DE1646920B1 - Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhaertenden Zementen,Betonen und Moertelstoffen - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhaertenden Zementen,Betonen und Moertelstoffen

Info

Publication number
DE1646920B1
DE1646920B1 DE19681646920 DE1646920A DE1646920B1 DE 1646920 B1 DE1646920 B1 DE 1646920B1 DE 19681646920 DE19681646920 DE 19681646920 DE 1646920 A DE1646920 A DE 1646920A DE 1646920 B1 DE1646920 B1 DE 1646920B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
formaldehyde
acrylamide
mortars
reaction product
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19681646920
Other languages
English (en)
Other versions
DE1646920C2 (de
Inventor
Bernard Bonnel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Progil SARL
Original Assignee
Progil SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Progil SARL filed Critical Progil SARL
Publication of DE1646920B1 publication Critical patent/DE1646920B1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1646920C2 publication Critical patent/DE1646920C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G12/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen
    • C08G12/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes
    • C08G12/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds
    • C08G12/22—Condensation polymers of aldehydes or ketones with only compounds containing hydrogen attached to nitrogen of aldehydes with acyclic or carbocyclic compounds with carboxylic acid amides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G21C17/102—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain the sensitive element being part of a fuel element or a fuel assembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen auf der Basis eines hydraulischen Bindemittels durch Zusatz einer Acrylverbindung und eines Polymerisationskatalysators.
Es ist bekannt, daß man beschleunigt aushärtende Mörtelstoffe herstellen kann, wenn man als hydraulisches Bindemittel die als Tonerdeschmelzzemente bekannten Handelsprodukte verwendet. Diese Mörtelstoffe härten im allgemeinen in weniger als 24 Stunden aus und sind in erhöhtem Maße druckfest. Aber obwohl sie allgemein gute mechanische Eigenschaften ausbilden, sind die Zugfestigkeit und vor allem die Biegefestigkeit dieser Mörtelstoffe und Betone für manche Verwendungszwecke viel zu gering.
Es wurde bereits versucht, die Eigenschaften der bekannten Mörtelstoffe auf der Basis von Zuschlagstoffen und hydraulischen Bindemitteln verschiedenster Art dadurch zu verbessern, daß man diesen Gemischen bestimmte Zusätze, vor allem polymere oder in situ polymerisierbare Acrylderivate beigibt, und beispielsweise einen Teil des Anmachwassers durch ein flüssiges Harz, z. B. ein Acrylharz, ersetzt, um die mit dem Vorhandensein einer zu großen Menge Wasser verbundenen Nachteile vermeiden (französische Patentschrift 1402 889).
Es wurden auch bereits Verbindungen wie ein teilweise hydrolysiertes Polyacrylamid oder Polyacrylsäure verwendet, die zumindest unter bestimmten Bedingungen das Abbinden der Mörtelstoffe verzögern (USA.-Patentschrift 2 948 699).
Weiterhin wurde beschrieben, dem Zuschlagstoff und dem hydraulischen Bindemittel copolymerisierbare Gemische aus einem Alkyliden-bisacrylamid und einem anderen äthylenischen Comonomeren in Verbindung mit einem Polymerisationskatalysator zuzusetzen. Dieses Verfahren läßt sich aber nur bei der Verwendung von langsam abbindenden Zementen anwenden und bewirkt vor allem eine Beschleunigung der Abbindezeit. Es konnte zwar nach 28 Tagen auch eine Zunahme der Druckfestigkeit festgestellt werden, die aber 50% der Maßzahl der Druckfestigkeit eines Mörtelstoffes ohne Zusatz von Acrylgemisch nicht λ übersteigt (USA.-Patentschrift 2 948 699).
In jüngster Zeit wurde schließlich auch noch ein Verfahren zum Modifizieren der hydraulischen Bindemittel durch Zusatz von acrylsauren und methacrylsauren Salzen mehrwertiger Metalle gegebenenfalls in Verbindung mit einem Polymerisationskatalysator beschrieben. Je nach der Menge des zugesetzten Salzes, die bis zum l,5fachen des Zementgewichtes betragen kann, werden harte oder plastische Mörtelstoffe erhalten. Aber ebenso wie das zuvor genannte Verfahren läßt sich dieses Verfahren nur auf langsam abbindende hydraulische Bindemittel anwenden und bewirkt hauptsächlich eine wesentliche Verkürzung der Abbinde- bzw. Härtezeit. Die Festigkeiten der erhaltenen Mörtelstoffe liegen in derselben Größenordnung wie die der bekannten Mörtelstoffe (britische Patentschrift 1 014 795).
