Tetraalkylammonium-Halogonide
oder Alkalihydroxide, zurückzugreifen.
Im Falle der Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit einem Alkohol
als Reaktivkomponente (B) kann die Reaktion entweder Säuren-katalysiert
(z. B. Schwefelsäure,
Perchlorsäure, Fluorwasserstoffsäure, Bortrifluorid,
Zinn (IV)-Chlorid) oder Basen-katalysiert (z. B. Alkalihydroxide,
Alkalialkoholate, tertiäre
Amine) durchgeführt
werden.
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Die
Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit den sekundären Aminen
als Reaktivkomponente (B) erfolgt in der Regel ohne Katalysator,
doch können
kleine Mengen an Wasser oder Alkohol (z. B. Phenol) dem Reaktionsgemisch
zugegeben werden. Das Mol-Verhältnis
von Glycidyl-Komponente (A) zu der Reaktivkomponente (B) kann in
weiten Grenzen variiert werden, doch hat es sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, dass die Umsetzung im stöchiometrischen bzw. nahezu
stöchiometrischen
Verhältnis
erfolgt, d. h., dass pro Mol Glycidyl-Rest ein Mol an Reaktivkomponente
(B) eingesetzt wird.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Epoxy-Derivate eignen sich hervorragend zur Massenhydrophobierung
von zementären
Baustoffmassen und/oder zur Unterdrückung von Ausblühungen auf
Oberflächen von
gehärteten
zementären
Baustoffmassen. Hierbei werden die Epoxy-Derivate den nicht ausgehärteten zementären Baustoffmassen
in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Zementanteil,
zugesetzt. Als zementäre
Baustoffmassen entsprechend der vorliegenden Erfindung sind alle
Beton- und Mörtelsysteme anzusehen,
die als Hauptbindemittel Zement und als Nebenbestandteil ggf. noch
Kalk, Gips oder Anhydrit enthalten.
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Hierbei
werden die erfindungsgemäßen Epoxy-Derivate
den angemachten zementären
Baustoffmassen direkt zugesetzt. Es ist im Rahmen der vorliegenden
Erfindung jedoch auch möglich,
dass die erfindungsgemäßen Zusatzmittel
dem Anmachwasser bzw. Restwasser in emulgierter Form mit Hilfe von
externen Emulgatoren (bspw. ethoxylierte Verbindungen, wie Fettsäureethoxylat,
ethoxyliertes Rizinusöl
oder ethoxyliertes Fettamin) zugesetzt werden.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Epoxy-Derivate eignen sich hervorragend als Mittel zur Verhinderung
bzw. Unterdrückung
von Ausblühungen
auf Oberflächen
von gehärteten
zementären
Baustoffmassen und/oder zur Hydrophobierung der entsprechenden zementären Systeme.
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Außerdem nehmen
die zementären
Produkte durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Zusatzmittel deutlich weniger Wasser auf, wodurch sich Frostschäden und
eine schnelle Verrostung des Bewehrungsstahls deutlich reduzieren
lassen.
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Die
nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
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Beispiel 1
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629,8
g (2,1717 mol) Tallölfettsäure (Handelsname:
Tallölfettsäure 2%;
Fa. Hanf & Nelles)
bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 369,2 g (1,0859
mol) Bisphenol A-diglycidylether (Handelsname: Polypox E 270/500;
Fa. UPPC) zugeben und anschließend
1,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der
Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 150°C
erwärmt.
Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt
ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
Reaktionsdauer:
ca. 9 h.
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Beispiel 1A
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60
g eines Fettsäureethoxylates
(Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt
und auf 45 °C
erwärmt.
Dann werden 120 g des Produktes aus Beispiel 1 über 1 h zur Vorlage zugegeben.
Es entsteht eine bräunlich-weiße viskose
Mischung. Anschließend
werden 620 g Wasser über
1 h zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 1.
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Beispiel 2
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630,6
g (2,2602 mol) Sojaölfettsäure (Handelsname:
Nouracid SE 30; Fa. Hanf & Nelles)
bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 368,4 g (0,5650
mol) Pentaerythrittetraglycidylether (Handelsname: Polypox R16;
Fa. UPPC) zugeben, anschließend
1,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der
Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 150°C
erwärmt.
Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt
ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
Reaktionsdauer:
ca. 10 h.
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Beispiel 2A
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40
g eines Fettsäureethoxylates
(Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt.
Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 °C erwärmen und
120 g des Produktes aus Beispiel 2 über 1 h zugeben. Es entsteht
eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h
zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-% bezogen auf das
Produkt aus Beispiel 2.
