DE1495748A1 - Zusatzmittel fuer Moertel und Beton - Google Patents

Description

FARBWERKE HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT vormals Meister Lucius Brüning

P 14 95 748.3-45 Fw 4242 Dr.Bk/jk

17. Februar 1969 ¹¹ Zusatzmittel für Mörtel und Beton"

Gegenstand der Erfindung sind Zusatzmittel für Mörtel und Beton in Form wässriger Kunststoffdispersionen, die im wesentlichen aus Wasser, einem fein verteilten Kunststoffanteil und einem Emulgator bestehen, und die bestimmte Zusätze enthalten, die das Schäumen der Dispersionen beim Anmischen des Mörtels oder Betons verhindern. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der entschäumende Zusatz den Dispersionen unmittelbar bei der Herstellung zugegeben werden kann, seine Wirkung auch bei langer Lagerung nicht verliert und die Stabilität der Dispersionen nicht beeinträchtigt.

Unter Kunststoffdispersionen sind im folgenden auch Dispersionen von Naturlatex verstanden, Unter Beton und Mörtel sollen Mischungen aus Zement und Zuschlagstoffen, unter Mörtel auch KaIk- und Gipsmörtel ohne Zementgehait verstanden werden. Beton und Mörtel sind, bedingt durch die chemischen Eigenschaften der anorganischen Bindemittel, anfällig gegen aggressive Medien. Sie enthalten außerdem in ihrem Gefüge Poren, Kapillaren und Fehlstellen, in die Wasser eindringen und durch die Wasser durchtreten kann. Endfestigkeit und Abriebfestigkeit des erhärteten Materials werden dadurch beeinträchtigt, daß beim Anmischen mehr Wasser, zugesetzt werdem muß, als für das Abbinden erforderlich ist, damit die Massen gut verarbeitet werden können.

Es ist bekannt, die Plastizität von Frischbeton und Frischmörtel durch Zusätze von beispielsweise Netzmitteln zu erhöhen, wodurch bei gleich guter Verarbeitbarkeit ein Teil des überschüssigen Anmachwassers eingespart werden kann. Es wird dadurch zwar erreicht, daß die Massen leichter und vollständiger verdichtet werden können, was zu einem kompakten Gefüge und zu höherer End-

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festigkeit führt, doch ist ein derartiger Beton oder Mörtel noch nicht dicht gegen Feuchtigkeit und Wasser.

Es ist weiter bekannt, Beton und Mörtel gegen Feuchtigkeit und Wasser durch Zusatz sogenannter Dichtungsmittel, beispielsweise Traß, Schlacken, Wasserglas, Silikone, Seifen oder Fettsäuren, abzudichten. Derartige Stoffe dichten zwar im Beton oder Mörtel die Fehlstellen ab, führen jedoch zu einer bisweilen beträchtlichen Verminderung der Endfestigkeit, insbesondere der Druckfestigkeit des erhärteten Materials.

Als Zusätze zu Beton und Mörtel werden bekanntlich Kunstharzdispersionen verwendet. Solche Dispersionen erhält man, indem man geeignete Monomere unter Zusatz von Emulgatoren in Wasser dispergiert und in diesem Zustand polymerisiert. Sie werden dem Beton oder Mörtel beim Anmischen zugesetzt und bewirken eine Plastifizierung der Mischung. Beim Aushärten des Betons oder Mörtels scheidet sich das Kunstharz aus und bildet innerhalb des erhärteten Materials, vornehmlich in Poren, Kapillaren und Fehlstellen, eine feste Masse, die diese Hohlräume ganz oder weitgehend ausfüllt und abdichtet. Durch den Einsatz geeigneter Kunstharze entsteht ein homogenes, festes Endprodukt von guter Dichtigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Auch die Verarbeitbarkeit der frischen Mischung und die Haftfestigkeit auf altem, bereits erhärteten Material wird verbessert, ' ....

Als Zusatz zu Beton und Mörtel sind eine Vielzahl von Kunstharzdispersionen bekannt, beispielsweise Dispersionen von Polyvinylund Polyvinylidenchlorid, Polyvinylester^ wie Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Polyvinyläthern, Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen, Polybutadien, Polymethylbutadien, Poly* chlorbutadien, Polyäthylenoxyd, Polyacrylsäure sowie ihre Derivate wie Polymethacry] säure, Polyacrylsäureester und «iiitrAle, sowie auch von Naturlatices. . . . . .

Auch geeignete Emulgatoren stehen· in reicher Auswahl zur Verfügung, und zwar:

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Anionenaktive Verbindungen: .