Es hat sich nun überraschend gezeigt, daß, wenn man einen bereits schnell aushärtenden Tonerdeschmelzzement mit einem in situ polymerisierbaren Gemisch aus Formaldehyd und Acrylamid behandelt, gleichzeitig die verschiedenen mechanischen Eigen- \ schäften der erhaltenen Endprodukte wesentlich verbessert werden.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen auf der Basis eines hydraulischen Bindemittels durch Zusatz einer Acrylverbindung und eines Polymerisationskatalysators und ist dadurch gekennzeichnet, daß man als hydraulisches Bindemittel Tonerdeschmelzzement verwendet und diesem eine wäßrige Lösung eines Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd so-_ wie ein an sich bekanntes Katalysatorsystem zur Polymerisation dieses Reaktionsproduktes zusetzt.
Die erfindungsgemäßen Mörtelstoffe und Betone zeichnen sich dadurch aus, daß sie schnell aushärten, sehr gute mechanische Festigkeiten aufweisen und diese Festigkeitseigenschaften in wesentlich kürzerer Zeit ausbilden als die bekannten Produkte. Sie bieten den weiteren Vorteil, daß sie auf den Trägermaterialien, auf die sie aufgebracht werden, z. B. Holz, Metalle, Kunststoffe oder andere Baumaterialien, sehr gut haften. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäßen Betone und Mörtelstoffe sehr leicht herstellen.
Dem Grundgemisch aus Tonerdeschmelzzement, wäßriger Lösung aus monomeren! Acrylamid und Formaldehyd und Polymerisationskatalysatorsystem können einerseits bekannte Zuschlagstoffe, wie Sand, Kies und/oder Ton, und andererseits ein Polymerisationsverzögerer für das Acrylgemisch sowie gegebenenfalls eine zusätzliche Menge Wasser zugefügt werden.
Der als hydraulisches Bindemittel verwendete Tonerdezement ist ein Zement mit hohem Tonerdegehalt, ίο dessen Hauptbestandteil das Monocalciumaluminat ist (Kirk — Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Auflage, Bd. 4, S. 696). In Europa ist er allgemein als Tonerdeschmelzzement bekannt und unterscheidet sich von den übrigen Zementen, z. B. dem Portland-Zement durch sein Aussehen, seine Zusammensetzung und seine besonderen Eigenschaften, vor allem eine relativ lange Abbindezeit, aber ein schnelles Aushärten. Für die erfindungsgemäßen Produkte können alle handelsüblichen Produkte unter den von den Herstellern vorgesehenen üblichen Verwendungsbedingungen Anwendung finden.
Die Art und die Korngröße der Zuschlagstoffe werden je nach der vorgesehenen Verwendung des Endproduktes gewählt. Ihre Eigenschaften haben keinen Einfluß auf die praktische Verwertung der erfindungsgemäßen Produkte. Bevorzugt werden jedoch wasserfreie Zuschlagstoffe, da vorhandenes Wasser auf den Zement vor der Zubereitung der Mörtelstoffe einwirken kann.
Die wäßrige Lösung des Reaktionsproduktes aus monomerem Acrylamid und Formaldehyd kann einen beliebigen Anteil Feststoff enthalten. Um aber zu vermeiden, daß die Lösung zu flüssig oder zu viskos ist, werden Lösungen mit 30 bis 60% Feststoff bevorzugt.
Das Reaktionsprodukt aus Acrylamid und Formaldehyd wird erhalten, indem bei Temperaturen von 20 bis 70° C eine wäßrige Acrylamidlösung und eine wäßrige Formaldehydlösung in Gegenwart eines basischen Katalysators, z. B. Natriumcarbonat oder einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung in Berührung miteinander gebracht werden. Man kann auf diese Weise 0,5 bis 1,5 Mol Formaldehyd mit 1 Mol Acrylamid umsetzen.
