DE1076017B

DE1076017B - Process for improving the setting behavior of binders based on latent hydraulic products

Info

Publication number: DE1076017B
Application number: DEB29566A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Brandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-02-05
Filing date: 1954-02-05
Publication date: 1960-02-18

Description

Verfahren zur Verbesserung des Abbindeverhaltens von Bindemitteln auf der Grundlage latenthydraulischer Produkte Die Erfindung verfolgt das Ziel, die Eigenschaften der unter dem Begriff >zPuzzolane« zusammengefaßten latenthydraulischen Produkte, wie insbesondere Braunkohlen-Filteraschen, Hochofenschlacken und ähnlich gearteter Materialien und damit hergestellter hydraulischer Gemische zu verbessern.Process for improving the setting behavior of binders based on latent hydraulic products The invention pursues the goal of the properties of the latent-hydraulic ones summarized under the term "z-pozzolana" Products such as, in particular, lignite filter ash, blast furnace slag and the like type of materials and hydraulic mixtures produced with them.

Als Anreger für derartige latenthydraulische Produkte haben sich bisher nur Portlandzement, Gips und Kalk praktisch bewährt. Weiterhin vorgeschlagene Anreger sind z. B. Bariumoxyd, Soda, Ätzalkali.As a stimulus for such latent hydraulic products have so far only Portland cement, gypsum and lime have proven their worth in practice. Further proposed stimulators are z. B. barium oxide, soda, caustic alkali.

Eine reichlich bemessene Zugabe geeigneter Anreger führt zwar, wie am Hochofenzement, Eisenportlandzement, Gipsschlackenzement und anderen Bindemitteln ersichtlich ist, zu durchaus geeigneten Erzeugnissen. Die auf anderer Puzzolangrundlage aufgebauten Bindemittel konnten nicht die gleiche Bedeutung erlangen, und so haben z. B. Bindemittel auf der Grundlage von Filteraschen, zum Teil allerdings auch auf Grund ihres stark wechselnden Ausfalles, sich überhaupt noch nicht durchsetzen können.An ample addition of suitable stimulators leads to how on blast furnace cement, iron portland cement, gypsum slag cement and other binders can be seen, to perfectly suitable products. Those based on a different pozzolan built-up binders could not have the same meaning, and so have z. B. Binder on the basis of filter ashes, but sometimes also on Because of their strongly changing failure, not yet able to assert themselves at all.

Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß eine volle Ausnutzung der in den latenthydraulischen Produkten vorhandenen Bindemittelkräfte bisher in keinem Falle erreicht wird und daß diese Nichtausnutzung in dem Maße ansteigt, in welchem das latenthydraulische Produkt mengenmäßiger Bestandteil des Bindemittels ist.The invention is based on the finding that full utilization the binder forces present in the latent hydraulic products so far in is not achieved in any case and that this non-utilization increases to the extent that in which the latent hydraulic product is a quantitative component of the binder is.

Eine bekannte Maßnahme zur Verbesserung der Bindemitteleigenschaften von Portlandzement besteht in der Anwendung plastifizierender Zusatzmittel, wie z. B. L igninsulfonat, Fettalkoholsulfat, Huminsäure, Harzseife oder Eiweißabbauprodukt, bei der Mörtel-oder Betonherstellung. Auf die Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von Hochofen-, Eisenportland- oder Gipsschlackenzement bzw. der daraus hergestellten Mörtel- und Betongemische wirken sich derartige Zusatzmittel in der Regel weit weniger günstig aus. Der Grund dafür ist nach den Feststellungen des Erfinders, daß die latenthydraulischen Produkte durch derartige Zusatzmittel in ihrer Teilwirkung nicht, oder sogar ungünstig, beeinflußt werden.A known measure to improve the properties of the binder of Portland cement consists in the use of plasticizing additives such as z. B. Ligninsulfonat, fatty alcohol sulfate, humic acid, resin soap or protein degradation product, in mortar or concrete production. On the improvement of strength properties of blast furnace, iron portland or gypsum slag cement or those made from them As a rule, such additives have far less effect on mortar and concrete mixtures cheap. The reason for this, according to the inventor's findings, is that the latent hydraulic products through such additives in their partial effect, or even unfavorably.

Als Zusatzmittel für Mörtel- und Betongemische auf der Grundlage latenthydraulischer Produkte sind die gebräuchlichen plastifizierenden Netz- und Schaummittel, zumal wenn sie dem Anreger entgegenwirken, wenig bis überhaupt nicht geeignet. Man hat zwar schon für die Herstellung poröser Bausteine aus einer lufterhärtenden, überwiegend Kalk enthaltenden Braunkohlen-Filterasche die Verwendung eines Luftporen bildenden Schaummittelzusatzes zum Mörtel vorgeschlagen; aber hierbei hat es sich eben nicht um hydraulisch erhärtendes Material gehandelt.As an additive for mortar and concrete mixtures based on latent hydraulic Products are the usual plasticizing wetting agents and foaming agents, especially if they counteract the stimulator, little to no use. One has for the production of porous building blocks from an air-hardening, predominantly Lime-containing lignite filter ash use an air-entraining agent Foam additive proposed for mortar; but this is not the case dealt with hydraulically hardening material.

