DE1471100C

DE1471100C - Latex-modifizierte Zementmörtelmasse

Info

Publication number: DE1471100C
Authority: DE
Inventors: Ralph Douglas Midland Mich. Eash (V.St.A.)
Original assignee: The Dow Chemical Co., Midland, Mich. (V.StA.)
Publication date: 1971-11-04

Description

Die Erfindung betrifft Beton-, Mörtel- und insbe- Portlandzement, Naturzement (Romanzement) oder sondere Portlandzementmörtelmassen, die mit einem Tonerdezement, verwendet. Obgleich übliche Zementhomogenen Gemisch zweier Mischpolymerisatlatizes zusätze, wie Gips, Gipsmörtel, Calciumsulfat, Kalk als Bindemittel modifiziert sind und für eine Vielzahl oder andere derartige calciumhaltige Bindemittel, von verschiedenen Verwendungszwecken in Frage 5 Magnesiumoxychlorid, Magnesit oder andere magnekommen, wo es auf eine Widerstandsfähigkeit gegen- siumhaltige oder Oxysalzmassen oder andere ähnliche, über übermäßiger Vibration, starkem Verkehr und abbindende anorganische Substanzen, wie sie als korrodierenden Flüssigkeiten ankommt. Bindemittel für nichtmodifizierte Beton- und Mörtel-Aus der USA.-Patentschrift 2 768 563 sind beson- massen verwendet werden, einverleibt werden können, ders zum Ausbessern von Betonflächen geeignete Ver- io können diese Stoffe bei den erfindungsgemäßen, mit fugungs- und Ausgleichsmassen bekannt, die aus Port- homogenen Mischpolymerisatlatizes modifizierten landzement, einem inerten Füllmaterial, einem granu- Mörtelmassen weggelassen werden. Überraschenderlierten thermoplastischen Kunststoff und organischen weise hat das Weglassen dieser Bindemittel einen entLösungsmitteln bereitet werden. scheidenden, günstigen Einfluß auf die Eigenschaften

Aus der USA.-Patentschrift 2 742 441 sind bereits 15 der latexmodifizierten Mörtelmassen der vorliegenden

Beschichtungs- und Ausgleichsmassen bekannt, die Erfindung. Man kann aber auch geringe prozentuale

aus einem stabilisierten Butadien-Styrol-Mischpoly- Mengen dieser Arten von Mörtelbindemitteln ver-

merisatlatex, Portlandzement und Kies bestehen. wenden, wobei dann nur eine geringe Verschlechte-

Die mit Latex modifizierten Mörtelmassen der Er- rung der erwünschten physikalischen Eigenschaften findung sind in idealer Weise für Anwendungszwecke 20 der latexmodifizierten Bindemittel eintritt,
geeignet, wo eine höhere Widerstandsfähigkeit und Als Zuschlagmaterial wird vorzugsweise Sand behöhere Festigkeit erforderlich ist, als sie sich mit den nutzt; Steine, Betonschotter, Kies, Granit, Carborund, bekannten Mörtelmassen erreichen läßt, ζ. B. beim Aluminiumoxyd, Schmirgel, Marmorbruch, Säge-Bau und beim Ausbessern bzw. Überstreichen von späne, Schlacke, Asbest, Glimmer, Talkum, Flint-HoIz- und Betonfußböden, Betonpflasterungen, 25 steine oder Kunstprodukte wie gepulverte Keramik-Straßen, Flugplatzrollbahnen, Fahrbahnen auf materialien oder irgendwelche anderen teilchenför-Brücken, Fußbodenunterlagen, für Fugen- und Ein- migen Stoffe, die dem gleichen Zweck dienen, können bettungsmassen für Keramikkacheln, für Portland- jedoch ebenfalls verwendet werden. Die Teilchengröße zement-Pflastermassen, Isolierüberzüge für die In- der Zuschlagmaterialien, die den erfindungsgemäßen, dustrie, als Mörtel für die Ziegel- und Zementblock- 30 mit Mischpolymerisatlatizes modifizierten Mörteln bauweise und in vorgegossenen Platten, Füllwänden, einzuverleiben sind, richtet sich nach dem jeweiligen Trägern und anderen vorgeformten Teilen aus Beton. Verwendungszweck des Mörtels.
Die erfindungsgemäßen Mörtelmassen haften zäh an Dem Beton, Mörtel und insbesondere dem Portvielen Arten von Unterlagen, wie Glas, Metall, Holz- landzementmörtel der vorliegenden Erfindung wird Verschalungen u. dgl., und sind für Anwendungs- 35 eine wäßrige Dispersion eines homogenen Gemisches zwecke geeignet, wo zusätzliche physikalische Festig- von zwei Latizes von in Wasser unlöslichen, filmkeit und Bindevermögen erforderlich sind. bildenden Mischpolymerisaten einverleibt, und zwar

Erfindungsgemäß werden bestimmte Stoffe zu in einer Menge von etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent

