DE1771142A1 - Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verlaengerung der Abbindezeit von Portland-Zementmischungen - Google Patents
Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verlaengerung der Abbindezeit von Portland-ZementmischungenInfo
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Description
PATENTANWALT STUTTGART
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Rayonier Incorporated, 161 East 42 Street,
New York, N.Y., U.S.A.
Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verlängerung
der Abbindezeit von Portland-Zementmischungen
Sie Erfindung betrifft mit Portlandzement angemachten Beton
und andere Aufschlämmungen von Portlandzement und zwar speziell
Zusätze zu diesen Mischungen, die es gestatten* deren Wassergehalt herabzusetzen, und mit deren Hilfe das Abbinden der
Mischungen verzögert und die Festigkeit des abgebundenen Materials erhöht wird. Der in geringen Mengen der Aufschlämmung
beizumischende Zusatz 1st ein Material, das durch partielle
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Hydrolyse des Hemloelluloeeanteils von Holzaohnitaeln gewonnen wird. Dieses Hydrolysat besteht überwiegend aus kurekettigen
Polymeren der nicht zur Cellulose gehörenden Kohlenhydrat-Bestandteile, die bei der Hydrolyse von Holzschnitzeln erhalten
werden, und wird zur Verminderung des Gehalts an freien (monomeren) Zuckern vorzugsweise einer alkalischen Behandlung unterworfen.
Es ist schon lange bekannt, dass einfache Zucker, wie etwa
Glucose, Mannose und Saccharose, das Abbinden von Beton und anderen Portlandzement-Aufsohlämmungen verzögern, den Wasserbedarf zur Erzielung verarbeitbarer Aufsohlämmungen herabsetzen und zugleich beim fertigen Zeinentprodukt eine erhöhte
festigkeit herbeifuhren. In der Praxis gibt es Jedoch einige
Kachteile, welche die Anwendung der einfachen Sucker als Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verzögerung des
Abbindens von Portlandzement-Beton oder -Mörteln stark einschränken oder sogar verhindern. So haben diese Zucker z.B.
eine so starke abbindungsverzögernde Wirkung, dass selbst in
fällen, bei welchen eine beträchtliche Verzögerung erwUnsoht
ist, die erforderliche Menge zur Erzielung dieser Versögerung so klein ist, dass die Verminderung des Wasserbedarfs und die
Verbesserung der festigkeit daneben völlig unbedeutend bleiben.
Ss wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, dass bei
der partiellen selektiven Hydrolyse von Koniferen- oder von Laub-Hölzern, bei welcher die nicht oelluloaeartlgen Kohlen-
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hydrate überwiegend eu kurzkettlgen polymeren und nicht »u den
einfachen Zuckern eibgebaut werden, Mischungen ζμ gewinnen Bind,
deren abbindeverzögortide jfirkung erheblich schwache? ist (»Iff
die der einfachen Zucker, sodass der pur. Erzielung einer wirksamen Verzögerung des Abbindens zu Portlendssement-Betonmieohungen oder -Mörteln erforderliche Zusatz ausreichend hoch ist,
um auch eine deutliche Verminderung des Wasserbedarfes und eine entsprechende Erhöhung der Festigkeit zur Folge eu haben. Es
wurde unmittelbar gefunden, dass dann, wenn eine geringe Menge eines Mittels zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verzögerung des Abbindens in Form des oben beschriebenen Byjirp~
lysate der Portlandzement-Betonmischung oder -Aufschlämmung beigemischt wird, das Abbinden der Misohung deutlich rersögert
wird. Dadurch kann d£e Menge des sum Anmaohen der Mischung
▼erwendeten Wassers erheblioh herabgesetzt werden, was zugleich au einer entsprechenden Erhöhung der Festigkeit des
fertigen Betons (oder anderen Produkts) führt. Bis Menge des Hydrolysate» die der Aufschlämmung zugesetzt wird, liegt ror-Eugsweiee «wischen ungefähr 0,10 bis ungefähr 0,33 Oewichts-Prosent Feststoffen, bezogen auf den Zementgehalt der Mischung,
und das Hydrolysat kann vorzugsweise einer Vorbehandlung mit Alkali·unterworfen werden, um den Gehalt an freien Zuckern
herabzusetzen, wie dies welter unten beschrieben ist.