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Beispiel 3
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658,6
g (2,3480 mol) Leinölfettsäure (Handelsname:
Nouracid LE 80; Fa. Hanf & Nelles)
bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 340,4 g (0,7825
mol) Trimethylolpropantriglycidylether (Handelsname: Polypox R 20;
Fa. UPPC) zugeben, anschließend
1,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der
Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 150°C
erwärmt. Bei
dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt
ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
Reaktionsdauer:
ca. 10 h.
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Beispiel 3A
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40
g eines ethoxylierten Rizinusöls
(Handelsname: Berol 199; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt.
Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 °C erwärmen und
120 g des Produktes aus Beispiel 3 über 1 h zugeben. Es entsteht
eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h
zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 3.
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Beispiel 4
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643,4
g (2,2938 mol) Sonnenblumenölfettsäure (Handelsname:
Nouracid HE 30; Fa. Hanf & Nelles) bei
Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen,
355,6 g (1,1471 mol) Neopentylglycoldiglycidylether (Handelsname:
Polypox R14; Fa. UPPC) zugeben, anschließend 1,0 g Tetrabutylammoniumbromid
(Fa. Aldrich) hinzufügen.
Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 150 °C
erwärmt.
Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt
ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
Reaktionsdauer:
ca. 8 h.
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Beispiel 4A
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40
g eines ethoxylierten Rizinusöls
(Handelsname: Berol 199; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt.
Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 °C erwärmen und
120 g des Produktes aus Beispiel 4 über 1 h zugeben. Es entsteht
eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h
zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 4.
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Beispiel 5
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121,7
g (0,4292 mol) N-Methyloctadecylamin (Fa. Aldrich) bei Raumtemperatur
im Reaktionsgefäß vorlegen,
78,1 g (0,2146 mol) Bisphenol A diglycidylether (Handelsname: Araldit
GY 240; Fa. Huntsman) zugeben, anschließend 0,2 g (0,0006 mol) Tetrabutylammoniumbromid
(Fa. Aldrich) hinzufügen.
Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 80 °C
erwärmt.
Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis kein sek. Amin mehr nachweisbar
ist
Reaktionsdauer: ca. 4 h.
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Das
Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
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Beispiel 5 A
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60
g eines ethoxylierten Fettamins (Handelsname: Berol 386; Fa. AkzoNobel)
werden im Reaktionsgefäß vorgelegt
und auf 55 °C
erwärmt.
Dann werden 120 g des Produktes aus Beispiel 5 auf 55 °C erwärmt und über 1 h
zur Vorlage zugegeben. Es entsteht eine weiße viskose Mischung. Anschließend werden
620 g Wasser über
1 h zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 5.
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Beispiel 6
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584,2
g (2,6922 mol) Kokosölfettsäure C12-C18
(Handelsname: Kortacid CG; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen,
414,6 g (1,3461 mol) 1,6-Hexandioldiglycidylether (Handelsname:
Polypox R 18; Fa. Huntsman) zugeben, anschließend 1,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid
(Fa. Aldrich) hinzufügen.
Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch
auf 150 °C
erwärmt.
Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt
ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.
Reaktionsdauer:
ca. 8 h.
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Beispiel 6A
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40
g eines Fettsäureethoxylates
(Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt.
Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 °C erwärmen und
120 g des Produktes aus Beispiel 6 über 1 h zugeben. Es entsteht
eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h
zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 6.
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Beispiel 7
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270,5
g (1,00 mol) 1-Octadecanol werden in einem Reaktionsgefäß vorgelegt,
der Reaktionsraum mit Stickstoff gespült und auf 90 °C aufgeheizt.
Man gibt 1,6 g (0,04 mol) NaOH zu und lässt 2 h reagieren. Anschließend werden
616,0 g (2,00 mol) 1,6-Hexandioldiglycidylether (Handelsname: Polypox
R 18; Fa. Huntsman) zugegeben. Der Reaktionsraum wird wieder mit
Stickstoff gespült
und das Reaktionsgemisch auf 130 °C erwärmt. Bei
dieser Temperatur wird 10 h gehalten.
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Das
Reaktionsprodukt ist bei Raumtemperatur ein weißer wachsartiger Feststoff,
der besser in Form einer wässrigen
Emulsion als Zusatzmittel eingesetzt wird.
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Beispiel 7A
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60
g eines ethoxylierten Fettamins (Handelsname: Berol 386; Fa. AkzoNobel)
werden im Reaktionsgefäß vorgelegt
und auf 55°C
erwärmt.
Dann werden 120 g des Produktes aus Bsp. 7 auf 55°C erwärmt und über 1 h
zur Vorlage zugegeben. Es entsteht eine bräunlich weiße viskose Mischung. Anschließend werden 620
g Wasser über
1 h zudosiert. Man erhält
schließlich
eine milchig weiße
Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf
das Produkt aus Beispiel 7.