Mörtelmassen, die mit einem homogenen Gemisch lösungsmittel- bzw. dispersionsmittelfreier Polymeri-

von zwei beständigen Mischpolymerisatlatizes modi- 40 satsubstanz, bezogen auf das Trockengewicht des

fiziert sind, kombiniert, wobei Mötelbindungen er- Mörtelgemisches.

zielt werden, die nach der Härtung überlegene physi- Den trockenen oder nassen Mörtelmassen kann

kaiische Eigenschaften aufweisen. eine geringe Menge eines Antischaummittels, wie eine

Gegenstand der Erfindung ist eine latexmodifizierte etwa 10% Dimethylsiloxan enthaltende Emulsion, in Zementmörtelmasse, die Zement, ein Zuschlagmaterial, 45 der mit Hilfe eines anionischen oder kationischen Wasser und ein Styrol-Butadien-Mischpolymerisat- Emulgiermittels etwa 4% Kieselsäure-Aerogel dilatex mit etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent Styrolein- spergiert worden sind, zugesetzt werden, um die Mischheiten und etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent 1,3-Buta- dichte durch Ausschluß der Luft aus dem nassen Gedieneinheiten und zusätzlich ein Mischpolymerisat aus misch aus Zuschlagstoffen, Zement- und Mischpoly-Vinylidenchlorid, einem niederen Alkylacrylat mit 50 merisatteilchen zu erhöhen. Mit den Antischaum-1 bis 10 Kohlenstoffatomen und mindestens einem mitteln läßt sich daher eine Verbesserung der Druckweiteren mischpolymerisierbaren Material der Formel festigkeit, Zugfestigkeit und Scherbindefestigkeit der

QTT _ Q y mit Mischpolymerisatlatizes modifizierten Mörtel-

² : massen der vorliegenden Erfindung erreichen. Die

' 55 Menge an Wasser, die den erfindungsgemäßen Mörtel-

gemischen zugesetzt werden kann, hängt zum großen

in der R Wasserstoff oder eine Methylgruppe und X Teil von der gewünschten Streichkonsistenz der — CN, F, Cl, Br oder — COOY bedeutet, wobei Y Mörtelmassen ab. Obgleich die homogene Mischung eine primäre oder sekundäre Alkylgruppe mit 1 bis 18 der Latex-Mischpolymerisatteilchen über die ganze Kohlenstoffatomen ist, enthält, wobei das Styrol- 60 Mörtelmasse verteilt ist, fließt sie bis zu dem Zeit-Butadien-Mischpolymerisat etwa 10 bis 50 Gewichts- punkt, wo die latexmodifizierten Mörtelmassen der prozent der Gesamtmenge der Polymerisatbestandteile Erfindung in geeigneter Weise abgebunden haben der Zementmörtelmasse ausmacht und insgesamt etwa und erhärtet sind, nicht zusammen.
5 bis 20 Gewichtsprozent emulgiermittelfreie Poly- Den latexmodifizierten Mörteln können geringe merisatbestandteile — bezogen auf das Gesamt- 65 Mengen von Feuchthaltemitteln, wie Diäthylenglykol trockengewicht der Zementmörtelmasse — vorliegen. und Triäthylenglykol, zugesetzt werden, womit eine

Als Mörtelbindemittel wird ein anorganisches, leichtere Aufbringung erreicht wird, indem die Ab-

¹¹ ' ■ ' ' ' ' '■--'--- ^-„,„„t v,,"nHp- h7w Hartunpsfjeschwindiffkeit der mit Misch-

polymerisatlatizes modifizierten Mörtel an Ort und Stelle etwas verringert wird.

Unter einer »homogenen Mischung von Mischpolymerisatlatizes« wird eine Masse verstanden, wie sie bei der Vermischung einer wäßrigen Dispersion eines ersten in Wasser unlöslichen, filmbildenden Mischpolymerisatlatex mit einer wäßrigen Dispersion eines zweiten in Wasser unlöslichen, filmbildenden Mischpolymerisatlatex, der aus einem Styrol-1,3-Butadien-Mischpolymerisat besteht, zu einer beständigen wäßri- ίο gen Dispersion eines homogenen Gemisches von in Wasser unlöslichen, filmbildenden Latizes entsteht. Vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn die homogene Mischung aus etwa 90 bis 50 Gewichtsprozent des ersten Latex und etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent eines zweiten Latex hergestellt wird, der aus einem Mischpolymerisat aus etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent Styrol mit etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent 1,3-Butadien besteht. Besonders gute Ergebnisse werden bei Verwendung eines homogenen Gemisches aus etwa 75 Gewichtsprozent des ersten Latex und etwa 25 Gewichtsprozent des zweiten Latex, der ein Styrol-Butadien-Mischpolymerisat etwa der gleichen Zusammensetzung aufweist, erhalten.