Der in den erfindungsgemäßen Massen verwendete Katalysator kann unter den bekannten Polymerisationskatalysatoren ausgewählt werden. Geeignet sind organische Peroxide, wie Benzoylperoxid, Persalze, wie Kaliumpersulfat, Redoxsysteme, z. B. Chlorsäure-Alkalibisulfit, denen gegebenenfalls wasserlösliche organische Säuren oder Mineralsäuren oder auch alkalische Mittel, wie Hydroxide oder Carbonate, zugesetzt werden. Bevorzugt wird ein wasserlöslicher fester Katalysator oder eine katalytisch wirksame Kombination aus zwei Bestandteilen, und zwar einem festen und einem flüssigen Bestandteil, z. B. ein mit einem flüssigen Dialkylaminopropionitril aktiviertes Alkalipersulfat.
Der Polymerisationsverzögerer soll bei der Polymerisation des Acrylgemisches die Aktivierungsphase vor dem Einsetzen des Kettenwachstums verlängern. Es können hierfür alle bekannten Inhibitoren Anwendung finden; besonders geeignet ist Kaliumferricyanid.
In der Praxis werden die erfindungsgemäßen Produkte hergestellt, indem im Augenblick der Anwendung zwei Gemische, das eine pulverförmig und das andere flüssig, miteinander in Berührung gebracht werden. Das Pulvergemisch enthält den Tonerdeschmelzzemt, den (die) Zugschlagstoff(e) und den festen Katalysator oder die feste Komponente des Katalysatorgemisches für die Polymerisation des Acrylgemisches. Das flüssige Gemisch enthält die gegebenenfalls durch zusätzliches Wasser in geeigneter Weise verdünnte wäßrige Lösung des Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd, den flüssigen Bestandteil des Polymerisationskatalysators und den Polymerisationsverzögerer.
Die auf diese Weise bereiteten Gemische können vor ihrer Verwendung getrennt voneinander während einer längeren Zeitspanne gelagert werden, die unter Normalbedingungen, d. h. praktisch trockener Atmosphäre für das Pulver bis zu mehreren Monaten betragen kann. Das flüssige Gemisch darf selbstverständlich während der Lagerung nicht das ganze, die Polymerisation des Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd bewirkende Katalysatorsystem enthalten.
Vorzugsweise wird das flüssige Gemisch in einem Kunststoffbehälter oder einem mit Kunststoff ausgekleideten Behälter aufbewahrt, da Metalle wie z. B. Eisen selbst spurenweise sehr schnelles Erstarren des flüssigen Gemisches verursachen können.
Die Mengenanteile der Bestandteile können je nach den gewünschten Eigenschaften der Endprodukte in weiten Grenzen schwanken.
Ganz allgemein hat es sich gezeigt, daß bei Verwendung des Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd in einer Menge, die einem Anteil des Polymeren von 3 bis 10 Gewichtsprozent entspricht, bezogen auf das Endprodukt, zahlreiche Mörtelstoffe enthalten werden, die in einem sehr weiten Bereich Anwendung finden. Beträgt der Anteil an Polymeren weniger als 3 Gewichtsprozent, so ist praktisch keine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften gegenüber den bekannten Mörtelstoffen auf der Basis von Tonerdeschmelzzement feststellbar. Andererseits brauchen nicht mehr als 10 Gewichtsprozent Polymeres eingesetzt zu werden, da die Verbesserung der Eigenschaften der Endprodukte die erhöhten Gestehungskosten nicht rechtfertigt.
Die Untersuchungen haben weiter ergeben, daß hinsichtlich der übrigen Bestandteile der erfindungsgemäßen Produkte die besten Ergebnisse mit folgenden prozentualen Anteilen erzielt werden: Das pulverige Gemisch, soll, ohne Berücksichtigung des Polymerisationskatalysators, 50 bis 90, vorzugsweise 60 bis 80 Gewichtsprozent Tonerdeschmelzzement, Rest Zuschlagstoffe und feste Bestandteile des Katalysatorsystems enthalten.
