DE1162253B - Plastifizierter Betonmoertel - Google Patents

Description

• Plastifizierter Betonmörtel Bei der Erstellung von Bauwerken aller Art ist es wünschenswert, einen gut verarbeitbaren, sogenannten plastischen Betonmörtel zur Verfügung zu haben. Ein solcher ist am einfachsten durch Erhöhung des Wasseranteils in dem System Zement-Wasser-Zuschlagstoffe zu erhalten. Die dadurch bedingte Erhöhung des Wasser-Zement-Faktors, worunter man das Mengenverhältnis Wasser zu Zement versteht, bringt jedoch Nachteile mit sich, wie unangenehme Porosität und abfallende Druckfestigkeit des Betons.
• Es ist schon bekannt, dem Anmachwasser Netzmittel zuzusetzen, um dadurch die begehrten Betoneigenschaften bei gleichzeitiger Einsparung von Wasser, welches die genannten Nachteile mit sich bringt, zu erhalten. Viele der bereits verwendeten Netzmittel sind sulfosaure Salze. Die zugrunde liegenden Sulfosäuren sind teils sulfonierte längerkettige aliphatische Verbindungen, teils sind es Ligninsulfosäuren, wie sie aus den Sulfitablaugen der Zellstoffindustrie gewonnen werden.
• Es wird nun ein durch einen Gehalt an geringen Mengen organischer Sulfonsäuren plastifizierter Betonmörtel vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Plastifizierungsmittel aus Alkalisalzen und/ oder Ammoniumsalzen von Polyvinylsulfosäuren in Mengen von 0,001 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Mischung, besteht.
• Es können auch die Salze von Mischpolymerisaten der Vinylsulfosäure mit niedermolekularen Kohlenwasserstoffen verwendet werden, wobei zweckmäßig auf 2 bis 4 Kohlenstoffatome eine Sulfongruppe kommt. Die untere Grenze des Durchschnittspolymerisationsgrades der geeigneten Polyvinylsulfosäuren liegt bei etwa 70.
• Es können sowohl die neutralen als auch die sauren Salze zur Anwendung kommen. Damit jedoch die Armierung des Betons nicht der Korrosion unterworfen wird, soll das verwendete Zement-Sand-Gemisch, das die zugesetztenAlkali und/oderAmmoniumsalze der Polyvinylsulfosäuren enthält, den pH-Bereich von etwa 4 bis 5 nicht unterschreiten. Die Alkali- bzw. Ammoniumsalze können einzeln oder in Mischung angewandt werden. Die genannten Salze weisen neben dem beabsichtigten Effekt noch die vorteilhaften Eigenschaften auf, in wäßriger Lösung nicht zu schäumen und die Armierung des Betons nicht anzugreifen, falls der vorstehend genannte pH-Bereich nicht unterschritten wird.
• Die Herabsetzung des Viskositätsgrades ist bei gleichbleibendem Wassergehalt schon bei geringen Zusätzen, beispielsweise von 0,012 Gewichtsprozent der genannten Salze, erheblich. Als Zementsorten kommen für die Erfindung beispielsweise Portlandzemente, Hochofenzemente, Tonerdezemente oder Tiefbohrzemente in Betracht; für die Verarbeitbarkeit der zugrunde liegenden angemachten Betonmörtel ist es von großer Bedeutung, daß die Erhärtungszeit, d. h. der Zeitraum zwischen Erstarrungsbeginn und Erstarrungsende, durch den Zusatz der polyvinylsulfosauren Salze nicht beeinflußt wird.
• Der Polymerisationsgrad der angewandten Polyvinylsulfosäuren spielt im Hinblick auf die gewünschte Plastifizierungswirkung eine Rolle. Optimale Effekte erhält man bei der Anwendung von Alkali- und/oder Ammoniumpolyvinylsulfonaten eines K-Wertbereiches von etwa 8 bis 22, vorzugsweise etwa 12 bis etwa 18. Der K-Wert stellt die Viskositätszahl dar, die durch Messung einer 111/oigen wäßrigen Lösung bei 20'C ermittelt und nach der Gleichung berechnet wird, wobei K eine Kennzahl, c die Konzentration und ?7r die relative Viskosität bedeutet.
• Es ist nicht notwendig, daß die den Salzen zugrunde liegenden Polyvinylsulfosäuren einen einheitlichen Polymerisationsgrad aufweisen. Wesentlich ist lediglich, daß der K-Wert hinsichtlich der Kettenlänge des einheitlichen oder gemischten Produktes innerhalb des vorstehend genannten günstigen Bereiches liegt.
• Gemäß der Erfindung erhält man einen gut verarbeitbaren und, im Vergleich zu zusatzfreien Mischungen, druckfesteren Beton.