In WelehhUlsern bestehen die Hemicellulosefraktlonen im wesentlichen aus Hexosan-Bestandteilen, grösetenteils aus Glucomannan en und Galactoglucomannanen. In Harthölzern bestehen
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die Hemlcelluloaefraktlonen la weeentliohen warn Pentosanen,
groeeenteile aus 0-Acetyl-4-^)~n»ethylgluouronoxylanen. Hach
den Torliegenden Verfahren werden die Koniferen« oder Laubv
hölzer in feinverteilter Form (z.B. ale Schnitzel oder ale
Sägemehl) einer partiellen selektiven Hydrolyse alt Hilfe von Wasserdampf oder Wasser unterworfen, wobei solch· Arbeitsbedingungen bezüglich der Behandlungsdauer und der Teaperatur
eingehalten werden, dass die Hemicelluloeefraktion weltgehend
in Lösung gebracht, aber nloht bis zu den freien Zuckern abgebaut wird· Verfahrensweisen zur Durchführung der erwähnten
partiellen Hydrolyse der HemicelluloBe-Beetandteile von HoIa
sind in der Fachwelt bekannt· Sas Mengenverhältnis von Hernicellulose-Kohlenhydraten zu den freien Zuckern la Hydrolysat
wird nach den bekannten Methoden der cbromatographisohen Analyse für gebundene und freie Zucker bestimmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungeform der vorliegenden Erfindung werden Schnitzel aus weiohem Holz (z.B. Southern Yellow
Pine) zur Hydrolyse einer Behandlung mit Wasserdampf oder mit Heisewasser von 15 bis 60 Minuten Dauer bei einer Temperatur
im Bereich von 140 bis 200 °0 unterworfen. Im allgemeinen verhält sich die Behandlungedauer invers zur Behandlungetemperatur.
Bei einem typischen Beispiel werden die Schnitzel la Verlauf von 45 Minuten alt direktem Wasserdampf auf 17$ 0C aufgeheist
und 45 Minuten lang bei dieser Temperatur belassen. Die hydrolysierten Schnitzel lässt man abtropfen, worauf man sie zur
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möglichst vollständigen Gewinnung de.q ftir die vorliegende
finding benötigten Hydrolysate naehwäspht* Die gewaschenen
Sphnitzel gignqn siph zur Gewinnung yop Zellstoff nach dem
Kraft-frozeas.
Eine andere Arbeitsweise besteht darin, die Welchhol»- und/oder
Hartholz-Schnitzel für sehr kurze Zeit der Einwirkung von hochgespanntem
Dampf (a.B. 1 - 2 Minuten bei 280 0C) auszueetaen; m
anschlieasend wird plötzlich entspannt, was aur Folge hat, daea
die Holaschnitzel 2su fasern zerrisaen werden. Biese Faaern
werden dann mit ffaaser gewaeohen, um das Hydrolysat Jin verdünnter
Form zu gewinnen. Paa in dieser ffeiss gewonnene Hydrolyseprodukt
ist ein Hebenprodukt eines kommerziellen Verfahrens aur Herstellung von Hartpappe.
Zur Verminderung der Versandkosten und aur Erleichterung der
Anwendung des Produkts bei der Herstellung von Beton werden die Hydrolysate üblicherweise in herkömmlichen Eindampfanlagen
auf einen Feststoff gehalt von 50 bis 70 $>
eingedickt.
Während einfache Zucker aua den oben angegebenen Gründen in
Beton nicht erwünscht sind, ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die partiellen Holzhydrolysate für die erfindungsgemäese
Verwendung völlig frei von solchen Zuckern sind. Dessen ungeachtet
aleht eine Ausführungsfona der Erfindung vor» die Hydrolysate
einer milden alkalischen Behandlung zu unterwerfen, wodurch
der Gehalt an freien Zuckern herabgesetzt wird und Produkte mit verminderter Viacouität erhalten werden. Bei der
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Anwendung auf Beton und Mörtel üben diese moditisierten Produkte mit einem verhältniamässig geringen Gehalt an freien
Zupkern eine gleiohmäeaigere und besser reproduzierbare firkung
aus und bewirken eine geringere Verzögerung dee Abbindens, verglichen mit den unmodifizierten Hydrolysaten» Die yerminderte
Viscosität ergibt bei konzentrierten Präparaten eine bessere
Handhabung, wodurch ihre Anwendung bei der Herstellung von Beton- und Mörtel-Mischungen erleichtert wird.