Die der wäßrigen Lösung des Gemisches aus Acrylamid und Formaldehyd zugesetzte Menge Wasser hängt von der Anfangskonzentration dieser Lösung und von den gewünschten prozentualen Gehalt des Endproduktes an polymerisiertem Produkt ab. Sie kann als Funktion dieser Variablen leicht ermittelt werden.
Das Verhältnis von flüssigem Gemisch zu Pulvergemisch kann ebenfalls schwanken. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn auf 1 Gewichtsteil Pulvergemisch 0,25 bis 0,30 Gewichtsteile flüssiges Gemisch, entsprechend etwa 20 bis 25% des Gesamtgewichtes des Mörtelstoffes eingesetzt werden.
Die den erfindungsgemäßen Massen zuzusetzende
Menge Katalysator kann zwischen 0,1 und 1% schwanken, bezogen auf das Gesamtgewicht des Endproduktes. Diese Menge kann wie oben angegeben aus einem festen Katalysator, z. B. einem Persalz bestehen, das dem Pulver zugesetzt wird. Der feste Katalysator kann aber auch teilweise, und zwar in einer Menge bis zu 0,1%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Endproduktes, durch einen Aktivator wie Diäthylenaminopropionitril, das dem flüssigen Gemisch beigegeben wird, ersetzt werden. Da diese Verbindung die Polymerisation nur in Gegenwart des Persalzes katalysiert, bewirkt sie keinerlei Veränderung des flüssigen Gemisches aus Acrylamid und Formaldehyd während dessen Lagerung. Die Katalysatormenge wird innerhalb der angegebenen Grenzen variiert, um die Abbindezeit der Mörtelstoffe zu steuern.
Der Anteil an Polymerisationsverzögerer, der dem flüssigen Gemisch zugesetzt wird, schwankt vorteilhafterweise zwischen 0,01 und 0,03%, bezogen auf das Gewicht des flüssigen Gemisches.
Die erfindungsgemäßen Produkte lassen sich außerordentlich einfach herstellen. Das pulverige Gemisch wird mit einem entsprechenden Anteil flüssigem Gemisch versetzt und mit diesem, vorzugsweise unter intensivem Rühren, vermischt, bis eine homogene, sehr fließfähige Paste erhalten wird, die vor dem Abbinden der Masse außerordentlich leicht gehandhabt werden kann.
Die verschiedenen Reaktionen, die ablaufen, wenn man das pulverige und das flüssige Gemisch in Berührung miteinander bringt, d. h. die Hydration und das anschließende Aushärten des Zementes und die Polymerisation des Gemisches aus Acrylamid und Formaldehyd, wirken günstig aufeinander ein. So bewirkt die Hydratation des Zementes eine leichte Temperaturerhöhung in dem Gemisch, und diese Temperaturerhöhung löst nach einer gewissen Zeit die Polymerisation des Acrylgemisches aus. Da diese Reaktion stark exotherm abläuft, beschleunigt sie ihrerseits das Aushärten des Zementes. Zwar ist der komplexe Reaktionsmechanismus bisher noch nicht vollständig untersucht worden, es kann aber angenommen werden, daß die wechselseitige Wirkung die Ausbildung der hervorragend guten Festigkeitseigenschäften, wie sie bisher noch nicht erzielt wurden, in den erfindungsgemäßen Produkten hervorruft.
Auf Grund ihrer vielen gleichzeitig vorhandenen hervorragenden Eigenschaften finden die erfindungsgemäßen Produkte auf sehr vielfältige Weise An-Wendung. Man kann mit ihnen z. B. vorteilhafterweise durch Einspritzen in die Tiefe Sprünge oder Risse in Betonbauteilen auskleiden oder schnell härtende dünne Hauben oder Bodenverkleidungen herstellen. Sehr bewährt haben sich die erfmdungsgemäßen Mörtelstoffe und Betone beim Verankern von Stützpfosten, vor allem beim Fundamentieren von Stützpfeilern im Bergbau oder auch beim Verlegen von Kabeln. Die erfindungsgemäßen Produkte lassen sich auch für die Herstellung von Dichtungen und Verbindungsteilen, zur Bodenbefestigung und für zahlreiche weitere Zwecke verwenden.
