DE1924468A1 - Zementmassen - Google Patents
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Description
- 13. Mai 196
zur Patentanmeldung der Imperial Chemical Industries Limited, London, S.W.1.,
betreffend:
Zementmassen
Zementmassen
Die Priorität der Anmeldung in Grossbritannien vom 15.5-1968
und· 31v3.l9.69 ist in Anspruch genommen
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Zementmassen, die
sich z.B. für die Herstellung von lussböden eignen.
Es wurde gefunden, dass man schnell abbindende Zementmassen erzeugen kann, wenn man organische Polyisocyanat-Materialien
zu herkömmlichen Wasserzement/Sand/Wasser-Mischungen zugibt;
diese Massen können schäumstoffartig oder im wesentlichen
nicht schäumstoffartig sein.
Gemäss der Erfindung werden also Zementmassen geschaffen, die
als wesentliche Bestandteile einen Wasserzement, einen Kieselerde-Füllstoff (Zuschlagstoff), Wasser und eine
organische Verbindung mit einer Mehrzahl von Isocyanatgruppen enthalten.
Der Ausdruck "Wasserzement" wird hier im üblichen Sinne
verwendet, um die Art von Baustoffen zu bezeichnen, die in Mischung mit Wasser angewandt werden und dann infolge von
physikalischen oder chemischen Umwandlungen erstarren bzw. abbinden, wobei das Wasser verbraucht wird. Dieser Ausdruck
umfasst ausser Portlandzement auch:
1* schnell abbindende Zemente gekennzeichnet durch
einen hohen ülonerdegehalt;
009835/1138 _ 2_
2. niedrig gebrannte Zemente, gekennzeichnet durch einen hohen Gehalt an Dicalciumsilicat und Tetracalciuiaaluminoferrit
und einen niedrigen Gehalt an Tricalciumsilicat und iricalciumaluininat;
■3· sulfatbeständige Zemente, gekennzeichnet durch
einen ungewöhnlich, hohen Gehalt an Tricalciumsilicat und Dicalciumsilicat und einen ungewöhnlich
niedrigen Gehalt an Tricalciumaluminat und (Betracalciumaluminoferrit;
4·· Hochofen-Portlandzement, gekennzeichnet durch ein
Gemisch aus Portlandzementklinker und granulierter Schlacke; " ■
5. Mauerzemente, gekennzeichnet durch Mischungen aus
Portlandzement und einem oder mehr der folgenden Bestandteile: gelöschter Kalk, granulierte Schlacke,
pulverförmiger Kalkstein, Kolloidton, Diatomeenerde oder andere feinverteilte Kieselerdeformen, Caleiumstearat
und Paraffin\ ' '
6. Uaturzemente, gekennzeichnet durch Material,aus dem ;
angeschwemmten Land des Lehigh-Tals., USA;
7· Kalkzemente, gekennzeichnet durch Calciumoxid in
reiner oder unreiner Form mit oder ohne tonartiges
Materialί " ' *
BAD ORiGiNAU
008835/1138 - 3 -
8. Gipszement, gekennzeichnet durch die Zugabe von 5 bis 10% Gips zu Kalk;
9· Puzzolanzement, gekennzeichnet durch Mischung von
Puzzolanerde, Trasskieselgur, Bimsstein, Tuffkalk, Santorinerde oder granulierter Schlacke mit
Kalkmörtel;
10. Galciumsulfatzemente, gekennzeichnet durch eine
Abhängigkeit von der Hydratation von Calciumsulfat, z.B. Gips, Keenescher Marmorzement und Pariangips.
Als Zuschlagstoffe können Sand- und Kieselerdesorten mit
einem niedrigen Tongehalt verwendet werden, wobei diese Stoffe vorzugsweise gewaschen sind und eine Teilchengrösse hauptsächlich
im Bereich von 1,5 2oll bis zum 200-er Maschengitter nach englischer Norm haben, wobei Teilchengrössen aussverhalb
dieser Grenzen in besonderen Anwendungsfällen in Präge kommen können.
