DE1238831B - Process for the production of easily spreadable cement - Google Patents
Process for the production of easily spreadable cementInfo
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Description
DEUTSCHES GERMAN VmWWi- VmWWi- PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 80 b-1/05 EDITORIAL DEVELOPMENT DeutscheKl .: 80 b -1/05
Nummer: 1238 831Number: 1238 831
Aktenzeichen: K 54977 VI b/80 b File number: K 54977 VI b / 80 b
J 238 831 Anmeldetag: 9. Januar 1965J 238 831 filing date: January 9, 1965
Auslegetag: 13. April 1967Opened on: April 13, 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leicht verteilbarem Zement, bei welchem ein Dispersionsmittel in Zement eingebracht und eine leicht verteilbare hydraulische Bindemittelmasse, die sich zur Herstellung von Portlandzement, Beton, Mörtel und Gießmasse mit ausgezeichneter Festigkeit und Verarbeitbarkeit eignet, erhalten wird. Der Ausdruck »Zement« umfaßt im folgenden Silikatzementmassen einschließlich Portlandzement, Puzzolanzementen, hydraulischen Kalken und natürliehen Zementen.The invention relates to a method for the production of easily spreadable cement, in which a Dispersant incorporated in cement and an easily spreadable hydraulic binder mass that used in the manufacture of portland cement, concrete, mortar and casting compounds with excellent strength and processability is obtained. The term "cement" includes silicate cement compounds in the following including portland cement, pozzolan cement, hydraulic limes and natural borne Cements.
Es ist bekannt, daß in Beton-, Mörtel- und Gießmassen, die ein hydraulisches Bindemittel enthalten, die Verarbeitungseigenschaft solcher Massen durch Verwendung eines Dispersionsmittels merklich verbessert wird. Die Verteilbarkeit von sekundär aggregierten Teilchen des Zements wird durch Zugabe des Dispersionsmittels verbessert, wodurch diese Sekundärteilchen in Primärteilchen zerteilt werden, was zu einer Vergrößerung der Kontaktflächen der Teilchen und auch zu einer erhöhten Festigkeit des Betons nach dem Abbinden führt. Es wurden viele Arten von Verbindungen zur Verwendung als Dispersionsmittel vorgeschlagen, doch wurde in der Praxis vor allem Natriumligninsulfonat verwendet. Es wurde auch die Vermutung ausgesprochen, daß einNaphthalinsulfonsäurederivat-Formaldehyd-Kondensat, das häufig als Dispersionsmittel für Pigmente oder Farbstoffe verwendet wird, ebenfalls als Dispersionsmittel für Zement verwendet werden kann, jedoch für diesen Zweck nicht sehr wirksam ist.It is known that in concrete, mortar and casting compounds that contain a hydraulic binder, the processing properties of such compositions are markedly improved by the use of a dispersant will. The dispersibility of secondary aggregated particles of cement is increased by adding the dispersant is improved, whereby these secondary particles are broken down into primary particles, which leads to an increase in the contact area of the particles and also to an increased strength of the Concrete leads after setting. There have been many types of compounds for use as dispersants suggested, but sodium lignosulfonate has been the most commonly used in practice. It the assumption was also expressed that a naphthalenesulfonic acid derivative-formaldehyde condensate, which is often used as a dispersant for pigments or dyes, also as a dispersant can be used for cement but is not very effective for this purpose.
Es wurde nun gefunden, daß sich leicht verteilbarer Zement, der ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und nach dem Abbinden sehr gute Festigkeitswerte aufweist, erfindungsgemäß dadurch gewinnen läßt, daß man als Dispersionsmittel in einer Menge von mehr als 0,01 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Zements, ein Produkt einmischt, das durch Kondensation von Naphthalinsulfonsäurederivaten und Formaldehyd hergestellt ist, wobei dieses Produkt mehr als 70 Gewichtsprozent der Kondensate aus Naphthalinsulfonsäurederivaten und Formaldehyd mit mindestens fünf Naphthalinkernen und weniger als 8 Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 5 Gewichtsprozent, nicht umgesetzte NaphthalinsLilfonsäurederivate enthält.It has now been found that easily spreadable cement, excellent workability and has very good strength values after setting, can thereby be obtained according to the invention, that as a dispersant in an amount of more than 0.01 percent by weight, based on the Weight of cement, a product mixed in by condensation of naphthalenesulfonic acid derivatives and formaldehyde is produced, this being more than 70 percent by weight of the product Condensates from naphthalenesulfonic acid derivatives and formaldehyde with at least five naphthalene nuclei and less than 8 percent by weight, preferably less than 5 percent by weight, unreacted Contains naphthalene-silicic acid derivatives.
