DE1571513A1

DE1571513A1 - Portlandzementmischung mit verzoegerter Erhaertung

Info

Publication number: DE1571513A1
Application number: DE19661571513
Authority: DE
Inventors: Angstadt Richard Lee; Edelson Martin Robert
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1965-10-22
Filing date: 1966-08-31
Publication date: 1970-02-12
Also published as: GB1129008A; FR1503617A; US3425892A; NL6612256A

Description

New York. N.Y. (V.St.A.)

Hamburg, 2. Oktober I967

Portlandzementmischung mit verzögerter Erhärtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Portlandzementmischung mit verzögerter Erhärtungsgeschwindigkeit.

Das Bindemittel in vielen Zement-, Mörtel- und Betonraassen ist Portlandzement, der durch Kalzinieren einer Mischung von Kalkstein und Ton zur Bildung eines Klinkers und Vermählen des Klinkers mit Gips (CaS0_i}T2H₂0) als feines Pulver hergestellt wird. Im allgemeinen miterscheidet man vier Grundtypen, die sich durch ihren Gehalt an Tricalciumsilikat und Dicalciumslllkat unterscheiden und die in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellte Zusammensetzung aufweisen:

Tabelle 1	Zementtyp	I	II	Gew.	47	III	IV
-		32
Tricalciumsilikat	53	3	58	26
Dicalciumsilikat	24	12	16	54
Trlcalciumaluminat	8		8	2
Tetracalciumaluminatferrit	8	8	12

Wegen der uneinheitlichen Nomenklatur werden im vorliegenden Fall unter der Bezeichnung ^wPortlen«3zement" sowohl Portlandzement als auch andere, Portlandzement, enthaltende Zement·'

Mischungen verstanden. Der Portlandzement muß natürlich so viel Oipe enthalten« daß ein schnelles Abbinden durch Hydratation des Tricalciuraalumlnats vermieden wird. Das trockene Portlandzementpulver selbst wird im folgenden als "Portlandzement-Bindemittel" bezeichnet.

In allgemeinen erfolgt die Erhärtung der Zementmörtel, deren erstes Stadium man durch Prüfung des Widerstandes gegen das Bindringen fremder Körper als Abbinden bezeichnet, in Zeiträumen von etwa 500 Minuten. PUr viele Zwecke ist es jedoch erwünscht, die Erhärtung des Portlandzemente zu verzögern.

Die vorliegende Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die anfängliche Härtegeschwindigkeit von Portlandzement ohne Verringerung der endgültigen Druckfestigkeit des erhärteten Zements zu verzögern.

Dieses wird gemäß Erfindung durch eine Portlandzementmischung erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist* daß sie bezogen auf das Trockengewicht des Zementbindemittels 0,1 bis 5Ji und'vorzugsweise 0,1 bis 1,55* Bieen-II-«ulfat

und kein zugesetztes Calciumhydroxid enthält.

durch Verwendung von Eisen-II-aulfat erzielte Verzögerung ist Immer dann von !ftitzen, wenn Portlandzementmörtel oder «baten bei heißem Vetter verwendet wird, d.h. wenn durch die

atmosphärischenBedingungen die Erhärtung beschleunigt wird. B* wurde gefunden« daß in allgemeinen die Verwendung von Elstn-II-sulfat als Verzögerungsmittel sowohl unter heißen sie auch unter kalten Bedingungen die zum Vermischen und Auftragen oder Einbringen des Zemente sur Verfugung stehende Zelt verllngert. des 1st insbesondere zun Auszementieren von Ölbohrungen vorteilhaft« wo der Zement so flüssig bleiben muß, daß er ohne hohe Pumpdrucke und ohne VerrUhren teilweise abgebundenen Zeeente In,die Bohrung gepuppt werden kann.

Aus der USA-Patentschrift 2 307 270 ist es zwar bekannt, den normalerweise alt den Zementklinker zusammen zur Bildung des Vortlandzementa venwhlenen Oips durch Eisen-II-sulfat zu .. ersetzen. Wie bereits oben erwähnt, wird durch den Oipszusatz die sonst durch Hydratation der Tricalciunaluminat -Phase Ib Portlandzement verursachte schnelle Abbindung versugert. OemfCe Erfindung wird das Eisen-II-sulfat jedoch nicht als Olpaersats verwendet, sondern dient einem anderen Zweck und wird susltzllch zu Oips verwendet.

Aus der USA-Patentschrift 931 884 1st ferner eine wasserfeste Zemenschung bekennt« die durch Herstellung der Portlanditaortel oder -betonmlsohungen mit einer Mi ac hung von

Alusdnlumeulfat und einer größeren als der sur Umsetzung mit de* Aluminiumsulfat zu einem kolloidalen Alumlniumhydrojqrdnle. derschlag erforderlichen Menge Calclumhydroxyd erhalten wird.

