DE1962444B1

DE1962444B1 - Release agent

Info

Publication number: DE1962444B1
Application number: DE19691962444D
Authority: DE
Inventors: Harald Hellberg
Original assignee: Deutsche Shell GmbH; Dyckerhoff GmbH
Current assignee: Deutsche Shell GmbH; Dyckerhoff GmbH
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1971-09-30

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entschalungsmittel oder Formenöl, das bei der Herstellung von Bauteilen oder Gegenständen aus Zementbeton mittels Formen oder Schalungen verwendet wird. Es besteht im wesentlichen aus einem Kohlenwasserstofföl und enthält eine Verbindung mit einer oder mehreren Äther-Bindungen oder einer Ester-Bindung sowie der gleichen Anzahl von Hydroxyl-Gruppen und endständigen Alkyl- oder Acyl-Gruppen mit mindestens drei, vorzugsweise vier C-Atomen, beispielsweise den ringförmigen Di-Äthylenäther-Dioxan, Äthylenglykol-Monobutyläther oder Äthylenglykol-Monobuttersäureester. Neben diesen Äthern oder Estern oder einem Gemisch derselben kann das Entschalungsmittel noch weitere an sich bekannte Zusatzstoffe, wie Fette und/oder Fettsäuren enthalten. The present invention relates to a mold release agent or mold oil, in the manufacture of components or objects made of cement concrete by means of Forms or formwork is used. It consists essentially of a hydrocarbon oil and contains a compound with one or more ether linkages or an ester linkage as well as the same number of hydroxyl groups and terminal alkyl or acyl groups with at least three, preferably four, carbon atoms, for example the ring-shaped ones Di-ethylene ether-dioxane, ethylene glycol monobutyl ether or ethylene glycol monobutyric acid ester. In addition to these ethers or esters or a mixture of these, the release agent contain further additives known per se, such as fats and / or fatty acids.

Weiter betrifft die Erfindung das Verfahren zur Herstellung von Bauteilen oder Gegenständen aus Zementbeton, das durch die Vorbehandlung der Formen oder Schalungen mit einem der genannten Entschalungsmittel gekennzeichnet ist. The invention also relates to the method for producing components or objects made of cement-concrete obtained by pre-treating the molds or formwork is marked with one of the mentioned release agents.

Die Vorbehandlung von Formen oder Schalungen für Zementbeton mit einem Kohlenwasserstofföl ist lange bekannt. Sie bewirkt, daß nach dem Erhärten des Betons die Form oder Schalung leicht abgelöst werden kann und wieder verwenbar ist, während die Betonoberfläche unverletzt bleibt. Diese Formöle enthalten häufig Zusätze, wie Fette, Fettsäuren oder Gemische davon, Emulgatoren, wie Sulfoseifen, oder organische Stickstoffverbindungen, wie Carbonsäureamide oder Polyamine (gemäß der deutschen Patentschrift 1201229). Diese Zusatzstoffe, einzeln oder in Kombination, sollen eine bessere Haftung des Öffilms eine leichtere, die Betonoberfläche schonende Trennung der Form vom erhärteten Zementboden bewirken. The pre-treatment of molds or formwork for using cement concrete a hydrocarbon oil has long been known. It causes after hardening of the concrete, the form or formwork can be easily detached and reused while the concrete surface remains intact. These form oils often contain Additives such as fats, fatty acids or mixtures thereof, emulsifiers such as sulfose soaps, or organic nitrogen compounds, such as carboxamides or polyamines (according to German patent specification 1201229). These additives, individually or in combination, should better adhesion of the open film a lighter one that is gentle on the concrete surface Effect separation of the mold from the hardened cement floor.

Eine unerwünschte Nebenwirkung der bekannten Entschalungsmittel oder Formenöle liegt in der fleckigen oder wolkigen Verfärbung der Betonoberfläche. Auf Oberflächen, die ohne Anstrich oder Beart zeitung bleiben sollen, sogenanntem Sichtbeton, wirkt diese Verfärbung natürlich sehr störend. An undesirable side effect of the known release agents or Mold oils lies in the blotchy or cloudy discoloration of the concrete surface. on Surfaces that should remain unpainted or unpainted, so-called exposed concrete, this discoloration is of course very annoying.