Die milde alkalische Behandlung wird vorzugsweise unter Verwendung von Natriumhydroxid in Mengen bis zu 14 S*>
bezogen auf die Feststoffe des Hydrolysates, vorgenommen· Die Reaktion wird bei einer Temperatur im Bereich von 25 bis 105 0C
durchgeführt, wobei eine solche Reaktionszeit eingehalten wird, dass der Alkali-Verbrauch, gemessen am pH-Wert, praktisch vollständig ist (z.B. ein End-pH-Wert im Bereich zwischen 7,5 und
9»0). Im allgemeinen ist die Reaktionszeit umgekehrt proportional zur jeweiligen Reaktionstemperatur. Bei Temperaturen im
Bereich von 70 bis 105 0C beträgt die Reaktionszeit zwischen
15 und 60 Minuten. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird die
Alkalibehandlung vorzugsweise bei hohen Feststoffkonzentrationen (z.B. 50 bis 65 #) vorgenommen. Werden geringere Konzentrationen angewandt, βυ ergeben sich höhere Transportkosten und
höhere Dosierungen (FlUssigkeitsmenge je Sack Zement) für die
Anwendung des Produktes aur Herstellung von Beton-Mischungen
oder -Mörteln. Die Viscosität der Reaktionsmisohung, besonders
im Anrangsstadiuffl der Reaktion, wird leicht zu hoch, wenn die
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Feststoffkonzentration über 65 # liegt. Eine hohe Viecosltät
bedingt aber einen höheren Aufwand an elektrischer Energie für
das Durchmischen und das Pumpen des Reaktioneansatzes und kann
Anlasβ zur Schaumbildung gehen.
Sie alkalische Behandlung kann auch mit Kaliumhydroxid, Calcluahydroxid oder Magnesiumhydroxid durchgeführt werden« Wenn Calcium- oder Magnesiumhydroxid verwendet werden, bilden eich allerdings unlösliche Rückstände. Ba aber die masten Benutzer
von Beton- oder Mörtel-Zusätzen ein vollständig lösliches Produkt vorziehen, müssen diese Rückstände im allgemeinen entfernt werden (a.B. durch Filtration).
Gewünachtenfalla kann das Hydrolysat - sowohl ohne als auch mit modifizierender alkalischer Behandlung - getrocknet werden,
vorausgesetzt, dass die Trooknung unter milden Bedingungen, z.B.
durch Sprühtrocknung, vorgenommen wird. Die Hersteller von Beton- und MSrtelntiechungen bevorzugen für gewöhnlich jedoch
ein flüssiges Präparat. Jedenfalls wird die Menge oder die Dosierung des Zusatzes des Mittels zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Verzögerung des Abbindens in der erfindungsgemässen Praxis stets ale Gewichts-^ Feststoffe des Hydrolysates, bezogen auf den Zementanteil der Portlandzement-Mischungen;
ausgedrückt.
Je nach den Ausgangsmaterial für die Hemicellulose, dem Verfahren
su deren Hydrolyse, der Alkalibehandlung des Hydrolyeates (falls vorgesehen), der Herkunft und der Art des Portlandzements,
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der mit dem Zusatz verwendet werden soll, und je nach ähnlichen weiteren Faktoren, ergibt sich mit den verschiedenen Hydrolysate«
bei der c-:rfindungsgemäsBen Verwendung eine abbindeverzögtfi'iide
Wirkung,, die von einer zur andren Probe etwas variiert«
Im aiΊ -( nielnen bewirkt eine Dosierung von ungefähr 0,10 bis
ungefähr 0,3? $ Feststoffe, bezogen auf den Zement, eine Verzögerung des Abbindens bei den meisten Portlandzement-Mjischungcn
von 1 bis 3 Stunden. Ein Präparat mit einer verhältnismassig
stärker reduzierenden Wirkung erfordert eine geringere Dosierung (etwa von 0,20 #, um eine Abbindeverzögerung um ungeiähr
3 Stunden herbeizuführen) als ein solches mit einer yorhäitnismässig geringeren abbindeverzögernden Wirkung (von
welchem daher eine Dosierung von ungefähr 0,35 f° erforderlich
ist. am das gleiche Ausmass der Abbindeverzögerung herbeizuführen),.
Eine steigerung der Dosierung eines bestimmten Hydrolysates innerhalb des angegebenen Bereichs bewirkt eine annähernd
proportionale Erhöhung der Verzögerung des Abbindens.