Die als »erste Mischpolymerisatlatizes« bezeichneten Latizes (sowie die Styrol-l^-Butadien-Mischpolymerisatlatizes, die oben als »zweite Mischpolymerisatlatizes« bezeichnet wurden) werden durch Emulsionspolymerisation von nach den Regeln der Additionspolymerisation mischpolymerisierbaren Monomeren hergestellt und sind wäßrige Dispersionen von feinteiligen, in Wasser unlöslichen, filmbildenden Mischpolymerisatteilchen. Diese wäßrigen Latexdispersionen sind für sich beständig und bleiben auch beständig, wenn sie mit den wäßrigen Styrol-Butadien-Mischpolymerisat-Latexdispersionen und mit den obengenannten Beton-, Mörtel- und Portlandzementmörtelmassen vermischt werden. Beispiele für Mischpolymerisatlatizes, deren wäßrige Dispersionen mit wäßrigen Dispersionen von Styrol-Butadien-Mischpolymerisatlatizes beständige, verträgliche homogene Mischungen bilden und in den erfindungsgemäßen Mörtelmassen die besten Ergebnisse liefern, sind wie folgt:

Bei sämtlichen »ersten Mischpolymerisatlatizes« ist das Hauptmonomere des Polymerisats Vinylidenchlorid, das in den Latizes in Mengen von etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent vorliegt. Das Vinylidenchlorid ist mit etwa 50 bis 5,0 Gewichtsprozent eines niederen Alkylacrylats mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und mindestens einem weiteren, mischpolymerisierbaren Material mischpolymerisiert worden. Die mischpolymerisierbaren Materialien können aus mindestens einem Monomeren der allgemeinen Formel

CHo = C — X

55

bestehen, in der R Wasserstoff oder eine Methylgruppe und X eine Nitrilgruppe, ein Halogensubstituent mit einem Atomgewicht von 9 bis 35 oder eine Estergruppe — COOY ist, wobei Y eine primäre oder sekundäre Alkylgruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen bedeutet. Beispiele für Monomere, die zur Herstellung der »ersten Mischpolymerisatlatizes« geeignet sind, sind Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat, Isobutylacrylat, sek.-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, Amylacrylat, Isoamylacrylat, tert.-Amylacrylat, Hexylacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Cyclohexylacrylat, Octylacrylat, 3,5,5-Trimethylhexylacrylat, Decylacrylat, Dodecylacrylat, Cetylacrylat, Octadecenylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Propylmethacrylat, Butylmethacrylat, n-Amylmethacrylat, sek.-Amylmethacrylat, 2-Äthylbutylmethacrylat, Octylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, 3,5,5-Trimethylhexylmethacrylat, Decylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Octadecylmethacrylat, Butoxyäthylacrylat oder -methacrylat oder andere Alkoxyäthylacrylate oder -methacrylate, Vinylchlorid, Acrylnitril, Methacrylnitril u. dgl.

Geeignete beständige, wäßrige Dispersionen von in Wasser unlöslichen, filmbildenden Mischpolymerisatlatizes, die mit den wäßrigen Styrol-Butadien-Mischpolymerisatlatexdispersionen verträgliche homogene Mischungen bilden, sind wie folgt:

Zwei Mischpolymerisate aus je vier Monomeren, wobei das eine etwa 75 Gewichtsprozent Vinylidenchlorideinheiten, etwa 20 Gewichtsprozent Vinylchlorideinheiten, etwa 3,0 Gewichtsprozent Äthylacrylateinheiten und etwa 2,0 Gewichtsprozent Methylmethacrylateinheiten und das zweite etwa 74 Gewichtsprozent Vinylidenchlorideinheiten, etwa 20 Gewichtsprozent Vinylchlorideinheiten, etwa 3,0 Gewichtsprozent Äthylacrylateinheiten und etwa 3,0 Gewichtsprozent Acrylnitrileinheiten enthält; und ein spezielles Mischpolymerisat aus drei Monomeren, das etwa 88 Gewichtsprozent Vinylidenchlorideinheiten, etwa 7,0 Gewichtsprozent Äthylacrylateinheiten und etwa 5,0 Gewichtsprozent Acrylnitrileinheiten enthält.

Entsprechend der üblichen Zubereitung von Mörteln und ihrer Anwendung werden die erfindungsgemäßen Mörtelmassen so hergestellt, daß zu einem Gemisch der trockenen Bestandteile, das aus einem Mörtelbindemittel und einem Zuschlagmaterial besteht, die flüssigen Bestandteile, die aus einer wäßrigen Dispersion eines homogenen Gemisches von Mischpolymerisatlatizes und gegebenfalls einem Feuchthaltemittel bestehen, gegeben werden. Um dem Mörtelgefüge die gewünschte Glätte zu verleihen, kann gegebenenfalls weiteres Wasser zugesetzt und gründlich mit der Masse vermischt werden. Danach wird die latexmodifizierte Mörtelmasse je nach dem besonderen Verwendungszweck in Formen gegossen, auf einer Oberfläche ausgebreitet und sofort mit der Kelle zurechtgestrichen oder geglättet. Schließlich wird die latexmodifizierte Mörtelmasse durch Hydratbildung und Verdampfung des restlichen Wassers erhärten gelassen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Verhältnismengen der Stoffe, die sich zur Herstellung der mit Mischpolymerisatlatizes modifizierten Mörtelmassen der Erfindung als vorteilhaft erwiesen haben. Sowohl für die nassen als auch für die trockenen Massen sind die Mengen in Gewichtsteilen angegeben.