In allen Fällen erfolgt die Anwendung wie bei den bekannten Mörtelstoffen, d.h., die wie beschrieben hergestellte Paste wird injiziert, gepumpt, verformt, verschalt oder in Fugen gestrichen.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Es wurden folgende zwei Ansätze verwendet, die bei 19 ± 1CC gelagert worden waren:
Pulveriger Ansatz:
Tonerdeschmelzzement 320 g
Trockener Sand 70 g
Ammoniumpersulfat 2 g
Flüssiger Ansatz:
Wäßrige Lösung aus monomerem
Acrylamid und Formaldehyd mit
44% Feststoff 96g
Zusätzliches Wasser 19,8 g
Diäthylaminopropionitril
(5gewichtsprozentige Lösung) 4,2 g
Kaliumferricyanid 0,0132 g
Zur Herstellung einer Mörtelpaste wurde die Flüssigkeit auf einem Satz in das Pulver eingegossen und das Gemisch einige Sekunden intensiv gerührt. Die Paste wurde entsprechend der französischen Norm AFNOR P 15 301 zu 80 mm langen, 20 mm dicken, hanteiförmigen Prüfkörpern mit 0 50 mm an der dicksten Stelle und 0 22 mm an der Einschnürung verformt und mit Lastzunahme 5 ± 1 daN/s (Deka Newton je Sekunde Zugfestigkeitsversuche durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben; jede Zahl ist der Mittelwert aus mit drei Prüfkörpern durchgeführten Messungen.
Die Abbindezeit, gemessen mit der Vicat-Nadel gemäß AFNOR P 15 431, betrug 15 bis 17 Minuten bei 20 ± I0C. Bei dieser Prüfung läßt man die senkrecht auf der Oberfläche einer Mörtelprobe in einem 4 cm hohen Kegelstumpf mit oberem 0 7 cm und unterem 0 8 cm justierte Nadel ohne Anfangsgeschwindigkeit in den Mörtel eindringen. Gemessen wird die Zeitspanne zwischen Anmachen des Mörtels und Steckenbleiben der Nadel in einem Abstand > 2,5 mm vom Boden der Form.
Tabelle 1 Gemessen nach Tagen Zugfestigkeit
kg/cm2
1
2
3
6
7		 73,2
89
92,5
117,3
>120
Zum Vergleich sei angegeben, daß ein Mörtel mit 80 Gewichtsprozent Tonerdeschmelzzement ohne Zusatz des Acrylgemisches nach 2 Tagen eine Zugfestigkeit von 48 kg/cmz und nach 6 Tagen eine Zugfestigkeit von kaum 50 kg/cm2 erreicht.
Biegefestigkeitsversuche an 4 χ 4 χ 16 cm3 großen Prüfkörpern gemäß der Norm AFNOR P 15451 ergaben die in der folgenden Tabelle zusammengefaßten ausgezeichneten Ergebnisse. Die Prüfkörper lagen auf 2 im Abstand 106,7 mm voneinander angeordneten Walzen mit 0 10 mm auf und wurden genau in der Mitte mit einer Walze mit gleichem 0 belastet. Präzision der Vorrichtung: 1%; Lastzunahme: 5 ± daN/s.
Tabelle 2 Biegefestigkeit
kg/cm2
Gemessen
nach Tagen		 99
>150
>150
1
3
7
Beispiel 2
Wie im Beispiel 1 wurden Formkörper aus einer Paste hergestellt, die durch Vermischen der folgenden beiden, bei 19 ± 1CC gelagerten Ansätze hergestellt worden war.
Pulveriger Ansatz:
Tonerdeschmelzzement 280 g
Trockener Sand 118g
Ammoniumpersulfat 2 g
Flüssiger Ansatz:
Wäßrige Lösung aus monomerem
Acrylamid und Formaldehyd mit
50% Feststoff 96 g
Zusätzliches Wasser 19,8 g
Diäthylaminopropionitril (wäßrige
6gewichtsprozentige Lösung)... 4,2 g
Kaliumferricyanid 0,036 g
Die Abbindezeit betrug wie im Beispiel 1, gemessen bei 20 ± I0C 28 bis 30 Minuten.
Die Biegefestigkeit und Zugfestigkeit wurden ebenfalls wie im Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengefaßt.