Wie nun gefunden wurde, können die Eigenschaften von Bindemitteln auf der Grundlage latenthydraulischer Produkte, insbesondere auch unter Mitverwendung aller Arten von Anregern, dadurch wirksam verbessert werden, daß dem latenthydraulische Produkte enthaltenden Mörtel oder Beton, oder deren Bestandteilen, vor oder bei der Verarbeitung kleine Mengen der sich von einem cyclischen Ringsystem ableitenden Sulfosäuren mit einem, auf freie Monosulfosäure berechnet, unter 300 liegenden Molekulargewicht, wie z. B. Phenolsulfosäure, zugesetzt werden.As has now been found, the properties of binders on the basis of latent hydraulic products, in particular also with use of all kinds of exciters, effectively improved by the fact that the latent hydraulic Products containing mortar or concrete, or their components, before or at processing small amounts of those derived from a cyclic ring system Sulphonic acids with a molecular weight, calculated on the free monosulphonic acid, below 300, such as B. phenol sulfonic acid can be added.

Derartige, praktisch in Form ihrer löslichen Salze anzuwendenden Mono- oder Disulfosäuren sind, im Gegensatz zu den für Portlandzement nützlichen micellar- und kolloidlöslichen Sulfosäuren, von kristalloider Natur, ohne Schaumwirkung und von abgeschwächter Netz- und Plastifizierungswirkung. Überraschenderweise bewirken derart niedermolekular lösliche Produkte keine Beeinträchtigung des Abbindeprozesses von latenthydraulischen bzw. solche enthaltenden Bindemitteln, vielmehr verursachen sie eine merkliche Plastifizierungswirkung, eine Regulierung des Abbindeprozesses und der Festigkeitsentwicklung im Sinne lang andauernder ständiger Festigkeitszunahme und des Erreichens wesentlich höherer Endfestigkeit. Diese Wirkungen treten auch bei derart reaktionsträgem Bindemittel wie Braunkohlen-Filterasche, zumal in Verbindung mit alkalischem Anreger, sehr günstig in Erscheinung, wobei noch die Tendenz zum Schnellbinden vermindert und Einsparung am Anreger ermöglicht wird.Such mono- or disulfonic acids, in contrast to the micellar- and colloid-soluble sulfonic acids, of a crystalloid nature, without foaming effect and of weakened wetting and plasticizing effect. Surprisingly effect such low-molecular-weight soluble products do not impair the setting process of latent hydraulic binders or binders containing them, rather cause they have a noticeable plasticizing effect, a regulation of the setting process and the development of strength in the sense of a long-lasting constant increase in strength and the achievement of a significantly higher final strength. These effects occur too in the case of such inert binders such as lignite filter ash, especially in combination with alkaline stimulator, very cheap in appearance, with the tendency to Rapid binding is reduced and savings on the stimulator are made possible.

Praktisch in Betracht kommende Sulfosäuren gemäß der Erfindung sind neben Phenolsulfosäure beispielsweise noch Toluolsulfosäure, Benzolsulfosäure, Kresolsulfosäure u. dgl. Komplexbildende Sulfosäuren sind für den Erfindungszweck unbrauchbar. Die Zusatzmengen der Sulfosäuren bzw. ihrer Salze, auf Bindemittel bezogen, bewegen sich etwa zwischen 0,05 und 1%. Nur in Ausnahmefällen können noch etwas niedriger bemessene Zusatzmengen bereits ausreichende Wirksamkeit besitzen.Practically contemplated sulfonic acids are according to the invention in addition to phenol sulfonic acid, for example, toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, cresol sulfonic acid and the like. Complexing sulfonic acids are for the purpose of the invention unusable. The amounts of sulfonic acids or their salts added to binders related, range between 0.05 and 1%. Only in exceptional cases can slightly lower added amounts already have sufficient effectiveness.