Beispiel 1 Ansatz I

Material	Gewichtsteile	naß
	trocken I	4500
Sand	4500	1500
Portlandzement	1500
53,2 %ige wäßrige Dispersion des
Mischpolymerisatlatex I
(75 Gewichtsprozent Vinyliden-
chlorid/20 Gewichtsprozent
Vinylchlorid/3 Gewichtspro
zent Äthylacrylat/2 Gewichts		318
prozent Methylmethacrylat...	168,8

Material	Gewichtsteile	naß
	trocken
48%ige wäßrige Dispersion des
Mischpolymerisatlatex II
(67 Gewichtsprozent Styrol/
33 Gewichtsprozent 1,3-Buta-		117
dien)	26,2
Dimethylpolysiloxan/Kieselsäure-
Aerogel-Emulsion (10 Ge
wichtsprozent lösungs- bzw.		4,5
emulgiermittelfreie Substanz)	0,45	480
Wasser
Verhältnis Sand zu Zement ....	3:1
Verhältnis emulgiermittelfreie		.—
Latexstoffe zu Zement	0,15:1	—
Verhältnis Wasser zu Zement...	0,46:1
Gehalt des Mischpolymerisat
latex I an emulgiermittelfreier		—
Substanz (%)	75
Gehalt des Mischpolymerisat
latex II an emulgiermittel		—
freier Substanz (%)	25

Zunächst wurden der Sand und der Portlandzement gründlich miteinander vermischt. Dann wurden das Wasser, die Mischpolymerisatlatizes und mindestens etwa 0,2 % Antischaummittel — bezogen auf das Gewicht der in den Latizes enthaltenen Polymerisate — miteinander vereinigt und zu dem Sand-Zement-Gemisch gegeben.

Der ganze Ansatz wurde dann bis zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz gemischt, was etwa 4 bis 5 Minuten in Anspruch nahm. Es kann auch etwas mehr oder etwas weniger Wasser als angegeben zugesetzt werden, um der Masse die zur Handhabung gewünschte Konsistenz zu verleihen. Der latexmodifizierte Zementansatz wurde sofort verwendet. Nach vorläufiger Härtung des Mörtels wurde die Proben etwa 14 Tage bei etwa 70° C und einer relativen Feuchtigkeit von etwa 50 % härten und altern gelassen. Bei sämtlichen Mörtelansätzen, bei denen ein Verhältnis von Sand zu Zement von etwa 3:1 vorlag, waren die physikalischen Eigenschaften gut. Der Ansatz I, der etwa 15 Gewichtsprozent emulgiermittelfreie Latexstoffe — bezogen auf das Trockengewicht an Zement — enthielt, zeigte in bezug auf die Trocken- und Naß-Scherbindefestigkeit ausgezeichnete Eigenschaften, wobei die Trocken- und Naß-Druckfestigkeit, die Trocken- und Naß-Zugfestigkeit und die Trocken-Biegefestigkeit gut waren. Insgesamt gesehen wurden die besten physikalischen Eigenschaften mit einem Verhältnis von etwa 3 Teilen Sand zu 1 Teil Zement und einem Verhältnis von 0,15 Teilen emulgiermittelfreien Latexstoffen zu etwa 1 Teil Zement erhalten.

Zum Vergleich der physikalischen Eigenschaften mit denjenigen anderer gehärteter Mörtelansätze folgt eine kurze Beschreibung einer Standardmörtelmasse, die mit einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisatlatex modifiziert ist. Weiterhin folgt — ebenfalls zu Vergleichszwecken — eine kurze Beschreibung eines vergleichbaren Mörtels, der seit langem bekannt ist und weitverbreitet verwendet wird. In der im Anschluß an die Zusammensetzung des Ansatzes III folgenden Tabelle I werden die bei den Vergleichsversuchen ermittelten Zahlenwerte für die Scherbindefestigkeit, die Druckfestigkeit, die Zugfestigkeit und die Biegeestigkeit der drei gehärteten Systeme angegeben.

Ansatz II	Material	Gewichtsteile	naß
	trocken	300
5 Sand	300	mn
Portlandzement	100
Latex eines zu 67 Gewichtspro
zent aus Styroleinheiten und zu
ίο 33 Gewichtsprozent aus Buta
dieneinheiten bestehenden		41,6
Mischpolymerisats	20	13 0
Wasser
Dimethylpolysiloxan-Kieselsäure-
15 aerogel-Emulsion (10 % lö-
sungs- bzw. emulgiermittel
freie Substanz) [Antischaum		0,4
mittel]	0,04

Die angegebenen Stoffe werden miteinander vermischt, zu Prüfstücken verarbeitet, härten gelassen und nach dem gleichen Verfahren, wie es zur Prüfung des Ansatzes I angewendet worden war, geprüft.