Als Beispiele "für die organischen Polyisocyanate, die verwendet
werden können, mögen Tolylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat
sowie Uretedion- oder Isocyanuratpolymere dieser, und Polyurethane mit Isocyanat-Endgruppen, die durch Umsetzung
von einem orgnaischen Diisocyanat im überschuss mit einer polyfunktionellen,
mit Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Verbindung:,
wie z.B. einem Glykol oder einem höheren mehrwertigen Alkohol,
Aminoalkohol oder Polyamin, einem Polyester, Polyesteramid oder
Polyäther erzeugt werden, erwähnt werden.
0 0 9 8 3 5/1138 f _ 4. _
Vorzugsweise wird auch eine organische, mit Isocyanatgruppen
reaktionsfähige Verbindung den erfindungsgemässen Massen zugegeben. Diese Verbindung ist vorzugsweise ein zweiwertiger
oder dreiwertiger Polyäther mit einem Ä"quivalentgewicht von
100 bis 15OO, jedoch können mehrwertige Alkohole, Aminoalkohole,
Polyamine, Polyester und Polyamide verwendet werden. Auch Lösungs- und Verdünnungsmittel können eingesetzt werden.
Die erfindungsgemässen Massen können je nach ihrem Fliessfähigkeit
als selbstnivellierender oder Kellen-Fussbodenputz dienen und sind besser als die gewühnlichen Zementfussböden
oder andere bekannte kunstharzgebundene Fussboden-Zementmassen
hinsichtlich der Abbindegeschwindigkeit; erfindungsgemäss können Fussböden hergestellt werden, die innerhalb einer
Stunde begehbar sind und nach einer Abbindezeit von nur 24 Stunden die Fallprobe nach DEJ1 1083, Methode 17 (Vorschrift
des englischen Verteidigungsministeriums) bestehen.
Die Erfindung is nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die Teile auf das Gewicht bezogen sind:
Es werden 100 Teile Portlandzement und 100 Teile einer 70$>-iSen ■
Polyisocyanatlösung (hergestellt in der weiter unten angegebenen Weise) miteinander vermengt, worauf 100 Teile Sand (Teilchen—
grösse 30-bis 200er Maschengitter nach englischer Norm), 25
Teile Wasser und 10 Teile eines oxypropylierten Glycerins mit einer Hydroxylzahl von 535 mg EOH/g unter Kühren hinzugegeben
werden.
009835/1 138
Man erhält somit eine schnell/bindende flüssige Masse, die
als etwa 13 mm dicker Aufstrich schnell erstarrt und in
2 bis 2,5 Stunden "begehbar ist.
Das verwendete Polyisocyanat kann dadurch hergestellt werden, dass eine Mischung aus Tolylendiisocyanat (1 Mol), Trimethylolpropan
(0,197 Mol) und Butylenglykol (0,159 Mol) 2 Stunden in Gegenwart von einem 1:1-Gemisch aus ß-Sthoxyäthylacetat
und Xylol in einer Menge, die der halben Gewicht der ersten drei Bestandteile zusammen entspricht, auf 600G erwärmt wird.
Dann wird ein oxypropyliertes Glycerin mit einem Molekulargewicht
von 3000 (0,029 Mol) hinzugegeben, und die Mischung wird 4 Stunden auf 600C nachgeheizt. Anschliessend wird so
viel Xylol hinzugegeben, dass die Lösung einen 70%-igen
Feststoffgehalt aufweist.
Wird das oxypropylierte Glycerin gemäss dem 1. Absatz von
Beispiel 1 durch 10 Teile eines oxypropylierten Triäthanolamins mit einem Molekularen Gewicht von 320 ersetzt, so
entsteht eine noch schneller abbindende Masse. Diese ist innerhalb einer Stunde nach dem Aufstrich begehbar.
