DE2044971A1

DE2044971A1 - Oil-in-water emulsion contng hydrated lime, - and calcium chloride as additive for con-

Info

Publication number: DE2044971A1
Application number: DE19702044971
Authority: DE
Inventors: Robert Louis Madison Wis. Johnson (V.StA.)
Original assignee: Fats and Proteins Research Founda tion, Inc., Des Piaines, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1970-09-11
Filing date: 1970-09-11
Publication date: 1972-03-16

Abstract

The additive is an oil-in-water emulsion in which the oil phase comprises natural glycerides and up to 40 wt.% uncombined fatty acid. The emulsion contains =45 wt.% hydrated lime, and at least 5 wt.% CaCl2 (based on oil phase) and 25 wt.% of pulverulent material, of at least 140 mesh, selected from silica flour, talc, powdered clays, mica dust, and diatomaceous earth. The additive promotes physical strength and water repellency in cementitious materials.

Description

Zusatzmischung für hydratisiertes Portland-Zement-Material Die Erfindung betrifft eine Zusatzmischung für hydratisiertes Portland-Zement-Material.Additive Mixture for Hydrated Portland Cement Material The invention relates to an admixture for hydrated portland cement material.

Es sind beträchtliche Anstrengungen unternommen worden, um Zusätze für Portland-Zement zu entwickeln, um bestimmte Eigenschaften von Produkten aus solchem Material zu schaffen oder zu verbessern. Zum'Beispiel ist es bekannt, daß ausqehärteter Beton oder Mörtel haltbarer gegenüber Wettereinflüssen ist, wenn er eine geringe Neigung hat, Feuchtigkeit zu absorbieren. Zahlreiche Materialien sind zum Zumischen zu Zementaischungen vorgeschlagen worden, um eine Wasserabstoßung zu bewirken.Considerable efforts have been made to find additives for portland cement to develop certain properties of products to create or improve such material. For example, it is known that Hardened concrete or mortar is more durable against weather influences if it has a low tendency to absorb moisture. Numerous materials are for admixture to cement mixes has been proposed to provide water repellency to effect.

Unter den in dieser Hinsicht wirksameren Stoffen sind Fette und Fettsäuren. Diese Substanzen wirken sich jedoch zugleich ungünstig auf die Festigkeit des ausgehärteten Produktes aus, erstere durch Verhinderung der Hydratation von überzogenen Ze ntteilchen und letztere durch Lufteinschlüsse. Ferner ziehen es Handwerker, die er @schiemmung weiten, vor, daß die @ g p astisen und gut veeable ar ist und in diesem stand eine vernünftige Zeitspanne bleibt, bevor sie aushärtet oüer abbindet. Zu diesem Zweck kann der Wassergehalt der Mischung erhöht werden, wodurch jedoch das ausgehärtete Produkt beträchtlich weniger fest wird. Holz-Sulfonate wurden ebenfalls zur Steigerung der Plastizität verwendet, vorzugsweise bei verminderten Wassergehalten. Während solche Substanzen keine negativen Wirkungen auf die Festigkeit haben, tragen sie nichts zur Wasserabstoßung bei.Fats and fatty acids are among the more effective substances in this regard. However, these substances also have an unfavorable effect on the strength of the hardened material Product, the former by preventing the hydration of coated metal particles and the latter due to air pockets. Furthermore, there are craftsmen who he @schiemmung widen, before that the @ g p astisen and well veeable ar is and in this Stand a reasonable amount of time before it hardens or sets. to For this purpose, the water content of the mixture can be increased, but this does cured product becomes considerably less firm. Wood sulfonates were also used used to increase plasticity, preferably with reduced water content. While such substances have no negative effects on strength, wear they do not contribute to water repellency.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zusatzmischung für hydratisiertes Portland-Zement-Material, wie Beton, Mörtel u. dgl. zementöse Mischungen, zu schaffen, die Wasserabstoßung ohne Verminderung der Festigkeit bewirkt, die Plastizität ohne zusätzliche Beimischungen bewirkt, und die eine allgemeine Erhöhung der Festigkeit des ausgehärteten Produkts bewirkt.The object of the invention is to provide an additive mixture for hydrated To create Portland cement material such as concrete, mortar and the like cementitious mixtures, the water repellency causes without a reduction of the strength, the plasticity without additional admixtures and which generally increase the strength of the cured product causes.