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Abprüfung der
hergestellten Produkte
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Die
Probekörper
werden nach folgender Methode hergestellt und auf ihr Ausblühverhalten
geprüft:
Normgemäß wird in
einem Zwangsmischer eine Mischung (11 kg) nach folgender Rezeptur
hergestellt, wobei zunächst
alle Aggregate 10 sec. trocken vermischt werden. Anschließend wird
das Vorgabewasser zugegeben und 2 Min. gemischt, dann Zugabe des
Restwassers, Mischdauer 2 Min. Das Zusatzmittel wird entweder dem Restwasser
(Zugabe RW = Zugabe des Zusatzmittels in das Restwasser) oder der
Betonmischung zugefügt (Zugabe
BM = Zugabe des Zusatzmittel in die Betonmischung):
380
kg/m3 | Zement
(Bernburg CEM I 42,5 R; 380 kg/m3) |
1104
kg/m3 | Sand
0/2 |
296
kg/m3 | Kies
2/5 |
296
kg/m3 | Kies
5/8 |
137
kg/m3 | Wasser |
w/z: | 0,36 |
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Das
Zusatzmittel wird in unterschiedlichen Dosierungen, bezogen auf
den Zement, in der Mischung eingesetzt und entweder dem Restwasser
oder der Betonmischung beigefügt.
Die Angaben der Dosierung des Zusatzmittels beziehen sich immer
auf Feststoff „Zusatzmittel" zu Feststoff „Zement". Der Wassergehalt
des Zusatzmittels wird von der Menge des Anmachwassers abgezogen.
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Zur
Herstellung der Prüfkörper werden
jeweils genau 1300 g der frischen Betonmischung in runde Formen
gegeben und mit einem Auflagegewicht von 30 kg auf einem Rütteltisch
90 sec. verdichtet. Anschließend wird
der frische Probekörper
entschalt und 2 Tage in einer Klimakammer (20°C, 65% rel. LF) zur Aushärtung gelagert.
Dann wird die Helligkeit der Probekörper mit einem Farbphotospektrometer
(Color-Guide sphere spin, Byk Gardner) gemessen (L1), wobei auf
die Probekörper
eine Schablone mit 9 Messpunkten gelegt wird, damit später bei
der zweiten Messung die gleichen Punkte gemessen werden. Aus diesen
9 Punkten ergibt sich der Mittelwert L1. Im Anschluss werden die
Steine für
ca. 2 sec. in destilliertes Wasser getaucht und feucht in einem
Plastiksack luftdicht verpackt. Dieser Sack wird in der Klimakammer
10 Tage gelagert. Anschließend werden
die Steine ausgepackt und 2 Tage zur Trocknung in der Klimakammer
gelagert. Nun werden die Helligkeiten der Probekörper ein zweites Mal mit Schablone
und Farbphotospektrometer gemessen (L 2). Je Mischung werden 6 Probekörper gefertigt
(und daraus der Mittelwert gebildet).
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Die
farbliche Veränderung
der Oberfläche
(ΔL) der
Probekörper
(Zunahme an Weißgrad)
ergibt sich als: ΔL
= L2 – L1
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Neben
der Aufhellung (ΔL)
der Probekörper
durch die Ausblühungen,
wurde auch die Homogenität
der Oberfläche
beurteilt, sowie die Wasseraufnahme der Probekörper bestimmt.
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Bestimmung
der Wasseraufnahme (WA) angelehnt an EN ISO 15148 Die trockenen
und ausgehärteten
Probekörper
werden gewogen (W1) und so in ein Wasserbad gestellt, dass die Unterseite
auf den Punktauflagen aufliegt und den Behälterboden nicht berührt. Wasserspiegel
ca. 5 mm über
der höchsten
Stelle der Unterseite. Nach 15 Min. werden die Probekörper aus
dem Wasserbad genommen und ein zweites Mal gewogen (W2). Der Prüfkörper wird
vorher mit einem feuchten, ausgewrungenen Schwamm abgetrocknet.
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Die
Wasseraufnahme ergibt sich als: WA = W2 – W1 Tabelle
1 (Beschleunigte Ausblühung
in der Klimakammer, 20°C,
65% rel. LF)
- Zugabe
BM = Zugabe des Zusatzmittel in die Betonmischung
- Zugabe RW = Zugabe des Zusatzmittels in das Restwasser
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Die
Werte in Klammern sind die Ergebnisse der Nullmischungen (ohne Zusatzmittel).
Die Prozentwerte geben an, um wie viel das Zusatzmittel jeweils
die Helligkeit bzw. die Wasseraufnahme im Vergleich zur Nullmischung
(ohne Zusatzmittel) reduziert hat.
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Die
Dosierungen geben den Feststoff des Zusatzmittels bezogen auf den
Zement in der Mischung an.