Tabelle 3
5 1 IO 28 Zugfestigkeit (kg/cm2)
Nach Tagen 2 Mörtel Mörtel
6 mit Harzzusatz ohne Harzzusatz
7
73,2 40
89 48
117,3 <50
>120
— 55
15 1 Biegefestigkeit (kg/cm2)
Nach Tagen 3 Mörtel Mörtel
20 7 mit Harzzusatz ohne Harzzusatz
28 99 70
>150 74
>150 82
— 90
Gemessen nach Biegefestigkeit Zugfestigkeit
Tagen kg/cm2 kg/cm2
1 108 68,3
2 90
3 147
5 109
7 >150 >120
Versuchsbericht
Es wurden gemäß Beispiel 1 Mörtel ohne Zusatz von Acrylamid und Formaldehyd sowie Katalysatorsystem hergestellt und deren Zugfestigkeit nach 1 und nach 28 Tagen sowie deren Biegefestigkeit nach 1, 3, 7 und 28 Tagen, wie im Beispiel 1, bestimmt.
Die Ergebnisse sind ebenso wie die Ergebnisse des Beispiels 1 in den folgenden Tabellen zusammengefaßt.
Die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit nach Tagen der erfindungsgemäßen Mörtel wurde nicht mehr bestimmt, da die Leistungsfähigkeit der Meßvorrichtung bereits nach 7 Tagen erreicht war. Die Zugfestigkeit nach 7 Tagen der Mörtel ohne Harzzusatz wurde nicht bestimmt, weil die Zunahme innerhalb von 24 Stunden sehr gering war, wie ein Vergleich der nach 2 und nach 6 Tagen gemessenen Werte zeigt (Festigkeitszunahme 2 kg in 4 Tagen).
Die Gegenüberstellung zeigt folgendes:
a) Von den erfindungsgemäßen Mörteln wird bereits nach 1 Tag eine deutlich höhere Zug- und Biegefestigkeit entwickelt, als sie die üblichen Mörteln auf Tonerdeschmelz-Zement-Basis ohne erfindungsgemäßen Harzzusatz nach Ablauf von 28 Tagen zeigen.
b) Die Zugfestigkeit der erfindungsgemäßen Mörtel nach 7 Tagen beträgt mehr als das Doppelte der Zugfestigkeit des üblichen Mörtels nach 28 Tagen (Zunahme um etwa 120%).
c) Die Biegefestigkeit der erfindungsgemäßen Mörtel liegt bereits nach 3 Tagen um 67% (2/3) höher als die Biegefestigkeit der üblichen Mörtel nach 28 Tagen.
d) Die Zunahme der Festigkeitseigenschaften ist bei den erfindungsgemäßen Mörteln wesentlich stärker ausgeprägt als bei den Mörteln nach dem
Stand der Technik.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine beträchtliche nicht vorhersehbare Verbesserung der Festigkeitseigenschaften von Mörteln und Betonen auf der Basis von Tonerdeschmelz-Zementen und damit ein erheblicher und überraschender technischer Fortschritt erzielt wird.
209 522M27

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen auf der Basis eines hydraulischen Bindemittels durch Zusatz einer Acrylverbindung und eines Polymerisationskatalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man als hydraulisches Bindemittel Tonerdeschmelzzement verwendet und diesem eine wäßrige Lösung eines Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd sowie ein an sich bekanntes Katalysatorsystem zur Polymerisation dieses Reaktionsproduktes zusetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung verwendet, die 30 bis 60% Feststoff des Reaktionsproduktes aus 0,5 bis 1,5 Mol Formaldehyd und 1 Mol Acrylamid enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysatorsystem ein Persalz und Diäthylaminopropionitril verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich einen Polymerisationsverzögerer für das Reaktionsprodukt aus Acrylamid und Formaldehyd, vorzugsweise Kaliumferricyanid verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Lösung des Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd in einer Menge entsprechend einem Anteil des Polymeren von 3 bis 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Endproduktes, verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 0,25 bis 0,30 Gewichtsteile wäßrige Lösung des Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd 0,5 bis 0,9 Gewichtsteile Tonerdeschmelzzement verwendet.