Die erfindungsgemäße Zusatzmischung ist gekennzeichnet durch eine Öl-in-Wasseremulsion mit einer diskontinuierlichen Öl-Phase, welche aus einer Mischung von in der Natur vorkommenden Glyceriden und nicht gebundenen Fettsäuren besteht, wobei die Fettsäuren in einer ausreichenden Menge vorhanden sind, um die Festigkeit und Wasserabstoßung in dem Portland-Zement-Material zu steigern und bis zu 40 Gew.% der Öl-Phasen-Mischung ausmachen, und einer kontinuierlichen Wasser-Phase mit genügend Wasser zur Aufnahme der Öl-Phase, wobei die Emulsion aelöschten Kalk in einer Menqe von bis zu etwa 45 % Gew.% der Öl-Phase, Kalzium-Chlorid in einer Menge von mindestens etwa 5 Gew.% der Öl-Phase und pulverisierte Mineralien, wie gemahlenes Silizium-Dioxyd, Talkum, pulverisierte Tone, Glimmer-Staub und Diatomenerde, von einem Mahlgrad entsprechend mindestens etwa Siebgröße Din Nr. 60 (140 mesh) in einer Menge von mindestens etwa 25 sew.X der Öl-Phasc enthält, und die Wasser-Phase den geldschten Kalk, das Kalzium-Chlorid, die pulverisierten Mineralien und die Öl-Phasen-Mischung dispergiert.The additional mixture according to the invention is characterized by a Oil-in-water emulsion with a discontinuous oil phase consisting of a mixture consists of naturally occurring glycerides and unbound fatty acids, wherein the fatty acids are present in an amount sufficient to provide strength and to increase water repellency in the Portland cement material and up to 40% by weight make up the oil-phase mixture, and a continuous water phase with enough Water to absorb the oil phase, with the emulsion slaked lime in a Menqe up to about 45% weight percent of the oil phase, calcium chloride in an amount of at least about 5% by weight of the oil phase and powdered minerals, such as ground silicon dioxide, Talc, powdered clays, mica dust and diatomaceous earth, of a degree of grinding accordingly at least about screen size Din No. 60 (140 mesh) in an amount of contains at least about 25 sew.X of the oil phase, and the water phase the money Lime, the calcium chloride, the powdered minerals and the oil-phase mixture dispersed.

Diese zusatzmischung verbessert die Festigkeit und Wasserabstoßung, kann direkt zu nassen Zement-Mischungen zugegeben werden und braucht nicht in trockenem Zement vermahlen zu werden.This additional mixture improves the strength and water repellency, can be added directly to wet cement mixes and does not need in dry Cement to be ground.

Die Zusatzmischung verbessert sowohl die Anfangs- als auch die Endfestigkeit ausgehärteter zementöser Produkte. Zusätzlich bewirkt sie das erwünschte Ausmaß an Wasserabstoßung. Ausgehärtete1 unter Verwendung der Zusatzutischung hergestellte zementöse Produkte zeigen zugleich glatte, glänzende und ansehnliche Oberflächen.The additional mixture improves both the initial and the final strength hardened cementitious products. In addition, it effects the desired extent of water repellency. Hardened1 produced using the additive Cement-based products show smooth, shiny and attractive surfaces at the same time.

Nasse Zementmischungen mit der Zusatzmischung sind gut verteilbar und leicht verarbeitbar. Betonmischungen füllen Formen und Gießbetten leicht aus und vermauern sich leicht. Mörtelmischungen lassen sich leicht ausstreichen und haften gut an Ziegeln, Dachpfannen und Blockoberflächen.Wet cement mixes with the additional mix are easy to spread and easy to process. Concrete mixes easily fill in molds and casting beds and easily wall up. Mortar mixes are easy to spread and adhere well to bricks, tiles, and block surfaces.

Die erfindungsgeiäßo Zusatzmischung kann in verschiedenen Zusammensetzungen und Beschaffenheiten hergestellt werden, z.B. in Form einer dicken Paste. Es hat sich jedoch zum Vereinigen von der Zusatzmischung mit nassen Zementmischungen als vorteilhaft herausgestellt, die Zusatzmischung als Flüssigkeit von mittlerer Viskosität zu verwenden. Unabhängig von ihrer physikalischen Form werden die erfindungsgeIäßen Zusatzmischungen aber als hydratisierte Dispersionen hergestellt. Wasser ist mindestens in geringer Menge ein notwendiger Bestandteil.The additional mixture according to the invention can be in various compositions and textures are made, e.g., in the form of a thick paste. It has however, to combine the make-up mix with wet cement mixes as proved advantageous, the additional mixture as a liquid of medium viscosity to use. Regardless of their physical form, those according to the invention are used Additional mixtures but produced as hydrated dispersions. Water is at least a necessary component in a small amount.