Beispiel 3 | Teile |
Eine Masse aus | 100 |
Zement | 50 |
Isocyanat (s.unten) | 100 |
Sand | 19 |
Wasser | 10 |
oxypropyliertes Glycerin | |
009835/1138
- _ -. „ erin 10
(QH-Zahl - 535 mg/g)
— 6 —
192U68
ist innerhalb 1 Stunde nach dem Aufstrich begehbar.'
Als Isocyanat wird das Produkt der Umsetzung von 1 Mol Tolylendiisocyanat, 0,22 Mol Glycerin und 0,18 Mol Diäthylenglykol
in einem Drittel ihres Gesamtgewichts von Ithylacetat, bei 75 bis 800G während 3 Stunden,verwendet.
Wird das Isocyanat gemäss Beispiel 3 durch 60 Teile des
Produkts der Umsetzung von Steinkohlenteerpech, das 2 Gew% Hydroxylgruppen (oder die äquivalente Menge von mit Isocyanatgruppen
reaktionsfähigen Gruppen) enthält, mit Diphenylmethandiisocyanat
(6,5 Äquivalente) als 85%-ige Lösung in 2-Methyl-2-methoxypentan-4--on,
bei 900G während 4 Stunden, ersetzt,
so entsteht eine Masse, die innerhalb 1 Stunde nach dem Aufstrich begehbar ist.
Beispiel 5 | Teile | - 7 „ | |
Sine Masse aus: | 100 | BAD ORSGiMAl, | |
Zement | 40 | ||
Diphenylmethandiisocyanat | 100 | ||
Sand | 15 | ||
Wasser | 10 | ||
oxypropyliertes Glycerin (wie bei Beispiel 1) |
|||
σ O |
ist innerhalb 1 Stunde begehbar. | ||
CO OO |
Beispiel 6 | Teile | |
to cn |
Eine Masse aus: | 100 | |
^^ | Zement | 14,5 ■ | |
CJ | Tolylendiisocyanat | 100 | |
OO | Sand | 25 | |
• Wasser | 10 | ||
oxypropyliertes Glycerin* | |||
ist etwa 30 Minuten nach dem Aufstrich begehbar. . *wie bei Beispiel 1.
Wird das Tolylendiisocyanat gemäss Beispiel 6 durch 200
Teile des folgenden Gemisches ersetzt, so entsteht eine ähnliche schnellbindende Masse.
Ein Polyäthylen/Propylen(7:3)-Adipat mit einem Molekulargewicht
von etwa 1000 wird mit 1,43 Äquivalenten von Tolylendiisocyanat kondensiert, und das so erhaltene Produkt (1 Teil) wird mit
1 Teil eines Isocyanuratpolymers von Tolylendiisocyanat mit einer NGO-Zahl von 14,8% in 0,5 Teilen 2-Methyl-2-methoxypentan-4-on
und 1,5 Teilen Butylacetat vermengt.
Es werden 2 Teile Zement mit 100 Teilen des in Beispiel 1
verwendeten Polyisocyanats verrührt, und der entstehenden Mischung werden 198 Teile Sand, 25 Teile V/asser und 10 Teile
oxypropylierte-s Glycerin mit einer OH-Zahl von 535 mg..EOH/g
unter Rühren zugegeben.
Somit erhält man einen urethangebundenen Schaumbeton, der
nach etwa 5 Ms 6 Stunden begehbar ist.