Sine noch höhere Dosierung, als sie für eine Abbindeverzögerung von 3 Stunden erforderlich ist, bewirkt eine noch weitere Abbindeverzögerungj
die diese-praktische Frenze überschreitet«
Unter dem Ausdruck "Portlandzementmirachungen", wie er bisher
liier gebraucht wurde, werden Portlandzement-Beton- und MÖrtel-Misehumsen
sowie alle anderen Aufschlämmungen verstanden^ die
Portlandzement enthalten, und die zv festen, starren und einheitlichen
Massen abbinden.
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Das folgende Beispiel erläutert die Herateilung eines speziellen
Hydrolysates aus einem weichen HoIa.
Baispiel I
Prügel von drei Arten Southern Yellow Pine, nämlich Longleaf
Pine (Pinus palustris), Slash Pine (Pinus elliottii) und Ioblolly
Pine (Pinue taeda), wurden entrindet und durch eine Schnitzelmaschine gegeben, aodaes man Holzaohnitzel der ungefähren
Grosse 13 m σ 19 m x 3 m erhielt. Diese Schnitzel wurden in einen Aufsehlu3skocher eingefüllt und durch direktes
Einleiten von gesättigtem Wasserdampf in 55 Minuten auf 175 0C
erhitzt. Während der folgenden 45 Minuten wurde die Temperatur auf 175 0O gehalten, indem gesättigter Wasserdampf am Boden
des Kocher» eingeleitet und oben wieder abgelassen wurde. Dann wurde die Dampfzufuhr unterbrochen und der Kocher entspannt,
ßodaas die Flüssigkeit (daa partielle Hydrolyaat) am Boden des
Kochers abgelassen werden konnte. Dieses Hydrolysat, das eine Festötoffkonzentration von 8,5 ^ Feststoffen aufwies, wurde
in einem Vakuum-Umlaufverdampfer (z„B, bei einer Temperatur von
50 bis 60 0C eingedickt. Das konzentrierte Präparat, das 63,1
# Feststoffe enthielt, wird als Produkt A bezeichnet.
Die Modifikation des partiellen Hydrolysate aus einem weichen Holz durch eine Alkalibehandlung unter den bevorzugten Bedingungen
der vorliegenden Erfindung wird durch das folgende Beispiel erläutert.
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ungefähr 1OQ kg Produkt; A (aus Beisp.1) und ungefähr 12,7 kg
einer 49,$-#igen HaOH-Lösung wurden miteinander vermiacht. Die
erhaltene Lösung, die eine Temperatur von 58 0C aufwies, wurde
in einen Reaktionsbehälter übergeführt, der mit einem Dampfmantel und einem Rührer ausgestattet war, und mit Dampf indirekt auf 80
0O erhitzt und 60 Hinuten bei dieser Temperatur belassen· Nach
Abkühlung auf 23 0C wurde die Mischung dem Behälter entnommen.
Das Reaktionsprodukt, das 56,9 % Feststoffe enthielt, wurde mit
ungefähr 3>8 kg Wasser verdünnt. Dieses, im folgenden als Produkt B bezeichnete Präparat hatte eine Feststoffkonzentration
von 5$,1 &
Analysen von wirksamen Holzhydrolysaten, wie sie bei der Dampfbehandlung von Southern Pine-Schnitzeln mit aneohliessender Eindickung allein (Produkt A von Beispiel 1) oder mit Eindickung
und milder alkalischer Behandlung (Produkt B von Beispiel 2) erhalten werden, sind in Tabelle 1 einander gegenüber gestellt*
| Bestandteil, Öewichta-Prozent | Produkt | Produkt |
| (bezogen auf Trockensubstanz) | A | B |
| G-lucoue, Mannose und Galactose in polymerer | 61 | 36 |
| freie Hexoaen porm | 8 | 3 |
| freie Pentosen | 8 | 1 |
| Lignin | β | 8 |
| lactonisierbare Bydroxysäuren | 4 | 10 |
| Natriumsalze flüchtiger Säuren | 1 | 13 |
| Andere Bestandteile | 29 |
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PUr die Herstellung von Beton werden die Hemicellulose enthaltenden
Holzhydrolysat© im allgemeinen dem Anmaohwasser in Form
von konzentrierten Lösungen entsprechend einer Dosierung von 0,10 bie 0,35 # Jeststoffen, bezogen auf den Zcmentanteil, zugesetzt.