Eine geeignete Zusatzmischung enthält z.B. die folgenden Bestandteile: Gewichtsteile ungenießbares tierisches Fett 2,0 Wasser 18,4 Kalzium-Chlorid 2,2 Kalzium-Hydroxyd 2,0 gemahlenes Silizium-Dioxyd 11,2 Kalzium-karbonat 1,0 Eine solche Zusatzmischung wird vorteilhaft in vorausberechneten Mengen von etwa 1/4 bis etwa 5 Gewichtsteile der Fettsubstanz pro etwa 100 Gewichtsteile trokkenen Portland-Zement, Beton oder Mörtelmischungen zugesetzt.A suitable additional mixture contains, for example, the following components: Parts by weight inedible animal fat 2.0 water 18.4 calcium chloride 2.2 Calcium hydroxide 2.0 Ground silicon dioxide 11.2 Calcium carbonate 1.0 One such Additive mixing is advantageous in pre-calculated amounts of about 1/4 to about 5 parts by weight of the fatty substance per about 100 parts by weight of dry Portland cement, Added to concrete or mortar mixes.

Die erfindungsgemäßen Zusatzmischungen werden dadurch erhalten, daß man die gewünschte Menge gemahlenes Silizium-Dioxyd und Kalzium-Chlorid mit der gewünschten. Menge Wasser mischt. Wenn das Kalzium-Chlorid in dieser Mischung gut gelöst ist, wird die gewünschte Menge gelschter Kalk unter Rühren zugesetzt und die gewünschte Menge Kalzium-Karbonat zugegeben. Die erhaltene Aufschlemmung wird darauf großen Scherkräften, z.B. in einer Kolloid-Mühle, ausgesetzt. Diese Behandlung wird fortgesetzt, bis keine kleinen Teilchen in der Mischung mehr sichtbar sind. Darauf wird die Fettsubstanz entweder in fester oder flüssiger Form zugegeben. Ein Erwärmen der Fettsubstanz mindestens auf etwa ihren Schmelzpunkt beschleunigt die Dispersion in der Aufschlemmung. Das Mischen in der Kolloid-Mühle oder dgl. wird fortgesetzt, bis ein weiches, cremiges Produkt erhalten ist. Ausgenommen in den Fällen, in denen es zur beschleunigten Herstellung der Zusatzmischung erwünscht ist, die Fettsubstanz zu erhitzen, wird die Herstellung der Zusatzmischung vorteilhaft bei gewöhnlicher Raumtemperatur durchgeführt, wodurch Heizapparaturen unnötig sind. Die Anwendung großer Scherkräfte bei der Herstellung der Zusatzmischung, z.B. durch die Verwendung einer Kolloid-Mühle o. dgl., hat sich als vorteilhaft und notwendig herausgestellt, da eine innige Durchmischung der organischen und anorganischen Teilchen notwendig ist und da ferner eine einheitliche Dispersion der Fettsubstanz und anorganischen Bestandteile in der Wasser-Phase notwendig ist.The additional mixtures according to the invention are obtained in that the desired amount of ground silicon dioxide and calcium chloride with the desired. Mixing amount of water. If the calcium chloride is good in this mixture is dissolved, the desired amount of slaked lime is added while stirring and the desired amount of calcium carbonate is added. The resulting slurry will then exposed to high shear forces, e.g. in a colloid mill. This treatment continues until no more small particles are visible in the mixture. The fatty substance is then added either in solid or liquid form. A Heating the fatty substance to at least about its melting point accelerates the Dispersion in the slurry. Mixing in the colloid mill or the like. Is continued until a soft, creamy product is obtained. Except in the Cases in which it is desired to accelerate the preparation of the additive mixture is to heat the fatty substance, is the production of the additive mixture advantageously carried out at ordinary room temperature, thereby heating apparatus are unnecessary. The use of large shear forces in the preparation of the additive mixture, e.g., by using a colloid mill or the like, has been found to be advantageous and necessary because an intimate mixing of the organic and inorganic Particle is necessary and there is also a uniform dispersion of the fatty substance and inorganic components in the water phase is necessary.

Brauchbare Resultate wurden dann nicht erhalten, wenn zunächst eine wasserfreie Mischung der Bestandteile hergestellt wurde, worauf das erhaltene Material in trockenen Zement eingebracht wurde, wie durch Mahlen.Useful results were not obtained if initially one anhydrous mixture of the ingredients was prepared, whereupon the obtained material placed in dry cement, such as by grinding.