Es v/erden 100 Teile Zement mit 43 Teilen einer 75%-igen
Lösung von einem Heaktionsprodukt aus Hexamethylendiisocyanat
und Wasser (mit einem Isocyanatgehalt von etwa 16%) in einer 1:1-Mischung von Xthylgfcrkolacetat und Xylol verrührt. Zu
diesem Gemisch werden 100 Teile Sand, 20 Teile Wasser
009835/1138 ' " "
und 10 Teile oxypropyliertes Glycerin mit einer OH-Zahl von
535 mS EOH/g unter Rühren zugegeben. Somit erhält man einen
schnellbindenden urethangebundenen Beton, der nach 1 bis 1,5
Stunden begehbar ist. -
Beispiel 10 : ·
Es'werden 100 Teile Zement mit 50 Teilen einer 75%-igen-Lösung
von einem Reaktionsprodukt aus Hexamethylendiisocyanat,
Trimethylolpropan und 1,3-Butandiol (mit einem
Isocyanatgehalt von etwa 12%) in' einer 1:1-Mischung von
Äthylglykolacetat und Xylol verrührt. Zu dem entstehenden
Gemisch werden 100 Teile Sand, 25 Teile Wasser und 10 Teile
oxypropyliertes Glycerin mit einer OH-Zahl von 535 mg EOH/g
unter Rühren zugesetzt. Somit erhält man einen schnell abbindenden urethangebundenen Beton, der innerhalb 1 bis .
1,5 Stunden begehbar ist.
Wird das oxypropylierte Glycerin gemäss Beispiel 1 durch 30 Teile eines Polyesters ersetzt, der durch Kondensation von
1,3-Butylenglykolj Hexantriol und Adipinsäure im Molarverhältnis
von 3:1:3 erzeugt wird und eine Säurezahl unter
3 mg KOH/g hat, so erhält man eine selbstnivellierende Masse,
die in etwa 1 Stunde erstarrt.
Wird das oxypropylierte Glycerin gemäss Beispiel 1 durch
30 Teile einer Lösung von einem Kondensationsprodukt aus
Polyesteramid und Polyurethan (hergestellt in der weiter
009835/t138 _9_
unten angegebenen Veise) ersetzt, so erhält man eine Kellenmasse,
die in 30 bis 60 Minuten abbindet.
Die Lösung des Kondensationsprodukts aus PoIyesteramid und
Polyurethan, die in diesem Beispiel verwendet wird, stellt
man wie folgt her:
Ein Polyester amid- wird dadurch dargestellt, dass eine Mischung'
aus 4330 Teilen Adipinsäure, 1820 Teilen Äthylenglykol,
177 Teilen Diäthylenglykol und 113 Teilen Monoäthanolamin
auf 240°0 erhitzt wird, und zwar unter Rückfluss, bis eine
Säurezahl von 2,0 bis 3,0 mg/KOH/g erzielt wird und das
Produkt ein Molekulargewicht von 1850 hat.
Es werden 1533 Teile dieses Polyesteramide, 2108 Teile Methylethylketon, 2,08 Teile Wasser, 10,75 Teile Äthylenglykol,
0,77 Teile Dirnethylaminopyridin und 188,5 Teile
eines 80:20-Gemisches aus 2,4- und 2,6-Tolylendiisocyanat
miteinander vermengt und so lange bei 57 bis 63°0 gerührt, bis die Viscosität einer bei 25ö0 gemessenen Probe einen
Wert von 100 bis 140 P hat. Dann werden 13,5 Teile Methanol hinzugegeben, und die Mischung wird noch 3 Stunden bei
derselben Temperatur gerührt. Anschliessend werden 0,38 Teile Salicylsäure zugesetzt, und die Mischung wird 1 Stunde
bei derselben Temperatur nachgerührt. Die so erhaltene Polyesteramid/Polyurethan~Lösung ist dann gebrauchsfertig.
Die angegebene Wassermenge ist die Gesamtmenge in der Lösung.
Die tatsächliche Zugabe von Wasser erfolgt unter Berücksichtigung von etwaigen kleinen Wassermengen im Lösungsmittel.
009835/1138 _ ίο -
Wird das .oxypropylierte Glycerin gemäss Beispiel 1 durch
Teile einer 50 gew%-igen Lösung von einem mit entwässertem
Rizinusöl modifizierten Glycerylphth&latharz (ein nichttrocknendes Alkydharz) in lylol, so erhält man eine dickfüssige
Kellenmasse, die in etwa 30 Minuten abbindet.