Die Anwendung solcher Produkte bei der Betonherstellung wird im nachfolgenden Beispiel beschrieben«
Um die Brauchbarkeit der erfindungegemü3sen Produkte bei der
Herstellung von Beton zu demonstrieren, wird ein unmodifiziertes Hydrolyseprodukt (Produkt A von Beispiel 1) oder ein durch
Alkalibehandlung modifiziertes Hydrolyoeprodukt (Produkt B von
Beispiel 2) vorzugsweise dem Anmachwasser beigemischt, worauf die erhaltene verdünnte Lösung des Mittels zur Verringerung
des Wasserbedarfs und zur Verzögerung des Abbindens in eine zuvor hergestellte Mischung von Sand, Zement und Kies eingearbeitet
wird, sodass sich eine Betonmischung ergibt. Um eine Ab- g
bindeverzögerung von ungefähr 2 Stunden eu erzielen (die ASTM-Spezifikation
für Zusätze zur Verminderung des Waoserbedarfs
und zur Abbindeverzögerung, Klassifikation Type D, gilt für 1
bis 3 Stunden Verzögerung), wurden die Produkte A und B dem Anmachwasser
in einer Menge von 0,20 bzw. 0,25 i>
(als Trockensubstanz angegeben), bezogen auf den Zementanteil der Mischung, zugesetzt.
Typische Ergebnisse, wie sie infolge der Verwendung dieser erfindungegemäseen Produkte in der oben genannten Dosierung
und bei zwei Slump-Teet-Einstellungen (Test auf Verarbeitbarkeit)
erhalten werden, sind in Tabelle II angegeben,
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Slump te β t-Elns teilung; Slumptesib-Eipsteilung ι
11,4 + 1,3 pm 16,5 + 1*3 cm
ohne Produkt Produkt ohne Produkt Produkt Zusatz A B Zueatl A B
Verminderung des Wasserbedarfs, i» des
Anmachwassers 0,0 7,7 11,5 0,0 7,9 9,7
Abbindeverzögerung in
^ Stunden
| astes Abbinden | 0,0 | 2,0 | 2,0 | 4 | 0,0 | 2,2 | 2,3 |
| endgült.Abbind. | 0,0 | 2,1 | 2,1 | 0,0 | 2,3 | 2,3 | |
|
Druckfestigkeit,
kg/cm |
|||||||
| nach 7 Tagen | 200 | 239 | 266 | 160 | 240 | 238 | |
| nach 28 Tagen | 295 | 328 | 374 | 226 | 35P | 343 | |
| Beispiel |
Se wurde eine Anzahl von Mitteln zur Herabsetzung des Wasserbedarfs und zur Abbindeverzögerung jeweils in Lösung hergestellt
bzw. vorbereitet; einige dieser Zusätze sind einfache Zucker
und andere sind Hydrolysate und Derivate von Hydrolysaten, wie
sie in der erfindungsgemässen Praxis Anwendung finden. Diese
Mittel waren die folgenden durch Hydrolyse gewonnenen Präparate und Zucker:
Produkt A; Kondensat aus der Dampfhydrolyse von weichem Hole
gemäss Beispiel 1.
Produkt B: Alkalimodifiziertee Kondensat aus der Dampfhydrolyse
von Weichholz gemäss Beispiel 2.
Produkt C; Kondensat aus der Dampfhydrolyse von Hartholz (gemischte Eukalyptus-Hölzer) bei 170 0C.
Produkt D: Hydrolysat (ale Holzmelasse unter der Markenbezeichnung „Masonex" im Handel) aus einer kurzen Dampf-
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behandlung bei sehr hoher Semperatur (bis zu 2Q2 0O
für die Dauer von 1-2 Minuten) von gewischten Hart-
und feichhölzern im Verlauf der Herstellung von Bartpappe.
glucomannan, aus Produkt A isoliert, M
Produkt Fj Saccharose
Produkt G: Glucose
Produkt H/ Mannose
Produkt I: Maltose (ein dlmerer Zucker aus der Hydrolyse von
Stärke mit einer alpha-gluoosidischen-Bindung)·
Ss wurden dann gleichartige Ansätze von Portlandzement, Sand
und Kies vorbereitet; das Anmachwaaeer eines jeden Ansatiee erhielt einen Zusatz von 0,20 % (als Gewichte-^ Feststoffe, bezogen auf den Zementanteil des Ansatzes) von einem der oben aufgeführten Zusatzpräparate. Sin Ansatz blieb zur Kontrolle ohne
jeden derartigen Zusatz, Bei allen Ansätzen wurden der Zementfaktor (5,5 Säcke Portlandzement, Type I, auf 765 Liter) und
die Verarheitbarkelt (Slumpteat-ffert: 6,35 cm) konstant gehalten.