DE1646920A 1966-06-01 1968-03-01 Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen Expired DE1646920C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR69047351 1966-06-01
FR48363A FR1523253A (fr) 1966-06-01 1967-03-03 Nouveaux liants hydrauliques et compositions à base de ces liants
GB25039/67A GB1134383A (en) 1966-06-01 1967-05-31 Improvements in or relating to cements, mortars and concretes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1646920B1 true DE1646920B1 (de) 1972-05-25
DE1646920C2 DE1646920C2 (de) 1973-01-04

Family

ID=62529136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1646920A Expired DE1646920C2 (de) 1966-06-01 1968-03-01 Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen

Country Status (7)

Country Link
BE (1) BE711578A (de)
CH (1) CH487809A (de)
DE (1) DE1646920C2 (de)
ES (1) ES351192A1 (de)
FR (1) FR1523253A (de)
GB (2) GB1134383A (de)
NL (1) NL6802742A (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115893921B (zh) * 2021-09-30 2024-06-07 中国石油化工股份有限公司 一种用于钻井堵漏的水下不分散水泥浆及其制备方法和应用
CN116177936B (zh) * 2023-02-08 2024-06-28 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种原位聚合无机协同改性水泥基复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
GB1174035A (en) 1969-12-10
CH487809A (fr) 1970-03-31
ES351192A1 (es) 1969-06-01
BE711578A (de) 1968-07-15
DE1646920C2 (de) 1973-01-04
GB1134383A (en) 1968-11-20
FR1523253A (fr) 1968-05-03
NL6802742A (de) 1968-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1495329C3 (de) Mit Wasser härtbare Zement/Harz-Masse
DE2341923C3 (de) Mörtel aus anorganischen Bindemitteln, Verfahren zur Herstellung und Verwendung desselben
DE1267160B (de) Verfahren zur Herstellung von gegossenen Formkoerpern aus Gips
DE2817080A1 (de) Feste zusatzmittel fuer mit wasser erhaertende bindemittel
DE3401813A1 (de) Verfahren zur herstellung von kunststoff-beton
DE2349910B2 (de) Zusatzmittel für Mörtel und Beton
DE3533945C2 (de)
DE1646905A1 (de) Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von Zementen,Betonen und Moertelstoffen
DE1238830B (de) Mit Latex modifizierte, verbesserte Zementmoertel- oder Betonmasse fuer Bauzwecke
DE2745270C3 (de) Zusatz zu hydraulischen Zementmischungen
DE1646920C2 (de) Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von schnellhärtenden Zementen, Betonen und Mörtelstoffen
EP0821016B1 (de) Verfahren zur Herstellung von sterisch stabilisierten, emulgatorfreien, wässrigen Polymer-Dispersionen und daraus herstellten Pulvern zum Einsatz in Baustoffen
DE60212646T2 (de) Verwendung eines Dispergiermittels für wässrige Calciumsulfathemihydrat-Zusammensetzungen
DE2534099C2 (de) Verfahren zur Beschleunigung der Aushärtung von Portlandzementmassen
DE2404952B2 (de) Formmasse auf Gipsbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung
AT275391B (de) Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von hydraulischen Bindemitteln, Betonen und Mörtelstoffen
DE1299561B (de) Verfahren zur Verfestigung von Bodenformationen
DE1646905C (de) Verfahren zur Verbesserung der Festig keit von Zementen, Betonen und Mortelstof
DE2108390B2 (de) Härtbare homogene Harzbindemasse zur Herstellung von nicht schrumpfenden Mörteln und ähnlichen Produkten
DE1646905B (de) Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von Zementen, Betonen und Mörtelstoffen
DE4235643A1 (de) Polymerisate und Polymerdispersionen sowie deren Verwendung in hydraulischen Bindemitteln
DE1642378C (de) Verfahren zur Bodenverfestigung
DE1471481C (de) Verfahren zum Schnellhärten von Zement
DE2451357C2 (de) Verfahren zur Modifizierung und Verbesserung der Eigenschaften von Zement
DE767248C (de) Verfahren zur Verfestigung und Verdichtung von mit Wasser abbindenden Massen

Legal Events

Date Code Title Description
C2 Grant after previous publication (2nd publication)