• Es ist zwar schon die Verwendung von Salzen der Polyvinylsulfosäure zur Verminderung des Wassergehaltes von Zementrohschlämmen bei gleichbleibender Viskosität bekannt. Hieraus konnte jedoch der Fachmann keine Lehre ziehen für die Verflüssigung von Zement-Sand-Gemischen (Betonmörteln), und zwar im Hinblick auf die beträchtlichen Unterschiede zwischen Zementrohschlämmen und Betonmörteln. Zementrohschlämme bestehen aus Gemischen kalkreicher und tonreicher mineralischer Stoffe. Diese sind natürlichen Ursprungs und chemisch indifferent; sie zeigen daher gegenüber den in Betracht kommenden Salzen von Polyvinylsulfonsäuren keinerlei Reaktionsfähigkeit. Die den Zementrohschlämmen zugesetzten Stoffe haben lediglich die Aufgabe, das Material zu verflüssigen, damit Wasser eingespart werden kann.
• Zemente hingegen entstehen durch Erhitzen der Zementrohschlämme auf Temperaturen zwischen 1000 und 1500'C, also durch einen sehr energischen Eingriff in das natürliche Rohschlammaterial. Durch das Brennen erfolgt eine chemisch grundlegende Veränderung der Zementrohschlämme, so daß die Zemente, die im wesentlichen aus Calciumsilicaten, Calciumaluminaten und Calciumferriten bestehen, reaktionsfähig sind. Auf dem Gebiet der Zementrohschlämme und der Zemente greifen viele Dinge ineinander, und es ist daher nicht möglich, auf Grund von Analogieschlüssen Vorhersagen über die Wirkung einzelner Zusatzstoffe zu machen. So ist es auch nicht möglich, aus der bekannten Eignung von Polyvinylsulfonaten als Verflüssiger für Zementrohschlämme die Eignung der gleichen Stoffe bei Zement-Sand-Gemischen herzuleiten.
• In den folgenden Beispielen werden zum Vergleich der Druckfestigkeit einmal Würfel aus Beton ohne die erfindungsgemäßen Sulfonsäuren und zum anderen solche aus Beton mit derartigen Sulfonsäuren geprüft. Beispiel 1 a) Es werden 60 kg Sand, 9,23 kg Portlandzement (Z 225) und 5,62 kg Wasser vermischt. Der Wasser-Zement-Faktor beträgt 0,61, der Wassergehalt 7,52 %. Aus dem erhaltenen Beton (300 kg Zement pro Kubikmeter Beton) hergestellte Würfel haben nach 28 Tagen 40 eine Druckfestigkeit von etwa 180 kg/cm2.
• b) Es werden 60 kg Sand, 9,23 kg Portlandzement (Z 225), 0,046 kg 25gewichtsprozentige wäßrige Natriumpolyvinylsulfonatlösung eines K-Wertes von 15 und 5,04 kg Wasser vermischt. Der Wasser-Zernent-Faktor beträgt 0,55, der Wassergehalt 6,79"/,. Aus dem erhaltenen Beton (300kg Zement pro Kubikmeter Beton) hergestellte Würfel haben nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von etwa 280 kg/CM2. Beispiel 2 a) Es werden 60kg Sand, 7,38kg Portlandzement (Z225) und 5,25kg Wasser vermischt. Der Wasser-Zement-Faktor beträgt 0,71, der Wassergehalt 7,24"/,. Aus dem erhaltenen Beton (240 kg Zement pro Kubikmeter Beton) hergestellte Würfel haben nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von etwa 160 kg/cm'.
• b) Es werden 60 kg Sand, 7,38 kg Portlandzement (Z 225) 0,037 kg 250/,ige wäßrige Kaliumpolyvinylsulfonatlösung eines K-Wertes von 15 und 4,73 kg Wasser vermischt. Der Wasser-Zement-Faktor beträgt 0,64, der Wassergehalt 6,550/,. Aus dem erhaltenen Beton (240 kg Zement pro Kubikmeter Beton) hergestellte Würfel haben nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von etwa 230 kg/CM2.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Durch einen Gehalt an geringen Mengen organischer Sulfosäuren plastifizierter Betonmörtel, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastifizierungsmittel aus Alkalisalzen und/oder Ammoniumsalzen von Polyvinylsulfosäuren in Mengen von 0,001 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Mischung, besteht.
2. 2. Plastifizierter Betonmörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, W der K-Wert der zugesetzten polyvinylsulfosauren Alkali- und/oder Ammoniumsalze 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18, beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 511 513, 643 338, 714 905, 740 952, 901271; Deutsche Auslegeschriften Nr. 1003 640, 1019 602; britische Patentschrift Nr. 783 129.