Die prozentuale Verminderung des benötigten Anmachwaesers, die
Abbindeverzögerung und die Druckfestigkeit wurden für Jeden Anaatz nach den Standard-Methoden bestimmt und in Tabelle XII zusammengestellt. Eine Abbindeverzögerung von mehr als ungefähr
4 Stunden wurde für praktische Zwacke als zu gross erachtet.
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fa"
mentautθIla £ Abbinden Abbinden 7 Tagen 28 Tagen
qhne Q,OO 0,00 0,0 pfQ 1OQ 100
a) frirksame erfindungsgemässe Produkte (praktispne Teraögerungazeiten)
| Produkt | A | 0,20 | 8,5 | 3,0 | ?,P | 123 | 11Q |
| Produkt | B | 0,20 | 7,2 | 2,3 | 2,4 | 129 | JU |
| Produkt | σ | 0,20 | 14,2 | 1.9 | 2f0 | 121 | 103 |
| Produkt | D | 0,20 | 13,7 | 2,6 | 2,8 | 139 | 107 |
| Produkt | B | 0,20 | 8,3 | 2.3 | 2,4 | 117 | 110 |
b) ungeeignete Produkte (unpraktisch starke Abbindeverzugerung)
Produkt P 0,20 4,9 22,8 27f9 117 110
Produkt α 0,20 3,8 6,1 8,6 122 111
PrpdMkfc H 0,20 4,7 6,6 8,1 133 110
QIe Angaben der Tabelle III zeigen, dass bei der Herstellung von Beton
die erfindungegemäsaen produkte ein praktleob.es Hase an Abbindeyeraögerung bewirken und für eine gegebene Verarbeitbarkelt
C31umptest~Wert: 6,35 cm) durob Verminderung des Vasserbedarfe
eine beachtliche Steigerung der Druckfestigkeit verursachen, während die einfachen Zucker bei der gleichen Dosierung (0,20 fl
Feststoffe, bezogen auf den Zementanteil) eine zu starke Abbindeverzögerung ergeben.
BelBpiel
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Zur überprüfung der Wirkung, die eine Erhöhung der Dosierung
der erfindungsgemäesen Präparate zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Abbindeverzögerung bei standardisierten Ansfttzen
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yon Portlandzementbeton in bezug auf den Wasserbedarf, auf die,
AbbindeTerzögerung und auf die Druckfestigkeit zur Folge öat,
wurden einige Versuchsreihen durchgeführt. In allen Fällen wurden der gleiche Zementfaktor (5t5 Säcke Portland-Zement Type
I auf ungefähr 765 Liter) und die gleiche Verarbeitbarkeit
(Slumptest-Wert? 6,35 £ 1»27 cm) eingestellt. Bei den beiden
ersten Versuchsreihen, deren Ergebnisse in den nachfolgenden Tabellen IV und V zusammengestellt sind» wurde als erfindungsgemäseer
Zusatz das nicht alkalisierte Hydrolysat τοη Beispiel
1 (Produkt A) Terwendetj der Portlandzement und der Zuschlag
für die erste Versuchsreihe (Tabelle IV) stammen aus Südkalifornien
und der Portlandzement und der Zuschlag für die zweite Versuchsreihe aus dem pazifischen Hordwesten» Für die zweite
und die dritte Versuchsreibe (TaTeIIe V und VI) wurde der gleiche
aus dem Nordwesten stammende Portlandzement und die gleichen Zuschlagstoffe verwendet. Der erfindungsgemässe Zusatz war in
der zweiten Reihe (TaTeIIe V) das nicht alkalieierte Hydrolysat
τοη Beispiel 1 (Produkt A) und in der dritten Versuchsreihe |
(Tabelle VI) das alkalimodifizierte Hydrolysat τοη Beispiel 2 (Produkt B)* Das Ausmass der Verminderung des Wasserbedarfs
(Prozent Verminderung des Anmachwassers, bezogen auf die für den Kontrollansatz rerwendete Wassermenge), die AbbindeTereögerung
(gemessen vom Zeitpunkt des ersten und des endgültigen Abbindens des Kontrollailsatzes) und die Druckfestigkeit (ausgedrückt in
£ der beim Kontrollansatz erzielten Druckfestigkeit) wurden nach Standardmethoden bestimmt.