Salze von Carbonsäuren (z. B. Fettsäuren, Arylaminocarbonsäuren, Alkylsulfamidocarbonsäuren), Salze saurer Schwefelsäureester (Sulfate) wie sulfatierte Öle, Fette, Fettsäuren und Derivate, Alkyl sulfate, sulfatierte Fettsäurealkanolamide, sulfatierte Polyglykolätherderivate,

Salze von Sulfonsäuren (Sulfonate) wie Alkylsulfonate, : Kondensationsprodukte von Oxy- und Aminoalkanolsulfonsäuren,

Salze von Alkylsulfopolycarbonsäureestern, Alkylarylsulfonate, Salze von Alkylarylpolyglykoläthersulfonat.

Kationenaktive Verbindungen

wie z. B. Salze von aliphatischen Aminen, quaternäre Ammoniumsalze.

Nichtionogene Verbindungen

wie Fettsäureester von Polyalkoholen, Fettsäurealkanolamide, Xthylenmydaddukte wie Polyglykole von Fettsäuren, Polyglykoläthei* von Fettsäureestern, Polyglykoläther von Fettalkoholen und Mercaptanen, Polyglykoläther von Acylamiden und Fettsäurealkänolamiden, Polyglykoläther von Fettaminen, Polyglykoläther von Alkylaromaten, Polypropylenoxyd-Äthylenoxydaddukte, Phosphorsäureester (sekundär und tertiär), deren Alkyl- bzw. Acylreste direkt oder über eine Äthylenoxyd-Brücke an ortho-Phosphorsäure gebunden sind.

Hochpolymere, grenzflächenaktive Verbindungen:

\ Polyvinylalkohole, Polyacrylate, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyridin.

809846/0140

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Ein Nachteil solcher Kunstharzdispersionen ist ihr Emulgatorgehalt, der jedoch zur Erhaltung der Lagerfähigkeit erfordei'-lich ist. Der Emulgator führt beim Anmischen des Betons oder Mörtels zur Schaumbildung und zur Einführung von Luft in das Gemisch, wodurch die Endfestigkeit des Materials nicht die an sich möglichen Werte erreicht.

Ein Nachteil der bisher verwendeten Kunstharzdispersionen besteht darin, daß sie wegen ihres Emulgatorgehaltes beim Anmischen von Beton oder Mörtel schäumen. Dadurch wird Luft ,in das Gemenge eingeführt, die nicht mehr entweichen kann. Die Endfestigkeit des abgebundenen Materials erreicht infolge des Luftporengehaltes nicht die an sich möglichen Werte.

Um das Schäumen der Dispersionen zu unterbinden sind schon Entschäumer zugesetzt worden. Die bisher bekannten Entschäumer konnten den Dispersionen aber erst unmittelbar vor dem Anmischen des Betons oder Mörtels zugesetzt werden, weil die entschäumende Wirkung bereits nach kurzer Lagerzeit verloren geht. Manche Entschäumer führen sogar zum Zusammenbruch der Dispersion.

Es wurden nun Zusatzmittel für Mörtel und Beton in Form wässriger Kunstharzdispersionen gefunden, die beim Anmischen nicht schäumen, und die über lange Zeiträume gelagert werden können, ohne daß die Wirkung des Entschäumers nachläßt. Die Zusatzmittel bestehen im wesentlichen aus Wasser, einem fein verteilten Kunstharz und einem Emulgator und enthalten als Entschäumer gemäß der Erfindung ein Gemisch aus

a) einem tertiären Ester der ortho-Phosphorsäure mit

einem oder verschiedenen Alkoholen mit mindestens 5 C-Atomen und

b) mindestens einem Polyglykolether des A'thylenglykols, der ein Anlagerungsprodukt von Äthylenoxid an ein Alkylphenol, einen

. Fettalkohol, ein Fettamin,. eine Fettsäure oder Polypropylenoxid ist. "

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Besonders gute und gleichmäßig entschäumende Wirkung haben Gemische aus tertiärem Oleylphosphat, einem Nonylphenolpolygly-' kbläther mit 6 bis 30 Mol AeO pro Mol und Polypropylenoxid-Äthylenoxidaddukten mit einem Molekulargewicht von ca. 1750 und einem AeO-Gehalt von ca, 10 Möl-%, wie sie z. B. als sogenannte Pluronics im Handel sind. In vielen Fällen kann auf das Poly- . propylenoxid-Äthylenoxidaddukt verzichtet werden.