Es wurde erkannt,-daß diese Verfärbung aus der Beeinflussung des Wasserhaushaltes beim Abbinden des Betons herrührt. Die Aufnahme und Wiedergabe von freiem Wasser aus der Zementmischung durch den Formenölfilm ist offenbar ungleichmäßig, auch bei sorgfältigster Vorbehandlung der Formen. Weder die Verwendung bekannter Netzmittel, wie Glycerinmonoleat als Bestandteil des Formenöls, um den Ö1-film möglichst gleichmäßig zu machen, noch die Verwendung von Emulgatoren, wie Sulfoseifen, um dem Ölfilm eine große Wasseraufnahmefähigkeit zu geben, brachten eine entscheidende Verbesserung. Bei Anwendung des Formenöles in der Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion traten sogar besonders störende fleckige Verfärbungen auf. It was recognized that this discoloration from the influence of the Water balance when the concrete sets. The recording and playback of free water from the cement mix through the mold oil film is apparently uneven, even with the most careful pre-treatment of the molds. Neither the use of well-known Wetting agents, such as glycerol monoleate as a component of the mold oil, to make the oil film as possible To make even the use of emulsifiers, such as sulfose soaps, still around To give the oil film a high water absorption capacity brought about a decisive one Improvement. When using the molding oil in the form of an oil-in-water emulsion even particularly annoying spotty discoloration occurred.

Auch Entschalungsmittel, die einen festen Überzug auf der Oberfläche der Schalungsformen erzeugen, wie Wachse oder lackartige Filmbildner, verhindern die Fleckenbildung nicht. Also release agents that have a firm coating on the surface of creating formwork forms, such as waxes or lacquer-like film formers, prevent the staining does not.

Es wurde nun gefunden, daß man Sichtbeton mit gleichmäßiger oder höchstens ganz schwach wolkiger, nicht mehr störend verfärbter Oberfläche erhält, wenn man Entschalungsmittel verwendet, die im wesentlichen aus einem Kohlenwasserstofföl mit einem Anteil einer Verbindung mit einer oder mehreren Äther-oder Ester-Bindungen bestehen. Diese Verbindung muß öl- und wasserlöslich sein, wie es beispielsweise die Glykol-Monoalkyläther und :Monoacylester sind, deren Alkyl- bzw. Acylgruppe etwa 3 bis 8 C-Atome enthält. Glykol-Dialkyläther oder -Diacylester sind ungeeignet, wie übrigens auch die Glykole selbst. It has now been found that one can use exposed concrete with uniform or at most a very slightly cloudy, no longer disturbingly discolored surface, when using release agents which essentially consist of a hydrocarbon oil with a proportion of a compound with one or more ether or ester bonds exist. This connection must be oil and water soluble, as it is for example the glycol monoalkyl ethers and: monoacyl esters, their alkyl or acyl group contains about 3 to 8 carbon atoms. Glycol dialkyl ethers or diacyl esters are unsuitable as are the glycols themselves, by the way.

Gloykl-Monoalkyläther oder -Monoacylester mit kurzer endständiger Kette, wie Äthylenglykol-Monomethyläther, -Monoäthyläther oder -Monoacetat sind weniger gut geeignet, während beispielsweise Äthylenglykol-Monobutyläther sehr gute Ergebnisse lieferte. Gloykl monoalkyl ethers or monoacyl esters with a short terminal Chain, such as ethylene glycol monomethyl ether, monoethyl ether or monoacetate are less suitable, while ethylene glycol monobutyl ether, for example, is very good Delivered results.

Verbindungen mit ausgesprochen langkettigen Alkyl-oder Acyl-Gruppen, wie Äthylenglykol-Monoleat, sind wiederum schlechter geeignet. Auch die entsprechenden aromatischen Verbindungen, wie Äthylenglykol-Monophenyläther, haben sich nicht bewährt.Compounds with extremely long-chain alkyl or acyl groups, such as ethylene glycol monoleate, are again less suitable. Also the corresponding ones aromatic compounds, such as ethylene glycol monophenyl ether, have not proven their worth.