Der Ausdruck »Naphthalinsulfonsäurederivat« bezieht sich im folgenden auf Naphthalin-u-sulfonsäure, Naphthalin-p'-sulfonsäure und deren Salze, und der Ausdruck »Naphthalinkern« oder Derivate davon bedeutet einen sulfonierten Naphthalinrest.The term "Naphthalinsulfonsäurederivat" refers in the following to naphthalene -u sulfonic acid, naphthalene -p-sulfonic acid and salts thereof, and the term "naphthalene" or derivatives thereof is a sulfonated naphthalene.
Bei der Umsetzung von 2 Mol Naphthalinsulfon-Verfahren zur Herstellung von leicht verteilbarem ZementIn the implementation of 2 moles of naphthalenesulfone process to produce easily distributable cement
Anmelder:Applicant:
Kao Soap Company, Ltd., Tokio
Vertreter:Kao Soap Company, Ltd., Tokyo
Representative:
Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,
Hamburg 36, Esplanade 36 aDr. K. Th. Hegel, patent attorney,
Hamburg 36, Esplanade 36 a
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Kenichi Hattori, Wakayama (Japan)Kenichi Hattori, Wakayama (Japan)
säurederivat und 1 Mol Formaldehyd erhält man ein Naphthalinsulfonsäurederivat-Formaldehyd-Kondensat, das folgende Formel aufweist:acid derivative and 1 mole of formaldehyde, a naphthalenesulfonic acid derivative-formaldehyde condensate is obtained, has the following formula:
SO3MSO 3 M
SO3MSO 3 M
worin sich die SOsM-Gruppen in der a- oder p'-Stel-Iung am Naphthalinkern befinden können.in which the SOsM groups can be in the a or p 'position on the naphthalene nucleus.
Die bekannten, im Handel erhältlichen Naphthalinsulfonsäurederivat - Formaldehyd - Kondensate sind verhältnismäßig niedermolekulare Kondensate und bestehen aus einem Gemisch von ein- und mehrkernigen Verbindungen und können durch folgende Formel wiedergegeben werden:The known, commercially available naphthalenesulfonic acid derivative formaldehyde condensates are relatively low molecular weight condensates and consist of a mixture of mononuclear and polynuclear Compounds and can be represented by the following formula:
CH2 CH 2
(II)(II)
worin η die Gesamtzahl der Kerne darstellt und M ein wasserlösliches Alkali- oder Erdalkalimetall oder ein sonstiges Metall bedeutet.where η represents the total number of nuclei and M represents a water-soluble alkali or alkaline earth metal or another metal.
Es wurde nun gefunden, daß sich als Dispersionsmittel zur Herstellung von leicht verteilbarem Zement speziell solche Naphthalinsulfonsäurederivat-Formaldehyd-Kondensate eignen, die einen Gehalt anIt has now been found that it can be used as a dispersant for the production of easily spreadable cement especially those naphthalenesulfonic acid derivative-formaldehyde condensates which contain
709 549/385709 549/385
mindestens fünfkernigen Verbindungen haben, der höher liegt als in den üblichen Handelsprodukten und mehr als 70 Gewichtsprozent der Kondensate ausmacht.have at least five-nucleus compounds, which is higher than in the usual commercial products and makes up more than 70 percent by weight of the condensates.