Wie weiter gefunden worden ist, besitzt als Anreger für latenthydraulische Produkte, insbesondere für Filteraschen, ein bisher in dieser speziellen Zusammensetzung nicht bekanntes Gemisch von Alkalihydroxyd-Alkalikarbonat, welches innerhalb der Mischungsbereiche 3 : 1 bis 1 : 2 begrenzt ist, auch im Zusammenwirken mit den erfindungsgemäßen Sulfosäuren überlegene Wirksamkeit. Dieses Anregergemisch bewirkt eine optimale Verbesserung der Bindemitteleigenschaften von latenthydraulischen Produkten in einem an Normenzement nahe heranreichenden Ausmaß, das gegenüber den bisherigen Ergebnissen überraschen muß. Eine solche Gegenüberstellung von Versuchen, die mit einer Braunkohlen-Filterasche durchgeführt wurden, zeigt die folgende Tabelle.As has further been found, possesses as a stimulator for latent hydraulic Products, especially for filter ashes, have so far been in this special composition unknown mixture of alkali hydroxide-alkali carbonate, which within the Mixing ranges 3: 1 to 1: 2 is limited, also in conjunction with the inventive Sulphonic acids superior effectiveness. This stimulus mixture causes an optimal Improvement of the binder properties of latent hydraulic products in one close to standard cement compared to the previous results must surprise. Such a comparison of experiments with brown coal filter ash The following table shows.

Bei allen Versuchen wurde ein weich angemachter Mörtel aus 100 Teilen Filterasche, 200 Teilen Kiessand (B-C) und 36 Teilen Wasser benutzt. Die Versuche zeigen, daß das erfindungsgemäße Zusatzmittel sowohl allein als auch in Verbindung mit Anregern die Mobilisierung der latenthydraulischen Eigenschaften über alle Erwartung steigert. Diese Wirksamkeit der niedermolekularen cyclischen Sulfosäuren gilt für alle Arten von latenthydraulischen Produkten und für alle Arten von solche Produkte enthaltenden Gemischen. Sie ist auch nicht an das hier mitbenutzte, nicht allgemeingültige alkalische Anregergemisch gebunden, sondern besteht, je nach Art des latenthydraulischen Produktes oder Gemisches, auch für alle sonstigen Arten von Anregungs- oder Beschleunigungsmitteln, die dafür geeignet sind.A soft mortar made from 100 parts of filter ash, 200 parts of gravel sand (BC) and 36 parts of water was used in all experiments. The tests show that the additive according to the invention, both alone and in conjunction with stimulators, increases the mobilization of the latent hydraulic properties beyond all expectation. This effectiveness of the low molecular weight cyclic sulfonic acids applies to all types of latent hydraulic products and to all types of mixtures containing such products. It is also not tied to the alkaline stimulator mixture that is not generally applicable here, but also exists, depending on the type of latent hydraulic product or mixture, for all other types of stimulants or accelerators that are suitable for it.

Die neuen Zusatzmittel sind daher für die Verarbeitung latenthydraulischer Bindemittel von umfassender Bedeutung. Der mittels dieser Zusatzmittel erhältliche Mörtel oder Beton besitzt, auch bei Verwendung von Filteraschen u. dgl. bisher als unzureichend erachtetem Material, weitreichende Wetter-und Wasserbeständigkeit, so daß Feuchthaltung und Wasserlagerung als festigkeits- und beständigkeitserhöhende Maßnahmen für das verarbeitete und verformte Material förderlich sind, wie überhaupt die Behandlung und Verwendung erfindungsgemäßer Mörtel- und Betongemische viel mehr derjenigen auf der Grundlage von Portlandzementen angeglichen werden kann.The new additives are therefore more latent hydraulic for processing Binders of great importance. The one obtainable by means of these additives Has mortar or concrete, even when using filter ashes and the like inadequate material, extensive weather and water resistance, so that moisture retention and water storage as strength and resistance-increasing Measures for the processed and deformed material are conducive, as at all the treatment and use of mortar and concrete mixtures according to the invention much more can be matched to that based on portland cements.

Die-neuen Zusatzmittel können in fester oder gelöster Form, gegebenenfalls unter Mitverwendung weiterer dichtend, plastifizierend, luftporenbildend u. dgl. wirkender und zweckdienlicher Mittel in Anwendung gebracht werden.The new additives can be in solid or dissolved form, if appropriate with the use of other sealing, plasticizing, air-entraining and the like. effective and appropriate means are brought into use.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for improving the setting behavior of binders based on latent hydraulic products and, if necessary, with the use of stimulants and / or other appropriate additives, characterized in that the mortar or concrete containing latent hydraulic products, or their components, before or during processing About 0.05 to 1% of sulfonic acids derived from a cyclic ring system and having a molecular weight, calculated on the free monosulfonic acid, below 300, such as phenol sulfonic acid, can be added.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Binder mixtures, preferably those based on lignite filter ash, the sulfonic acids described in conjunction with mixtures of -Alkalihydroxy the and alkali carbonates in a ratio between 3: 1 and 1: 2 can be added. Publications considered: German Patent Specifications No. 882 975, 820266, 841728; Austrian patent specification No. 165 090.