Die Vermutung, daß es für die Wirksamkeit der Verbindungen auf die Äther- bzw. Ester-Bindung ankommt, wird durch die gute Eignung des 1,4-Dioxans gestützt, das als ein innerer ringförmiger Di-Äthylenäther aufgefaßt werden kann. In die gleiche Richtung weist der Umstand, daß die Derivate der polymeren Glykole, wie Di-Äthylenglykol-Monobutyläther, die ja pro Gewichtseinheit mehr Ätherbindungen und weniger Hydroxyl- und Alkylgruppen enthalten, mindestens ebensogut geeignet sind wie die erwähnten Derivate der monomeren Glykole. The presumption that it is responsible for the effectiveness of the compounds on the Ether or ester bond is supported by the suitability of 1,4-dioxane, which can be regarded as an inner ring-shaped di-ethylene ether. In the same The fact that the derivatives of polymeric glycols, such as di-ethylene glycol monobutyl ether, which have more ether bonds and fewer hydroxyl and alkyl groups per unit weight contain, are at least as suitable as the mentioned derivatives of the monomers Glycols.

Dies gilt natürlich nur so weit, als die Verbindungen noch -vollständig öllöslich sind, also im Falle der Poly-Äthylenglykolderivate etwa bis zum Polymerisationsgrad 5.Of course, this only applies as far as the connections are still complete Are oil-soluble, so in the case of the poly-ethylene glycol derivatives up to about the degree of polymerization 5.

Demgemäß enthalten die erfindungsgemäßen Entschalungsmittel auf der Basis eines Kohlenwasserstofföls mit oder ohne einen Gehalt an Zusatzstoffen, wie Fette und/oder Fettsäuren und Emulgatoren, wie Sulfoseife, 1 bis 10 0/, einer Verbindung der Formel (HO)(R'O)n R" oder Dioxan, worin R' einen Alkylenrest mit 2 bis 6 C-Atomen und R" einen Alkyl- oder Acylrest mit 3 bis 8 C-Atomen bedeutet, und n eine ganze Zahl kleiner als 6 ist. Accordingly, the release agents according to the invention contain on the Base of a hydrocarbon oil with or without a content of additives such as Fats and / or fatty acids and emulsifiers, such as sulfose soaps, 1 to 10 0 /, of a compound of the formula (HO) (R'O) n R "or dioxane, in which R 'is an alkylene radical having 2 to 6 carbon atoms and R "denotes an alkyl or acyl radical having 3 to 8 carbon atoms, and n is a whole Number is less than 6.

Vorzugsweise bedeutet; R' die Äthylengruppe. Der Rest R" weist bevorzugt 4 C-Atome auf.Preferably means; R 'is the ethylene group. The radical R ″ preferably has 4 carbon atoms.

Der Gehalt des Entschalungsmittels an den beschriebenen Verbindungen, die einzeln oder im Gemisch verwendet werden können, beträgt vorzugsweise 2 bis 50/,. Im allgemeinen ist 50/o die optimale Konzentration. The content of the described compounds in the release agent, which can be used individually or in a mixture is preferably 2 to 50 / ,. Generally 50% is the optimal concentration.

Den Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Entschatungsmitfds bildet ein Kohlenwasserstofföl, vorzugsweise ein Mineralölprodukt oder eine Mischung aus mehreren Mineralölfraktionen. Mineralöldestillate aus naphthenbasischen Rohölen werden bevorzugt, doch sind auch paraffinbasische Produkte verwendbar. Forms the main component of the de-icing agent according to the invention a hydrocarbon oil, preferably a mineral oil product or a mixture of several mineral oil fractions. Mineral oil distillates from naphthenic crude oils are preferred, but paraffinic products can also be used.