Zementöse Produkte, die mit diesem Material versetzt wurden, zeigten verminderte Endfestigkeit verglichen mit Kontrollprodukten ohne Zusätze. Ferner wurde an dem ausgehärteten Produkt ein ranziger Geruch bemerkt, während ein solcher unerwünschter Geruch bei Produkten, die mit der erfindungsgemäßen Zusatzmischung hergestellt wurden, nicht festgestellt wurde.Cementitious products added with this material showed reduced final strength compared to control products without additives. Further a rancid odor was noticed on the cured product, while such undesirable odor in products made with the additive mixture according to the invention has not been established.

Ein anderes vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Zusatzmischung besteht darin, daß zunächst die Fettsubstanz in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Toluol oder Mineralöl, gelöst wird. Zu dieser Lösung werden das gemahlene Silizium-Dioxyd, der Kalk und das Kalzium-Karbonat zugegeben, wobei durch mäßige Bewegung, wie langsameuRühren, das Vermischen der Bestandteile bewirkt wird. Das Kalzium-Chlorid und Wasser werden getrennt gemischt, um das Salz zu lösen, und diese Lösung wird langsam unter mäßigem Rühren zu der oben beschribenen Mischung zugegeben. Dabei resultiert ein sehr cremiges,.homogenes Produkt. Die relativen Mengen von organischem Lösungsmittel und Wasser können variiert werden.Another advantageous method for preparing the additive mixture consists in that first the fatty substance in a suitable organic solvent, such as toluene or mineral oil. The ground silicon dioxide, the lime and calcium carbonate are added, with moderate agitation, such as slow stirring, mixing of the ingredients is effected. The calcium chloride and water will be mixed separately to dissolve the salt, and this solution is slowly taken under moderate Stirring added to the mixture described above. The result is a very creamy, homogeneous Product. The relative amounts of organic solvent and water can vary will.

Es wurde jedoch gefunden, daß die geeigneten relativen Mengen in etwa von dem Gehalt an freier Fettsäure in der Fettsubstanz abhängen. Bei relativ hohem Gehalt an freier Fettsäure ist ein größerer Anteil organisches Lösungsmittel erforderlich. Bei geringerem relativen Anteil an freier Fettsäure sollte ein größerer Anteil Wasser verwendet werden. Im übrigen besteht ein beträchtlicher Spielraum für das Verhältnis von Feststoffen zu Lösungsmittel. Hervorragend geeignete Zusatzmischungen sind solche mit einem Lösungsmittelgehalt von etwa 30 X bezogen auf die Feststoffe. Ein wichtiger Vorteil der Zusatzmischungen mit organischem Lösungsmittel besteht in ihrem im allgemeinen reduzierten Wassergehalt und in ihren entsprechend geringeren Handhabungs- und Transportkosten.However, it has been found that the appropriate relative amounts are approximately depend on the content of free fatty acids in the fatty substance. At a relatively high Content of free fatty acids, a larger proportion of organic solvent is required. With a lower relative proportion of free fatty acids, a larger proportion of water should be used be used. Otherwise there is considerable latitude for the relationship from solids to solvents. These are excellently suitable additional mixtures with a solvent content of about 30% based on the solids. An important The advantage of the additional mixtures with organic solvents is theirs in general reduced water content and their correspondingly lower handling and transport costs.

Unabhängig von dem Herstellungsverfahren, nach dem die Zusatzmischungen hergestellt sind, sind diese leicht und schnell in einem Beton- oder Mörtelmischer dispergiert, da sie bereits in das Hydratations-Wasser ingearbeitet sind.Regardless of the manufacturing process, according to which the additional mixtures these are easily and quickly made in a concrete or mortar mixer dispersed as they are already incorporated into the hydration water.