Ansatz III

Material

Sand

Portlandzement
Wasser

Gewichtsteile
trocken ! naß

300 300

100 100

je nach
Erfordernis

Die Stoffe dieses nichtmodifizierten Ansatzes wurden ebenfalls miteinander vermischt, zu Prüfstücken verarbeitet, härten gelassen und nach dem gleichen Verfahren, wie es zur Prüfung des Ansatzes I angewendet worden war. geprüft.

Tabelle I

I II III

kg/cm² kg/cm² kg/cm²

Scherbindefestigkeit (trocken) .. 78 35 14

Scherbindefestigkeit (naß) 57 16 14

Druckfestigkeit (trocken) 450 280 176

Druckfestigkeit (naß) 352 232 246

Zugfestigkeit (trocken) 67 40 13

Zugfestigkeit (naß) 40 30 28

Biegefestigkeit (trocken) 120 88 —

Biegefestigkeit (naß) 77 40 35

Beispiel 2

Um die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Mörtelmassen, die eine beständige, wäßrige Dispersion einer verträglichen, homogenen Mischung von zwei in Wasser unlöslichen, filmbildenden Mischpolymerisatlatizes an Stelle einer wäßrigen Dispersion eines einzigen Mischpolymerisatlatex enthalten, zu zeigen, wurden sieben Mörtelansätze hergestellt und nach dem Verfahren von Beispiel 1 und den weiter unten beschriebenen Standard-Prüfverfahren geprüft. Zwei Mörtelansätze (Mörtel I und VII) wurden als Kontrollproben hergestellt. Der Mörtel I enthielt außer den Trockenbestandteilen Wasser, ein Antischaummittel und einen wäßrigen Latex eines einzigen Mischpolymerisates als Binde-

mittel (im Anschluß hieran der Einfachheit halber als »Bindemitteil« bezeichnet), .wobei, das Mischpolymerisat zu etwa 75 Gewichtsprozent aus Vinylidenchlorideinheiten, etwa 20 Gewichtsprozent aus Vinylchlorideinheiten, etwa 3 Gewichtsprozent Äthylacrylateinheiten und etwa 2 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylateinheiten bestand und wobei der Latex eine Konzentration von etwa 53,0% aufwies. Der Mörtel VII enthielt ebenfalls ein wäßriges Latex-' Bindemittel mit einem einzigen Mischpolymerisat (im Anschluß hieran der Einfachheit halber als »Bindemittel II« bezeichnet), wobei das Mischpolymerisat etwa 67 Gewichtsprozent Styroleinheiten und etwa 33 Gewichtsprozent 1,3-Butadieneinheiten aufwies und wobei der Latex eine Konzentration von etwa 48,0% hatte. Die Mörtel II bis VI enthielten homogene Gemische der beiden in den Mörteln I und VII einzeln verwendeten Mischpolymerisatlatex-Bindemittel, deren Zusammensetzung von etwa 90 Gewichtsprozent Latex-Bindemittel I und entsprechend etwa 10 Gewichtsprozent Mischpolymerisatlatex-Bindemittel II bis zu etwa 10 Gewichtsprozent Mischpolymerisatlätex-Bindemittel I und entsprechend etwa: 90 Gewichtsprozent Latex-Bindemittel II reichte. Die prozentuale Zusammensetzung dieser homogenen Gemische aus wäßrigen Mischpolymerisatlatex-Bindemitteln wird am Kopf jeder einzelnen Spalte der Tabelle II angegeben. In sämtlichen für die Herstellung der Testproben verwendeten Mörtelansätzen lag ein Verhältnis von emiügiermittelfreier Latexsubstanz zu Zement

ίο von etwa 0,15:1 vor. Sämtliche zur Prüfung hergestellten Mörtelansätze wiesen ein Verhältnis von etwa 3 Gewichtsteilen Sand zu etwa 1 Gewichtsteil Zement auf und enthielten etwa 0,20 Gewichtsprozent — bezogen auf den Gehalt der Mörtelmassen an emulgiermittelfreier Latexsubstanz — eines Antischaummittel, das aus einer Dimethylpolysiloxan-Kieselsäure-Emulsion mit einer Konzentration von etwa 10 Gewichtsprozent bestand. Die bei den mit sämtlichen sieben Mörtelansätzen durchgeführten Haltbarkeitsprüfungen erhaltenen Werte für die physikalischen Eigenschaften sind in der Tabelle II zusammengestellt.

Tabelle II

Physikalische Eigenschaften von mit Gemischen der wäßrigen Mischpolymerisatlatizes I und II

modifizierten Mörtelmassen

Verhältnis emulgiermittelfreie Latexsubstanz zu Zement = 0,15 :1; Verhältnis Sand zu Zement = 3:1

Wäßriger Mischpolymerisatlatex I (%)
Wäßriger Mischpolymerisatlatex II (%)
Druckfestigkeit (kg/cm²)

A (trocken)

B (naß)

Zugfestigkeit (kg/cm²)

A (trocken)

B (naß)

Biegefestigkeit (kg/cm²)

A (trocken) -.:...