, . 9 0 9887 /&€-&■&■ : -.-^ BADOB5G1NAU

Dabei wird auch vorgeschlagen« das Aluminiumsulfat durch Eieen-II-eulfat zu ersetzen. Das Calciumhydroxyd reagiert sofort mit dem Aluminium- oder Eisen-II-salz unter Bildung des entsprechenden unlöslichen Hydroxyds oder Oxyhydrats. Es wurde gefunden, daß der Zusatz von Mischungen aus Aluminiumsulfat oder Eieen-II-sulfat und löslichem Calciumhydroxyd die Erhärtung der Portlandzemente beschleunigt. Demgegenüber ist es daher Überraschend, daß das Eieen-II-sulfat in Abwesenheit von zur Fällung des Eisen-II-sulfate als Eieen-II-hydroxyd ausreichenden Mengen Calciumhydroxyd ein sehr wirksames Erhärtungsverzögerungsmittel darstellt.

Zur Herstellung der Portlandzementmischung gemäß Erfindung kann das Eieen-II-sulfat auf verschiedene Weise in den Portlandzement eingebracht werden. Es kann dem Bindemittelklinker vor den Vermählen zugesetzt und dann beim Vermählen gründlich mit der Zementkomponente vermischt werden. Das Verzögerungsmittel kann Jedoch auch dem Zementpulver als trockenes Pulver, als Aufschlämmung oder als wässrige Lösung zugesetzt werden oder in dem Wasser gelöst werden, mit dem das Portlandzement-Blndemittel zur Herstellung einer erhärtenden Masse verrührt wird; oder neben diesen Wasser in einer Lösung zugesetzt werden;* Oanz allgemein kann das Eisen-II-sulfat in jeder Stufe vor der end* gültigen Erhärtung dem Zement zugegeben werden.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert.

909887/0869 . _{BAD 0RlQ)NAL}

Beispiel 1

Eisen-II-sulfat, welches bei der Titandioxydhereteilung als Nebenprodukt anfiel» wurde mit vier verschiedenen Portland-» zementen vom Typ 1 in einer auf das Gewicht des Portland" Zement-Bindemittels bezogenen Konzentration von 1,0Ji vermisoht und Vermählen. Die Erhärtungszelt wurde mit einem Vicat-Oerät zur Bestimmung der Zementkonsistenz nach ASTH C187 bestimmt. Das Gewichteverhältnis von Wasser zu Zement betrug 0,35 und es wurden Jeweils mindestens zwei Bestimmungen zur Ermittlung der Erhärtungszeit durchgeführt; in Tabelle sind diese Zelten im Vergleich zu einem Ansatz ohne Eisen-II-

sulfat wiedergegeben. Die vier verschiedenen Zementmischungen vom Typ 1 sind mit A,B,C und D bezeichnet.

	Tabelle 2	«· .■ "	PeSO^	Erhärtungszeit in
Zement	Verzögerungsmittel	·■.-..■ .	Min.
		Feä(ty	200
A			448
A	FeSOj₁	PeSOw	296
B		481
B	291
C	491
C	276
D	511
D

"-■BAD ORJGlNAL.

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Ii* * *

Beispiel 2

Dae Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei analysenreines Sieen-II-eulfat verwendet wurde. Die ermittelten ErhKrtungszelten sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

	Tabelle 3	ErfaKrtunaszelt in Min.
Zement	VerzÖRerunKssdttel	300
A	•	48p
A	FeSO^	296
B		526
B	FeSO^	291
C	-	508
C	PeSO^	276
D	-	512
D	FeSO₄
Beispiel 3

IAi zu zeigen» daß die Druckfestigkeit des Portlandzement-Produktes nioht durch die Verwendung von Eieen-II-sulfat beeinträchtigt wird, wurde diese an einem Mörtel aus 740 g Ztaent A, 2035 g Sand und 481 al einer 1,OJiigen (bezogen auf das Bindeeittelgewioht) Eieen-II-iulfat-LOsung nach 7 Tagen geaessen; sie betrug 86t 7 kg/cm². Bin gleicher Mörtel, welcher Jedoch »dt entsalztes) Wasser statt der Eisen-II-eulfat-Lösung hergestellt worden war« hatte nach 7 Tagen eine Druckfestigkeit von 91-7 kg/cjD²} der Unterschied in der Druckfestigkeit der beiden Mörtel liegt innerhalb der Fehlergrenze.

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909887/0869 _bm>

Claims

Patente ns pruch

Portlandzementmischung mit verzögerter Erhärtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie bezogen auf das Trocken gewicht des Zementbindemittels 0,1 bis 5*0 # und vor zugeweise 0,1 bis 1,5 # Eisen-II-sulfat und kein zugesetztes Calciumhydroxyd enthält, und die Menge des ursprunglich vorhandenen Clciütnhydroxydes zur Fällung des zugesetzten Eisen-11-sulfatee als Eisen-II-hydroxyd unzureichend ist.'

Mctie Unterlagen (απ. / a t aus. 2 n₍. ι ^u j des Xnderungige*. _v. 4. g. 1957,

BAD ORiQSNAL

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