Die Auswahl unter den Fraktionen bzw. die Aufmischung richtet sich nach den Umständen bei der Anwendung, wie Material der Schalung, Art und Verdichtung des Betons, Art des Härtungsvorganges usw. Am häufigsten werden Öle aus dem Viskositätsbereich 12 bis 20 cSt/20"C verwendet, weniger häufig leichte Öle (Petroleumfraktionen) von etwa 4 cSt/20"C und eine Zwischenstufe von 6 bis 8 cSt/20°C. Öle mit einer Viskosität über 20 cSt/200 C (leichte Spindelöle) kommen seltener und meist für besondere Anwendungsbereiche in Betracht, beispielsweise für Schaumbeton.The selection among the fractions or the mix-up is based according to the circumstances of the application, such as the material of the formwork, type and compaction of the concrete, the type of hardening process, etc. Most frequently, oils from the viscosity range are used 12 to 20 cSt / 20 "C used, less often light oils (petroleum fractions) of about 4 cSt / 20 "C and an intermediate level of 6 to 8 cSt / 20 ° C. Oils with a viscosity over 20 cSt / 200 C (light spindle oils) are rarely used and mostly for special areas of application into consideration, for example for foam concrete.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Entschalungsmittel-Zusätze hängt mit ihrer Wirkung als Lösungsvermittler im Wasser/Öl-System zusammen. The effectiveness of the mold release additives according to the invention depends on their effect as Solubilizer in the water / oil system together.

Sie ist damit allein aber noch nicht erklärbar, wie Vergleichsversuche zeigen. Im folgenden sind eine Anzahl von gebräuchlichen Formenölzubereitungen und das erfindungsgemäße Entschalungsmittel in der Reihenfolge der Grenzflächenspannung gegen Wasser (dyn/cm, gemessen nach ASTM D 971-50) zusammengestellt. Das Wasseraufnahmevermögen (in gelöster sowohl wie dispergierter Form), das nicht zahlenmäßig exakt zu bestimmen ist, verläuft etwa parallel dem reziproken Wert der Grenzflächenspannung.However, this alone cannot explain it, like comparative experiments demonstrate. The following are a number of common mold oil formulations and the release agent according to the invention in the order of interfacial tension against water (dyn / cm, measured according to ASTM D 971-50). The water absorption capacity (in dissolved as well as dispersed form) that cannot be exactly numerically determined runs roughly parallel to the reciprocal value of the interfacial tension.

Für die Vergleichsversuche wurden drei verschiedene Mineralölprodukte als Grundöle benutzt, und zwar eine naphthenbasische Petroleumfraktion, Siedebereich 185 bis 250"C, Viskosität 2,3 cSt/20"C; eine naphthenbasische leichte Gasöl-Fraktion, Siedebereich etwa 290 bis 360"C, etwa 16 cSt/20"C und eine Mischung der beiden im Verhältnis 30: 70, Viskosität etwa 7 cSt/20°C. Die Öle wurden sowohl in reiner Form als auch mit den gebräuchlichen Zusätzen von Fettsäuren, Netzmitteln oder Emulgatoren eingesetzt. Three different mineral oil products were used for the comparison tests used as base oils, namely a naphthenic petroleum fraction, boiling range 185 to 250 "C, viscosity 2.3 cSt / 20" C; a naphthenic light gas oil fraction, Boiling range about 290 to 360 "C, about 16 cSt / 20" C and a mixture of the two im Ratio 30:70, viscosity about 7 cSt / 20 ° C. The oils were both in pure form as well as with the usual additives of fatty acids, wetting agents or emulsifiers used.

Mit den Ölzubereitungen wurdeh die sorgfältig vorgereinigten Schalungen für Ortbeton-Körper, 80. 80. 20 cm bestrichen. Der Beton wurde aus Portlandzement hergestellt. Die Zementmenge betrug stets 350 kg/m3, der Wasserzement-Wert lag zwischen 0,47 und 0,49. Der Beton wurde in stets gleichen Lagen eingebracht und mit einem Innenrüttler verdichtet. The carefully pre-cleaned formwork was used with the oil preparations for in-situ concrete bodies, 80. 80. 20 cm coated. The concrete was made from Portland cement manufactured. The amount of cement was always 350 kg / m3, the water-cement value was between 0.47 and 0.49. The concrete was always poured in the same layers and with a Compacted internal vibrator.

Die fertig betonierten Versuchskörper wurden mit Folie abgedeckt, nach 24 Stunden entschalt und das Aussehen der Flächen beurteilt. Es treten mehr oder weniger starke wolkige Verfärbungen auf und in einigen Fällen punktförmig schadhafte Stellen, so daß die betreffenden Betonoberflächen nicht mehr als Sichtbetorflächen akzeptiert werden konnten.The finished concreted test bodies were covered with foil, stripped after 24 hours and the appearance of the surfaces assessed. There are more kicking or less strong cloudy discoloration on and in some cases punctiform defective ones Place so that the concrete surfaces in question are no more than fair-faced concrete surfaces could be accepted.