In der nachstehenden Tabelle I sind die anteiligen Mengen der unterschiedlichen Verbindungen in verschiedenen Produkten und deren Dispersionswirkung angegeben:In Table I below, the proportions of the various compounds are given in various Products and their dispersion effect indicated:
Analyse von Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensaten und deren Dispersionswirkung auf ZementAnalysis of naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensates and their dispersion effect on cement
DispersionsmittelDispersant
dung (nicht umgedung (not vice versa
setzte Naphthalin-put naphthalene
sulfonsäure)sulfonic acid)
zweikernigebinuclear
Verbindunglink
über fünfkernigeabout five-core
Verbindung (einConnection (a
schließlich vonfinally from
fünfkernigen Verfive-core ver
bindungen, η 2:5)bonds, η 2: 5)
(min)*(min) *
* Die Dispergierbarkeit (min) gibt die Zeit in Minuten an, die für eine 50%ige Sedimentation einer 20gewichtsprozentigen Suspension von Portlandzement in Wasser (das 0,5 Gewichtsprozent des Dispersionsmittels, bezogen auf das Gewicht des Zementes, enthält) erforderlich ist.* The dispersibility (min) indicates the time in minutes required for a 50% sedimentation of a 20 weight percent suspension of Portland cement in water (which contains 0.5 percent by weight of the dispersant based on the weight of the cement) is required.
Die Produkte A und B sind Dispersionsmittel, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.Products A and B are dispersants as used in the process according to the invention will.
Es wurde gefunden, daß solche hochmolekularen Naphthalinsulfonsäurederivat - Formaldehyd - Kondensate ausgezeichnete Dispersionsmittel für Zement sind. Wenn ein solches Dispersionsmittel einem hydraulischen Bindemittel zugesetzt wird, ist die Festigkeit des daraus hergestellten Betons ausgezeichnet. Die Dispergierwirkung ist bedeutend erhöht, wenn ein solches Kondensat von hohem Molekulargewicht verwendet wird, dessen Gehalt an einkernigen Naphthalinsulfonsäurederivatverbindungen niedriger als 8 Gewichtsprozent liegt.It has been found that such high molecular weight naphthalenesulfonic acid derivative - formaldehyde condensates are excellent dispersants for cement. If such a dispersant is a hydraulic binder is added, the strength of the concrete made from it is excellent. The dispersing effect is significantly increased if such a condensate is high Molecular weight is used, its content of mononuclear naphthalenesulfonic acid derivative compounds is less than 8 percent by weight.
Es ist vorteilhaft, beim erfindungsgemäßen Verfahren dem Zement zusammen mit dem Dispersionsmittel auch noch einen Luftporenstoff, ein das Erhärten begünstigendes Mittel, einen anorganischen Elektrolyten und gegebenenfalls einen Verzögerer zuzugeben. So kann man beispielsweise erfindungsgemäß einen leicht verteilbaren Zement herstellen dadurch, daß man dem ,Zement folgende Substanzgemische einmischt:In the method according to the invention, it is advantageous to use the cement together with the dispersant also an air-entrained substance, an agent that promotes hardening, an inorganic one Add electrolytes and, if necessary, a retarder. For example, according to the invention Produce an easily spreadable cement by adding mixtures of substances following the cement interferes:
Dispersionsmittel 50 bis 99,99Dispersant 50 to 99.99
Luftporenstoff 0,01 bis 10Air entrained material 0.01 to 10
Calciumchlorid 0 bis 50Calcium chloride 0 to 50
Kaliumchlorid 0 bis 50Potassium chloride 0 to 50
Verzögerer 0 bis 10Delay 0 to 10
oder vorzugsweiseor preferably
Dispersionsmittel 58,9 bis 96,2Dispersants 58.9 to 96.2
Luftporenstoff 0,95 bis 5,9Air entrained matter 0.95 to 5.9
Calciumchlorid 1,9 bis 29,3Calcium chloride 1.9 to 29.3
Kaliumchlorid 0,95 bis 5,9Potassium chloride 0.95 to 5.9
Verzögerer 0 bis 10,0Retarder 0 to 10.0
Das beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Dispersionsmittel kann in Form von sprühgetrockneten Pulvern oder als wäßrige 10- bis 50gewichtsprozentige Lösung verwendet werden und wird in einer Menge von über 0,01 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,25 bis 0,5. Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Zements, diesem zugegeben. Auch die vorstehend aufgeführten Substanzmischungen, die das Dispersionsmittel enthalten, werden in den Zement in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Zements, eingebracht. Das Substanzgemisch kann in Form eines Pulvers vorliegen, wird jedoch gewöhnlich als eine wäßrige 10- bis 20%ige Lösung eingemischt und kann erforderlichenfalls während des Mischens des Betons zugefügt werden.The dispersant used in the process according to the invention can be in the form of spray-dried Powders or as an aqueous 10 to 50 weight percent solution and is used in an amount greater than 0.01 percent by weight, preferably 0.25 to 0.5. Percent by weight, based on the weight of the cement added to it. The substance mixtures listed above, which contain the dispersant are in the cement in an amount of 0.1 to 10 percent by weight, preferably about 0.5 percent by weight, based on the weight of the cement. The mixture of substances can be in the form of a powder, but is usually an aqueous one 10 to 20% solution is mixed in and can be added if necessary while the concrete is being mixed be added.