Wird das oxypropylierte Glycerin gemäss Beispiel 1 durch Teile einer 50 gew%-igen Lösung von einem Reaktionprodukt,
das durch Erwärmung von Glycerin, Palmkernfettsäuren, Erdnussfettsäuren, Stearinsäure und Phthalsäureanhydrid
erzeugt wird, (ein trocknendes Alkydharz) in Toluol, so erhält, man eine sehr dickflüssige Kellenmasse, die in
etwa 30 Minuten abbindet. .
Beispiel 15 ■ -
Wird das oxypropylierte Glycerin gemäss Beispiel 1 durch
Teile einer 50 gew%-igen Lösung von einem Polyätherharz, das
durch Umsetzung von Diphenyl olpr op an mit Epichlorhydrin bis
zur Erzielung einer Bydroxylzahl von etwa 130 mg KOH/g
erzeugt wird, in Methyläthylketon, so erhält man eine
leicht giess'bare, selbstnivellierende Masse, die nach 5 bis 6 Stunden begehbar ist.
Eine Masse aus: Teile
Zement 100
Diphenylmethandiisocyanat-Vorpolymerlösung (s.unten) 100
Sand 009835/T1381OO
Teile Wasser - . 25
oxypropyliertes Glycerin
(Molekulargewicht etwa 1000; 35 OH-Zahl - 165 mg KOH/g)
(Molekulargewicht etwa 1000; 35 OH-Zahl - 165 mg KOH/g)
ist selbstnivellierend und "bindet in etwa 1 Stunde ab.
Die dabei verwendete Diphenylmethandiisocyanat-Vorpolymerlösung
wird wie folgt hergestellt: Es werden 100 Teile oxypropylierten Glycerins mit einem
Molekulargewicht von etwa 1000 (Hydroxylzahl ■ 165 ^S KOH/g)
mit 25 Teilen eines Lösungsmittelsgemisch aus 70 Gew%
trockenen Cyclohexanons und 30 Ge.w% Xylol vermengt. Dann
werden 205 Teile handelsüblichen ^,^-'-Diisocyanatodiphenylmethans
mit einem NGO-Gehalt von 30,0% in 50 weiteren Teilen
des Lösungsmittelsgemisches gelöst, worauf die beiden Lösungen miteinander vermischt und 3 Tage in einem trockenen verschlossene!*
Behälter gelagert werden. Dann ist das Vorpolymer gebrauchsfertig.
009835/1138 - 12 -
Claims (6)
1. Zementmassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie als wesentliche Bestandteile einen Wasserzement, einen Kieselerde-Füllstoff,
Wasser und eine organische Verbindung mit einer Mehrzahl von Isocyanatgruppen enthalten.
2. Zementmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserzement aus Portlandzement, schnellbindenden
Zementen, niedrig gebrannten Zementen, sulfatbeständigen
Zementen, Hochofen-Portlandzement, Mauerzement, Naturzementen,
Kalkzementen, Gipszementen, Puzzolanzementen und Calciumsulfat
zementen gewählt ist.
3- Zementmassen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kieselerde-lüllstoff eine Teilchengrösse im
Bereich von 1,5 Zoll bis zum 200er Maschengitter nach englischer Horm hat.
4-. Zementmassen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass sie ausserdem .eine organische, mit Isocyanatgruppen
reaktionsfähige Verbindung enthalten.
5. Zementmassen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
als organische, mit Isocyanatgruppen reaktionsfähige Verbindung
ein zwei- oder dreiwertiger Polyäther mit einem .Kquivalentgewicht von 100 bis 15OO gewählt wird.
6. Zementmassen nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem Losungs- oder Verdünnungsmittel
enthalten. ,υυσσοο/ ι ιαο <*».-■■»·.■*Νΐ«εα-οικ.·*ι·.κ·οΗρ
Applications Claiming Priority (2)
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