Scherbindefestigkeit (kg/cm²)

A (trocken) ".

B (naß)

Wässerabsorption der Proben A

in 24 Stunden (%)

Verhältnis Wasser zu Zement

I	II	Mc III	rtelansätze IV	V	VI
100	90	75	50	25	10
0	10	25	50	75	90
324 235	315 218	450 352	290 208	172 199	270 219
48 30	57 23	67 40	57 30	64 25	50 25
81 47	94 71	121 77	115 66	83 54	91 50
60 57	64 42	78 57	54'. 54	57 46	51 33
4,63 0,47	4,82 0,48	3,09 0,46	3,95 0,43	3,57 .0,39	2,82 0,32

268
212

4,42
0,40

■ A == Proben 14 Tage an der Luft bei 21° C und 50 °/₀ relativer Feuchtigkeit gehärtet.

B = Proben 14 Tage an der Luft bei 21°C und 50% relativer Feuchtigkeit gehärtet, anschließend 14 Tage in Wasser von 22° C eingetaucht und im nassen Zustand geprüft. ^;

; Die Herstellung und Prüfung der latexmodifizierten und nichtmodifizierten gehärteten Proben auf ihre physikalischen Eigenschaften (die erhaltenen Daten sind in. den Tabellen I und Π aufgeführt) wurde nach den folgenden ASTM- bzw. verbesserten ASTM-Verfahren vorgenommen:
: .-■·.' ASTM-Verfahren

Abbindezeit C-254-52

Druckfestigkeit '.·.. C-109-58

Zugfestigkeit C-190-58

Biegefestigkeit G-192-59

. _: ' C-293-59T

Bindefestigkeit ·■;·,···■ verbessertes

. ,, _; Verfahren

Um eine verläßlichere Beziehung zwischen den bei den Laboratoriumsversuchen erhaltenen Werten und den bei der tatsächlichen Anwendung gemachten Erfahrungen zu schaffen, wurde zur Prüfung auf die Scherbindefestigkeit ein verbessertes Verfahren ent-.

wickelt. Bei diesem verbesserten Prüfverfahren wird die Bindungsfestigkeit von gehärteten latexmodifizierten Betonansätzen im Vergleich zu gehärteten, nichtmodifizierten Standard-Betonansätzen direkt gemessen. Nach diesem Verfahren werden die aus Standardbeton.

bestehenden Prüfmuster durch Eingießen einer ausreichenden Menge nichtmodifizierten Betons in einen zylindrischen Pappkarton, der mit Kunststoff ausgekleidet ist, hergestellt. Der zylindrische Karton ist

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am einen Ende offen und hat solche Innenabmessun- einer von drei verschiedenen Stellen brechen, nämlich gen, daß nach dem vollständigen Abbinden bzw. innerhalb der Grenzen der 2,5 cm dicken latexmodi-Härten und Altern Testproben von 15,2 cm Länge fizierten Betonkappe, an der Verbindungslinie, wo und 8,6 cm äußerem Durchmesser vorliegen. Die die latexmodifizierte Mörtelkappe mit der glatten Beton-Wandungen der Pappform sind genügend dick, damit 5 oberfläche des nichtmodifiziertenBeton-Unterlagezylineine feste und starke Unterlage vorliegt und der Karton ders verbunden ist, oder innerhalb des Körpers des in aufrechter Stellung verbleibt. Ehe der Mörtel in Unterlagezylinders aus nichtmodifiziertem Beton,
die aufrecht stehende Form eingegossen wird, wird Die Abbindezeit der mit den Mischpolymerisatder Boden des zylindrischen Pappkartons mit einer latexgemischen modifizierten Mörtelansätze ist bei den Kunststoffscheibe von 8,3 cm Durchmesser ausge- io mit den einzelnen homogenen Gemischen von Mischlegt, damit die Form eine glatte, regelmäßige innere polymerisatlatizes, wie sie oben angegeben wurden, Bodenfläche erhält. Die aufrecht stehende, offene Form modifizierten Zementansätzen etwa gleich. Die meisten wird mit einem Standardbetongemisch vollständig latexmodifizierten Mörtel sind an der Oberfläche nach gefüllt. Sodann wird der Beton in der Form etwa etwa 20 bis 45 Minuten hart. Nach etwa 4 bis 6 Stun-24 Stunden bei Raumtemperatur abbinden gelassen. 15 den sind sie trittfest, und innerhalb von etwa 48 Stun-Danach wird der Betonzylinder zur Naßhärtung etwa den vermögen sie den Kraftfahrzeugverkehr (mit 5 Tage vollständig in Wasser von Raumtemperatur Kautschukreifen) ohne Schäden auszuhalten. Diese eingetaucht. Schließlich wird die naßgehärtete Beton- unter normalen atmosphärischen Bedingungen beprobe ungefähr 3 Wochen bei Raumtemperatur in stimmten Abbindezeiten können in Abhängigkeit von der Form altern gelassen. Danch wird die an einem 20 den jeweiligen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedin-Ende offene Form umgedreht und die obere Fläche gungen und der Zusammensetzung der erfindungsder Probe (nach dem Gießen ursprünglich die Boden- gemäßen Mörtelmassen variieren. Es sei bemerkt, fläche) auf einer Bandschleifmaschine glatt geschliffen. daß die anfängliche Abbindezeit der mit den Latex-Dabei wird darauf geachtet, daß die Oberfläche des gemischen modifizierten Mörtelansätze etwas kürzer Betonzylinders während des Abschleifens naß bleibt, 25 als diejenige von Mörteln ohne Latexmischung sein um eine unnötige Erwärmung des gehärteten Betons kann. Die erfindungsgemäßen Mörtelmassen müssen infolge der Reibung zu vermeiden. daher sofort verarbeitet werden.