Die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt. Entschaltungsmittel, Grundöle Grenzflächenspannung Beurteilung der Betonflächen (vgl. o.) + % Zusatz dyn/cm Grundöle, rein ................... ......... 32 bis 44 uneinheitlich + 5,0 0/o 1,4-Dioxan . 35 bis 39 befriedigend, zum Teil besser + 1,5 % Olein .......... 19 bis 23 ausreichend, zum Teil besser + 10,0 % Olein ............ 15 bis 17 nicht ausreichend + 5,0 % Diäthylenglykol-Monobutyläther . 14 bis 17 gut bis befriedigend + 5,0 % Äthylenglykol-Monobutyläther . . . 7 bis 10 gut bis befriedigend + 2,0 % Glycerin-Monoleat 3,5 bis 4 schlecht bis ausreichend + 2,0 % Sorbitan-Trioleat . ..... ..... 2,6 bis 3 ausreichend + 6,00/0 Sulfoseife 0 0 schlecht + 6,00/0 nichtionogener Emulgator .. 0 unbrauchbar Patentansprüche: 1. Entschalungsmittel zur Herstellung von Bauteilen oder Gegenständen aus Zementbeton auf der Basis eines Kohlenswasserstofföls mit oder ohne einen Gehalt von Zusatzstoffen, wie Fette und/oder Fettsäuren und Emulgatoren, wie Sulfoseifen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1 bis 100/o einer Verbindung der Formel (HO)(R'O) R" oder Dioxan, worin R' einen Alkylenrest mit 2 bis 6 C-Atomen, R" einen Alkyl- oder Acylrest mit 3 bis 8 C-Atomen und n eine ganze Zahl kleiner als 6 bedeutet 2. Entschaltungsmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 2 bis 50/o einer Verbindung der Formel (HO)(R'O)a R" oder Dioxan.The results obtained are summarized in the table below. Release agents, base oils Interfacial tension Assessment of the concrete surfaces (see above) +% additional dyn / cm Base oils, pure ................... ......... 32 to 44 inconsistent + 5.0% 1,4-dioxane. 35 to 39 satisfactory, partly better + 1.5% olein .......... 19 to 23 sufficient, sometimes better + 10.0% olein ............ 15 to 17 not sufficient + 5.0% diethylene glycol monobutyl ether. 14 to 17 good to satisfactory + 5.0% ethylene glycol monobutyl ether. . . 7 to 10 good to satisfactory + 2.0% glycerine monoleate 3.5 to 4 poor to sufficient + 2.0% sorbitan trioleate. ..... ..... 2.6 to 3 sufficient + 6.00 / 0 sulfo soap 0 0 bad + 6.00 / 0 non-ionic emulsifier .. 0 useless Claims: 1. Demoulding agents for the production of components or objects made of cement concrete based on a hydrocarbon oil with or without a content of additives such as fats and / or fatty acids and emulsifiers such as sulfose soaps, characterized by a content of 1 to 100 / o of a compound of the formula (HO) (R'O) R "or dioxane, in which R 'is an alkylene radical having 2 to 6 carbon atoms, R" is an alkyl or acyl radical having 3 to 8 carbon atoms and n is an integer less than 6 means 2. disconnection agent according to claim 1, characterized by a content of 2 to 50 / o of a compound of the formula (HO) (R'O) a R "or dioxane.

3. Entschalungsmittel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Mono-oder Di-Äthylenglykol-Monobutyläther. 3. Demoulding agent according to claim 1 and 2, characterized by a content of mono- or di-ethylene glycol monobutyl ether.

4. Entschalungsmittel nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Mono-oder Di-Äthylenglykol-Monobuttersäureester. 4. Demoulding agent according to claim 1 and 2, characterized by a content of mono- or di-ethylene glycol monobutyric acid ester.

Claims

5. Components or objects made of cement-based concrete that are using made of molds or formwork that have been pretreated with a hydrocarbon oil are, characterized in that the pretreatment with a release agent is made according to one of the preceding claims.