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Tabelle IY
Pprtlandzement-Hleohung aus SUd-K^lifomien nit Zusätzen yon Produkt A
Zueatf Verminderung
Art Dosierung dee Wasseret dee Ze- bedarfs
mentanteile %
in Stunden
erstes endgUlt.
Abbinden Abbinden
ickfeatigkeit,
i> der Kontrolle nach nach 7 lagen 28 Tagen
ohne
(Kontrolle)0,OQ
Produkt A 0,10
Produkt A 0,20
Produkt A
| 0 | ,0 | Tabelle | 0, | 0 | 9 | fO | 100 | 100 |
| 5 | ,6 | 2, | 3 | 2 | ,0 | 128 | 109 | |
| 9 | ,0 | 5, | 6 | 6 | ,1 | 145 | 140 | |
| V |
Zusatz Verminderung Art Dosierung des Wasser-Jt dee Ze- bedarfβ
mentanteils i»
in Stunden $ der Kontrolle
erstes endgült. nach nach
| Qbne | 0,10 | 0,0 | Tabelle | 0,0 | O9O | 100 | 100 |
| 0,15 | 2,6 | 0,7 | 0,6 | 129 | 132 | ||
| (Kontrolle)0,00 | 0,20 | 5,4 | 1,3 | 1t3 | 138 | 135 | |
| Produkt A | 0,25 | 6,8 | 2,5 | 2,6 | 128 | 126 | |
| Produkt A | 0,30 | 8,0 | 3,6 | 3,7 | 140 | 130 | |
| Produkt A | 9,0 | 5,2 | 5,4 | 130 | 126 | ||
| Produkt A | TI | ||||||
| Produkt A | |||||||
Produkt A
Zusatz Verminderung Art Dosierung des ffasser-
# des Ze- bedarfs mentanteils $>
Abbindeverzögerung Druckfestigkeit, in Stunden $ der Kontrolle erstes endgült. nach nach
7 Tagen 28 Tagen
| ohne | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 100 | 100 |
| (Kontrolle)0,00 | 0,0 | 0,0 | -0,2 | 100 | 108 |
| Produkt B 0,05 | 2,3 | 0,5 | 0,3 | 114 | 104 |
| Produkt B 0,10 | |||||
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A 10 662 3,4.196a
| Q | ,1 | 177 | 104 | 1H2 | |
| 1 | ,2 | - | t$7 | . tr- | |
| 0,9 | 2 | Q | 133 | 104 | |
| 1,8 | 3 | m | 117 | ||
| 2,1 | 5 | 134 | Ha | ||
| 3,2 | 120 | ||||
| 5,4 | 114 | ||||
Prqtfukt B 0,J5 3,7
Produkt B 0,20 5,8
Produkt ü 0,25 6,5
Produkt B 0,30 8,β
Produkt B Of35 11»1
In allen Fällen erbrachte eine Steigerung dar Doai· de· Mittels
zur Verminderung dea Wasserbedarfes und sur AbblndeTersQgsrung
eine fortschreitende Verminderung dea Wasserbedarfs und Abbin- —
darersögerung bei den versohiedanen Betonmiaohungen. Der Vergleich dar Daten von Tabelle 17 und ? zeigt, dass der gleiche
Zusatz auf Portlandzement und Zueohlag von verechiedener Her·
kunft Ton uxitereohledlioher rersugerndar Wirkung ittf die ab·
bindβverzögerndβ Wirkung von Produkt A iat auf Standardanelt*©
▼on Portlandsement-Hiechungen aue SUdkalifornien grosser als
auf Standard-Aneätze von Betonnlecbungen, deren Material aus des
patifiaohen lordwesten etaoat. Der Vergleich dfr Baten ron
Tabelle V und Tabelle 71 läset erkennen, dass ein alkaliModl·
fiaiertee Hydrolysat bei der gleichen Portlandsementaileohung f
eine etwas geringere abbindovarsBgernde Wirkung hat als ein
nicht modifiziertes Hydrolysat; die Tereugernde Wirkung von
Produkt A (unaodlfisiertes Hydrolysat) auf Standardansltae mit
Portlandzeaentelschungen aus den paiiflachen lordwesten ist
grosser als die versBgernde Wirkung τοη Produkt B (alkali*
»odlfislertes Hydrolysat) auf die gleichen PortlandseMental·
sohungen.
209808/1478
BAD ORfQINAi.