Nachdem die obere Fläche des Betonzylinders in Mit unter Verwendung von Mischpolymerisatlatexder Form glatt geschliffen worden ist, wird ein weiterer gemischen mit einem Mischungsverhältnis von 75 : 25 kurzer Abschnitt aus dem gleichen zylindrischen, mit 3° hergestellten Zementmörteln, die mindestens etwa 5% Kunststoff ausgekleideten Pappkarton an den ur- . weniger emulgiermittelfreie Latexsubstanz enthielten sprünglichen Formzylinder angesetzt, um eine Form j als die mit einem_: einzigen Latexbindemittel hergefür eine sich an die glatte Oberfläche des Betonzylin- stellten bekannten Produkte, ließen sich im lufttrockeders anschließende, 2,5 cm dicke Kappe aus latex- nen, trockengehärteten Zustand Drückfestigkeitswerte modifiziertem Mörtel zu erhalten. Der Betonzylinder 35 von über 450 kg/cm² erreichen. Die Druckfestigkeit wird dann mit dieser Kappe versehen, indem in die ; von naßgehärtetem (die bestmögliche Härtung), nicht-Formausdehnung die erforderliche Menge an latex- ^: modifiziertem Zement betrug unter identischen Prüfmodifiziertem Betonmörtel nach dem folgenden Ver- : bedingungen 235 kg/cm². Die Trocken-Druckfestigkeit fahren eingegosssn wird: 1. Etwa ein Drittel der von Mörtel, der identische Mengen lediglich des Lätex-Zylinderkappe wird mit Mörtel gefüllt. Der Mörtel 40 Bindemittels I enthielt, betrug 324 kg/cm², während wird auf die glatte Oberfläche des Betonzylinders ge- ! die Trocken-Druckfestigkeit von Mörtel, der die gleiche strichen und mit einem nicht absorbierenden, mittel- | Menge lediglich des Latex-Bindemittels II enthielt, harten Kautschukstampfer festgestampft. 2. Sodann j 268 kg/cm² betrug. . ■ wird ein weiteres Drittel Mörtel in die Kappe gegossen ^:. Die Zugfestigkeitswerte der beschriebenen, unter und diese Menge ebenfalls festgestampft. 3. Schließ- 45 Verwendung von Mischpolymerisatlatexgemischen mit lieh wird das verbleibende Drittel Mörtel in die Kappe : einem Mischungsverhältnis von 75 : 25 hergestellten gefüllt, festgestampft und die Oberfläche mit der Kelle Mörtelmassen betrugen im lufttrockenen, trockengeglättet. Die auf diese Weise geformte nasse, latex- gehärteten Zustand mindestens 67 kg/cm². Im Gegenmodifizierte Betonmörtelkappe wird sodann nach dem satz dazu liegt die maximale Zugfestigkeit bei naßfür den jeweiligen Versuch vorgeschriebenen Härtungs- 50 gehärtetem, nichtmodifiziertem Zement bei Prüfung verfahren gehärtet. nach dem gleichen Verfahren bei 29 kg/cm². Luft-Wenn die latexmodifizierte Betonmörtelkappe ge- trockene, trockengehärtete Mörtel, die einen einzigen nügend abgebunden hat und gealtert ist, wird der mit Latex-Bindemittelbestandteil enthielten (d. h. entder Kappe versehene Betonzylinder aus der Form weder das Latex-Bindemittel I oder II), zeigten maxigenommen und in eine Metallhülse getan, die gering- 55 male Zugfestigkeitswerte von etwa 32 bzw. etwa fügig größer ist als der Betonzylinder. Die 2,5 cm 48 kg/cm².