Gute entschäumende Wirkung zeigen ferner Gemische, die neben tertiärem Öleylpfeosphat Oxäthylierungsprodukte von Fettaminen wie Oleyl- oder Stearylamin, von Fettalkohol wie OleylalKohol, oder von Fettsäure wie Ölsäure enthalten. Der AeO-Gehalt liegt zweckmäßig zwischen etwa 2-8 Mol AeO pro Mol,

Als Entschäumer besonders bewährt haben sich Kombinationen aus 0,5-3 Teilen Alkylphenolpölyglykoläther, 0,5 - 3 Teilen PoIypropylenoxid-Kthylenoxidaddukt und 1 - S Teilen tertiärem Oleylphosphat in Mengen von 2,5 - 20 %, bezogen auf Kunstharztrockenmasse, .

Die zuzusetzende Entschäumermenge hängt von der Art des in der Dispersion enthaltenen Emulga1?ors ab. Sie liegt zwischen etwa 2,5 und etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, und ist in jedem speziellen Fall durch einen Vorversuch ohne Schwierigkeit zu ermitteln.

Die folgende Tabelle I zeigt den Einsatz der erfindungsgemäß entschäumten Dispersionen in einem Zementmörtel, Es wurden Dispersionen mit unterschiedlichen Moöomerenverhältnissen und unterschiedlichen Emulgatoren verwendet* Der Versuchsmörtel hatte folgende ZusaraaieitsetEungi

. 1 GT Portlandzement 275

.. '■· % ÖT;Samd-.-d«'r Körnung Ö ~ 3 m& ■ ■ '·· :-.,^: . u.'-· Q,55 ,; GT If'äeööjpj ^.Wasser-^eaeaWfaktor (WZF). « O,55.·, _; .

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Er wurde im Labormischer 1 Minute langsam, 1 Minute schiiell, 1 Minute langsam gemischt. Bei Zusatz von Kunstharzdispersionen wurde das in der Dispersion enthaltene Wasser als Änmachwasser' mitberechnet. Soweit in Einzelfällen ein anderer V.'ZF als 0,55 eingestellt wurde, ist dies in der Tabelle besonders angezeigt. Die angegebenen Zusatzmengen an Dispersion sind berechnet als Kunstharzfeststoff und bezogen auf das Zement gewicht. Oie MesHgen an Entschäumer sind Gewichtsprozent, bezogen auf Kun.^c harztrockenmasse. Die Dispersionen waren durchweg auf eiron pH-Wert von ca. 8,5 gestellt.

In der Tabelle II sind an einem Beispiel die Verarbeitungseigenschaften und Festigkeitswerte für einen Zementmörtel ohne Zusatz, mit Zusatz einer üblichen Dispersion und mit Zusatz einer erfindungsgemäß entschäumten Dispersion dargestellt.

S098AS/QUQ

Claims (6)

1. Zusatzmittel für Mörtel und Beton in Form wässriger Kunstharzdispersionen, die im \yesentlichen axis Wasser, einein fein verteilten Kunstharz und einem Emulgator bestehen und die einen entschäumenden Zusatz enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der entschäumende Zusatz aus e:i nem Gemisch aus

a) einem tertiären Ester der ortho-Phosphorsäure mit

einem oder verschiedenen Alkoholen mit mindestens 5 C-AtO-/ men und

b) mindestens einem Polyglykoläther des A*thylenglykols,der ein Anlagerungsprodukt Von Äthylenoxid an ein Alkylphenole' einen Fettalkohol, ein Fettamin, eine Fettsäure oder Propylenoxid ist,

besteht. ■

2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entschäumende Zusatz ein Gemisch aus tertiärem Oleylphosphat und einem Alkylphenolpolyglykoläther mit 6 bis

30 Mol AeO pro Mol ist.

3. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entschäumende Zusatz ein Gemisch aus tertiäroin Oleylphosphat, einem Alkylphenolpolyglykoläther mit 3 bis 30 Mol AeO pro Mol und einem Polypropylenoxid-Äthylenoxidaddukt mit einem Molekulargewicht von ca. 175Ο und einem AeO-GehäL t von ca. 10 Molprozent ist.

4. Zusatzmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der entschäuniende Zusatz aus 1 bis 5 Teilen tertiärem Oleylphosphat, 0,5 bis 3 Teilen Alkylphenolpolyglykoläther und 0,5 bis 3 Teilen Polypropylenoxid-Äthylenoxidaddukt besteht.

Neue Unterlagen (au. ; s ΐ aus. l wr. ι s^iz 3 des Änaerunoig«. %4.'aiM7i

* BAD ORlGlNAl,

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5. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entschäumende Zusatz ein Gemisch aus tertiärem Oleylphosphat und mindestens einem Oiiäthylierungsprodukt eines Fettamines, eines Fettallcoholes oder einer Fettsäure mit einem AeO-Gehalt von etwa 2 bis etwa 8 Mol AeO pro Mol ist.

6. Zusatzmittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des entschäumenden Zusatzes 2,5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt der Dispersion, beträgt*