Der Ausdruck »Luftporenstoff« bedeutet oberflächenaktive Mittel, die die Oberflächenspannung von Wasser in alkalischer Lösung herabsetzen, die in alkalischen Lösungen löslich sind und eine große Menge von Gasporen in alkalischen Lösungen durch Schäumungswirkung bilden. Solche wirksamen Luftporenstoffe sind beispielsweise Natriumabietat, denaturierte Abietate, Kolophonium oder ein Kaliumsalz von Kolophonium, Polyoxyäthylennonylphenyläther, Polyoxyäthylensorbitanmonooleat oder ein Natriumsalz, Ammoniumsalz oder Triäthanolaminsalz von Laurylsulfat.The term "air entrained material" means surface-active agents that increase surface tension of water in alkaline solution, which are soluble in alkaline solutions and a great deal of degradation Form quantity of gas pores in alkaline solutions by foaming effect. Such effective air entrained substances are for example sodium abietate, denatured abietate, rosin or a potassium salt of rosin, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan monooleate or a sodium salt, Ammonium salt or triethanolamine salt of lauryl sulfate.
Der Ausdruck »Verzögerer« bedeutet übliche Zusätze, wie beispielsweise Gips, die zu Zementmassen zugegeben werden, um die Abbindezeit des Zements zu verzögern.The term "retarder" means customary additives, such as plaster of paris, which are added to cement masses can be added to delay the setting time of the cement.
Zu 1450 g Portlandzement wurden 130 ecm Wasser, das eine entsprechend der nachstehenden Tabelle II angegebene Menge an Dispersionsmittel enthielt, bei 20±1°C zugemischt, und das Gemisch wurde in einem Mörtelmischer 1 Minute mit 60 Umdr./Min. und 2 Minuten mit 120 Umdr./Min. bewegt. Die Ansätze wurden mit den in der nachstehenden Tabelle II angegebenen verschiedenen Dispersionsmitteln in den angegebenen Mengen hergestellt, und die Wirkung der Dispersionsmittel auf den Fließwert130 ecm of water were added to 1450 g of Portland cement, which is a water equivalent to Table II below specified amount of dispersant contained, mixed at 20 ± 1 ° C, and the mixture was in a mortar mixer for 1 minute at 60 rev / min. and 2 minutes at 120 rev / min. emotional. the Batches were prepared with the various dispersants indicated in Table II below in the amounts indicated, and the effect of the dispersants on the flow value
des so hergestellten Zements wurde dadurch geprüft, daß der jeweilige Ansatz 15 Minuten auf einen Fließtisch auslaufen gelassen wurde.the cement produced in this way was tested by placing the respective batch on a flow table for 15 minutes was allowed to leak.
Die Fließwerte sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.The flow values are given in Table II below.
wichtsprozent0.25 ge
weight percent
wichtsprozent0.5 Ge
weight percent
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kondensationsprodukte mit mehr als 70 Gewichtsprozent an Kondensaten mit mindestens fünf Naphthalinkernen (Produkte A und B) zeigen ausgezeichnete Werte.The condensation products used in the process according to the invention with more than 70 percent by weight on condensates with at least five naphthalene nuclei (products A and B) show excellent Values.
Zur Prüfung des Luftgehaltes bei Zusatz verschiedener Dispersionsmittel in unterschiedlicher Menge wurde ein Gemisch aus 1040 g Normsanden, 520 g Portlandzement und Wasser, das die in der nachstehenden Tabelle III angegebene Menge des angegebenen Dispersionsmittels enthielt, in einem Mörtelmischer 1 Minute mit 60 Umdr./Min. und 2 Minuten mit 120 Umdr./Min. bewegt. Der Luftgehalt des auf diese Weise gewonnenen Mörtels ist in Tabelle III angegeben.To check the air content when adding different dispersing agents in different amounts was a mixture of 1040 g standard sand, 520 g Portland cement and water, which is described in the following Table III contained the specified dispersant in one Mortar mixer 1 minute at 60 rev / min. and 2 minutes at 120 rev / min. emotional. The air content of the mortar obtained in this way is given in Table III.