dicke Mörtelkappe wird aus der Metallhülse heraus- Die Biegefestigkeitswerte der mit zwei Mischpolyragen gelassen. Sodann wird so nahe wie möglich an merisatlatizes modifizierten Zementmörtel der Erfindern Betonzylinder eine Metallramme auf die Mörtel- dung liegen im lufttrockenen, trockengehärteten Zukappe herabgelassen, um eine Kraft lotrecht zur 60 stand über 120 kg/cm². Während der beste Biege-Hauptachse des Zylinders auszuüben. Der Ramme festigkeitswert für einen Mörtel, der nur ein einziges wird ein fortlaufend zunehmendes Gewicht gegeben, Latexbindemittel enthält, bei 81 kg/cm² liegt, zeigte bis die Probe schließlich bricht. Die durch die mit der nichtmodifizierte Zement unter gleichen Prüf-Gewichten beladene Ramme ausgeübte Gesamtkraft bedingungen eine Biegefestigkeit von 35 kg/cm², wird gemessen. Der auf diese Weise bestimmte Wert 65 Sämtliche latexmodifizierten Zementansätze waren an wird auf Kraft pro Einheitsfläche umgerechnet. Samt- der Luft getrocknet worden; der nichtmodifizierte liehe Versuche wurden dreifach ausgeführt. Zement wurde zur Erzielung der optimalen Festigkeit Grundsätzlich gesehen können die Prüfzylinder an durch Eintauchen in Wasser naßhärten gelassen.

Bei den nach dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführten Prüfungen auf die Scherbindefestigkeit betrugen die Durchschnittswerte für den lufttrockenen, trockengehärteten, mit einem Gemisch aus zwei Mischpolymerisatlatizes modifizierten Zement mehr S als 77 kg/cm², was in krassem Gegensatz zu den Scherbindefestigkeitswerten sowohl des naßgehärteten und lufttrockenen als auch des trockengehärteten, nichtmodifizierten Zements von nur 14 kg/cm² steht. Mit den lufttrockenen, trockengehärteten Zementmörteln, die entweder den Latex-Bindemittelbestandteil I oder II enthielten, wurden Scherbindefestigkeitswerte von etwa 31 bzw. etwa 60 kg/cm² gemessen.

Die latexmodifizierten Mörtel der vorliegenden Erfindung weisen eine wesentlich größere Beständigkeit gegenüber Chemikalien, insbesondere bestimmten Säuren, als nichtmodifizierte Mörtel auf. Weiterhin sind die Oberflächenerosion und das Abbröckeln bei den erfindungsgemäßen Mörteln viel geringer.

Claims

20 Patentansprüche:

1. Latexmodifizierte Zementmörtelmasse, die Zement, ein Zuschlagmaterial, Wasser und einen Styrol-Butadien-Mischpolymerisatlatex mit etwa 60 bis 70 Gewichtsprozent Styroleinheiten und etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent 1,3-Butadieneinheiten enthält, d a du rch gekennzeichnet, daß die Zementmörtelmasse außer dem Styrol-Mischpolymerisatlatex ein Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid, einem niederen Alkylacrylat mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und mindestens einem weiteren mischpolymerisierbaren Material enthält, das aus mindestens einem Monomeren der Formel

CH, = C — X

in der R Wasserstoff oder eine Methylgruppe und X —CN, F, Cl, Br öder —COOY bedeutet, wobei Y eine primäre oder sekundäre Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, besteht, wobei das Styrol-Butadien-Mischpolymerisat etwa 10 bis 50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der Polymerisatbestandteile der- Zementmörtelmasse ausmacht und insgesamt etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent emulgiermittelfreie Polymerisatbestandteile — bezogen auf das Gesamttrockengewicht der Zementmörtelmasse — vorliegen.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschlagmaterial Sand ist.

3. Masse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement Portlandzement ist.

4. Masse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement und das Zuschlagmaterial in einem Mengenverhältnis von etwa 3 Gewichtsteilen Zuschlagmaterial je etwa 1 Gewichtsteil Zement vorliegen.

5. Masse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Antischaummittel enthält.

6. Masse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antischaummittel Dimethylsiloxan enthält.

7. Masse nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antischaummittel in einer Menge von mindestens 0,2 Gewichtsprozent — bezogen auf das Gewicht des Latexmischpolymerisats — vorliegt.

8. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid, niederem Alkylacrylat und dem weiteren mischpolymerisierbaren Material zu etwa 75 Gewichtsprozent aus Vinylidenchlorideinheiten, zu etwa 3 Gewichtsprozent aus Äthylacrylateinheiten, zu etwa 2 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylateinheiten und zu etwa 20 Gewichtsprozent aus Vinylchlorideinheiten besteht.

9. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid, niederem Alkylacrylat und dem weiteren mischpolymerisierbaren Material zu etwa 74 Gewichtsprozent aus Vinylidenchlorideinheiten, zu etwa 3 Gewichtsprozent aus Äthylacrylateinheiten, zu etwa 3 Gewichtsprozent aus Acrylnitrileinheiten und zu etwa 20 Gewichtsprozent aus Vinylchlorideinheiten besteht.

10. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid, niederem Alkylacrylat und dem weiteren mischpolymerisierbaren Material, etwa 88 Gewichtsprozent Vinylidenchlorideinheiten, etwa 7 Gewichtsprozent Äthylacrylateinheiten und etwa 5 Gewichtsprozent Acrylnitrileinheiten besteht.