1771H2
A 10 662 r >«Γ-
3.4.1968
In allen Fällen war auaserdem ein Zusatz im Bereich Ton O9IO
bis 0,35 £ Hydrolysat-Feststoffe, bezogen auf den Zementanteil,
erforderlich, um eine Abbindeverzögerung zwischen 1 und 3 Stunden (die festgesetzten Grenzen der Abbindevereögerung für Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Abbindeverzögerung von Typ B) zu erzielen. Ib fall· der sUdkalifornlsohen
Portland-Zementmisohungen war ein Zusate von ungefähr 0,10
bis 0,12 % von Produkt A notwendig, im Falle der Fortlandzementmiechungen aus dem pazifischen Hordweeten wurden ungefähr 0,12
bis 0,27 3ί von Produkt A und ungefähr 0,16 bis 0,28 ^ von Produkt B benötigt, um eine Abbindeverzögerung innerhalb dieeee
Bereiches zu erzielen.
209808/U78
Claims (1)
1771H2
A 10 662
3.4.1968
wa
3.4.1968
wa
Patentansprüche
Aufschlämmung einer Portlandzement enthaltenden Mischung, die zusätzlich ein Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs
und zur Abbindeverzögerung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verminderung des Wasserbedarfs und zur Abbind everaögerung ein Produkt der partiellen Hydrolyse von Hole
ist, welches vorwiegend kurzkettige Polymere der nicht celluloseartigen Kohlenhydratbestandtelle des Holzes enthält.
2. Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete Hydrolysat die partiellen Hydrolyeeprodukte von Hemicellulose enthält.
3, Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete Hydrolysat durch Dampfhydrolyse von Holzschnitzeln gewonnen wird.
4· Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete Hydrolysat durch partielle Hydrolyse von Holz gewonnen wird, und dass
dessen Gehalt an freien Zuckern durch eine Behandlung mit einem alkalischen Reagens herabgesetzt worden ist.
209808/U78
A 10 662 λθ
3.5.1968
5« Aufschlämmung einer Zementmischung; nach Anspruch t,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz ein Hydrolysat ist» das mit einem alkalischen Reagens aus der Gruppe der Alkalihydroxide und Erdalkalihydroxide behandelt worden ist.
6 * Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Zusatz von ungefähr 0,10 bis 0,35 Ί» Hydrolysatfeststoffen, bezogen auf den Zementanteil der Mischung, enthält.
7. Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete Hydrolysat partiell hydrolysierte Hemicellulose!!, vorwiegend Oalactoglucomannant! "nd Glucomannane, enthält, wobei der Zusatz so
bemessen ist, dass die Mischung zwischen 0,10 und 0,35 # Hydrolysatfeetstoffe, bezogen auf den Zementanteil der Mischung,
enthält.
8. Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an einfachen Zuckern in dem als Zusatz verwendeten Hydrolysat durch eine Behandlung
mit einem alkalischen Reagens vermindert worden ist.
9. Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete Hydrolysat partiell hydrolysierte Hemicellulosen, vorwiegend
209808/U78
1771H2
A Ip 66,2
J.4*1968
O-Acjetyl^-Q-methyl-gluCiuronoxylane und partiell deacetylierte
!Derivate davon, enthält, wobei der Zusatz so bemessen ist, dass
die Mischung zwischen 0,10 und 0,35 # itydrolyeatfeetstoffe,
bezogen auf den Zementanteil der Mischung, enthält.
10. Aufschlämmung einer Zementmischung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an einfachen Zuckern in dem als Zusatz verwendeten Hydrolysat durch eine Behandlung
mit einem alkalischen Reagens vermindert worden ist,
11. Portlandzement~Beton~Miachung, im wesentlichen bestehend
aus Portlandzement, Sand und Kies, die eine verdünnte wässrige LiJsuug eines Mittels zur Verminderung des Wasserbedarfs und
zur Abbindeverzögerung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Mittel ein Hydrolysat ist, das vorwiegend partielle
Hydrplyaeprodukte von Eemicellulosen enthält, und das bei der
Dampfhydrolyse von HolzBchnitzeln gewonnen wird,
12o Portlandzement-Beton-Miaohung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz verwendete, partiell
hydrolysierte Hemicellulosen enthaltende Hydrolysat zur Verminderung
des Gehalts an einfachen Zuckern mit einem alkalischen Reagens behandelt worden ist.
209808/U78
Applications Claiming Priority (1)
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