Es sei daraufhingewiesen, daß die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Dispersionsmittel (Produkte A und B) fast keine Schäumwirkung zeigen, was vorteilhaft ist, da die Bildung eines Schaums die Festigkeit des Zementproduktes herabsetzt und demzufolge für viele Zwecke, beispielsweise für die Herstellung von Gewölben, Röhren oder Eisenbeton, unerwünscht ist.It should be noted that the dispersants used in the process according to the invention (Products A and B) show almost no foaming effect, which is advantageous since the formation of a Foam reduces the strength of the cement product and consequently for many purposes, for example for the production of vaults, pipes or reinforced concrete, is undesirable.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann man erforderlichenfalls durch Beigabe eines Luftporenstoffes leicht einen Beton bilden, der eine geeignete Menge Luft enthält und gute Dauerhaftigkeit und Frost-Tau-Stabilität aufweist, und es ist möglich, beim erfindungsgemäßen Verfahren die einzubringende Menge an Luft unabhängig von der Menge des eingesetzten Dispersionsmittels und unabhängig von der Dispersionswirkung zu kontrollieren, was bei Verwendung von bisher üblichen Dispersionsmitteln schwierig war.In the process according to the invention, it is possible, if necessary, by adding an air-entrained substance easily form a concrete that contains a suitable amount of air and has good durability and Has freeze-thaw stability, and it is possible in the method according to the invention to introduce the Amount of air regardless of the amount of dispersant used and regardless of to control the dispersing effect, what happens when using conventional dispersants was difficult.
In der nachstehenden Tabelle IV ist die Zusammensetzung zweier Betonmassen angegeben, deren Eigenschaften vergleichend untersucht wurden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der Tabelle IVa wiedergegeben.In the following Table IV the composition of two concrete masses is given, their properties were examined comparatively. The results of these tests are shown in Table IVa reproduced.
Tabelle IV Zusammensetzung von BetonTable IV Composition of Concrete
volumenpreparation
volume
zement
(kg)Portland
cement
(kg)
(kg)water
(kg)
Zuschlag
(kg)Finer
Surcharge
(kg)
5 bis
10 mmGi
5 to
10 mm
IObis
20 mm-above add
IObis
20 mm
20 bis
30 mmllag
20 to
30 mm
sions
mittel zu
ZementDisper
sions
medium to
cement
Masse, die Dispersionsmittel ent
hält Usually
Mass, the dispersant ent
holds
4545.1
45
12,1513.65
12.15
5,136.03
5.13
15,7316.64
15.73
11,2710.90
11.27
16,9116.35
16.91
28,2227.25
28.22
0,030
0.03
Tabelle IVa Prüfergebnisse des BetonsTable IVa Test results of the concrete
minderung
(%)Water supply
reduction
(%)
(cm)Drop
(cm)
(%)Air content
(%)
Druckfestigkeit (kg/cm2)Compressive strength (kg / cm 2 )
7. Tag7th day
28. Tag28th day
244
245
263
260
283244
245
263
260
283
389
374
406
405
432389
374
406
405
432
Claims (3)
fischesfish
Gewichtweight
wasserwater
(°/o)(° / o)
modul
C'/o) Delicacy
module
C '/ o)
Einheits- Einheits
gewicht gewicht
an Wasseri an Zement
(kg) 1 (kg) !
Unity unity
weight weight
of water i of cement
(kg) 1 (kg)
(%) WZ
(%)
<"..) SA
<"..)
(kg)(kg)
(kg)(kg)
verhältnisrelationship
vermin-
derungs-
verhältnis
(%) water
min-
change
relationship
(%)
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DEK54977A DE1238831B (en) | 1965-01-09 | 1965-01-09 | Process for the production of easily spreadable cement |
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DEK54977A DE1238831B (en) | 1965-01-09 | 1965-01-09 | Process for the production of easily spreadable cement |
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ID=7227310
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