Geeignete Fettsubstanzen sind beispielsweise eine Mischung von Monoglyceriden, Diglyceriden und Triglyceriden, wobei in dieser Mischung zusätzlich ein Anteil einer oder mehrerer ungebundener Fettsäuren vorhanden ist. Die freien Fettsäuren sind vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als etwa 40 Gew.% der gesamten Fettsubstanz vorhanden, vorzugsweise zwischen etwa 15 und etwa 25 %. Bei diesen Gehalten wurde kein Lufteinschluß in Beton festgestellt, der mit der erfindungsgemäßen Mischung hergestellt wurde. Obgleich in dieser Hinsicht keine speziellen Versuche durchgeführt wurden, wird angenommen, daß die freie Fettsäure die Dispersion der Glyceride in der Mischung fördert, sowie die Dispersion der Mischung selbst in einer Zementaufschlemmung. Die Anwesenheit der beschriebenen Fettsubstanz in der Zusatzmischung bewirkt die Wasserabstoßung des zementösen Materials, das so hergestellt wurde, und gibt dem ausgehärteten Material zusätzliche Endfestigkeit.Suitable fatty substances are, for example, a mixture of monoglycerides, Diglycerides and triglycerides, in this mixture additionally a portion of a or more unbound fatty acids are present. The free fatty acids are preferably in an amount of no more than about 40% by weight of the total fatty substance present, preferably between about 15 and about 25%. This was held no air inclusion found in concrete with the mixture according to the invention was produced. Although no special experiments were carried out in this regard it is believed that the free fatty acid is the dispersion the Promotes glycerides in the mixture, as well as the dispersion of the mixture itself in one Cement slurry. The presence of the fatty substance described in the additional mixture causes water repellency of the cementitious material, which is manufactured in this way, and gives the hardened material additional final strength.

Obgleich die genaue Wirkungsweise gegenwärtig unbekannt ist, wird angenommen, daß diese zusätzliche Festigkeit durch die Glyceride bewirkt wird, welche die Geschwindigkeit des Wasseraustritts aus der aushärtenten Mischung vermindern und dadurch eine größere Festigkeit durch vollständigere Hydratation des Zementes begünstigen.Although the exact mode of action is currently unknown, will it is believed that this additional strength is caused by the glycerides, which reduce the speed at which water exits the hardened mixture and thereby greater strength through more complete hydration of the cement favor.

Geeignete Fettsubstanzen sind beispielsweise ungenießbare tierische Fette und ausgewähltes weißes Fett (Choice White Grease), dunkler Talg (No. 1 Dark Tallow und No. 2 Dark Tallow). Es können auch Fettsubstanzen pflanzlichen Ursprungs verwendet werden. Insbesondere hat sich rohres, nicht entbastetes Sojabohnenöl für die erfindungsgemäßen Zwecke als geeignet erwiesen.Suitable fatty substances are, for example, inedible animal Fats and selected white grease (Choice White Grease), dark sebum (No. 1 Dark Tallow and No. 2 Dark Tallow). It can also contain fatty substances of vegetable origin be used. In particular, raw, unbaffed soybean oil has proven useful for the purposes of the invention proved to be suitable.

Andere geeignete pflanzliche Öle sind Leinaamenöl und Maisöl. Ferner können Öle von Seetieren, wie solche aus der Verarbeitung von Hering, Potwal und Kabeljau verwendet werden und die genannten Fettsubstanzen tierischen und pfLanzlichen Ursprungs ersetzen. Talg stellt eine bevorzugte Fettsubstanz für die Zusatzmischungen dar, da er einen vorteilhaften Anteil ungebundener Fettsäuren enthält, wie etwa 15 bis 20 X solcher Fettsäuren.Other suitable vegetable oils are linseed seed oil and corn oil. Further can use oils from marine animals, such as those from processing herring, pot whale and Cod are used and the said fatty substances animal and vegetable Replace origin. Tallow is a preferred fatty substance for the additional mixtures because it contains a beneficial amount of unbound fatty acids, such as 15 to 20% of such fatty acids.

Die Zusatzmischungen enthalten Wasser als Dispergiermittel und als Träger der kontinuierlichen Phase. Es wird angenommen, daß das vorhandene Wasser mit bestimmten der vorhandenen Bestandteile Verbindungen eingehen kann, wie durch Hydratation, da beobachtet wurde, daß die Zusatzmischungen beim Altern öfter geringfügig dicker werden.The additional mixtures contain water as a dispersant and as Continuous phase carrier. It is believed that the water present may form compounds with certain of the constituents present, such as through Hydration, as the additive mixes have been observed to slightly increase with aging get thicker.

Der Gehalt an Kalzium-Chlorid bewirkt eine Haltbarmachung der Fettsubstanz, verhindert Algenwachstum und dient als Beschleuniger der Zement-Hydratation. Der Gehalt an Kalzium-Chiorid beträgt vorteilhaft mindestens etwa 5 Gew.% der diskontinuierlichen oder dispergierten Phase und beträgt im allgemeinen von etwa 5 bis 65 Gew.% davon. Zusatzmisthungen mit einem höheren Kalzium-Chlorid-Gehalt zeigten einen ungünstigen Einfluß auf die Endfestigkeit des ausgehärteten zementösen Produktes. Es hat sich jedoch gezeigt, daß solche abträglichen Wirkungen durch die Verwendung eines größeren Anteils von gelöschtem Kalk ausgeglichen oder verbessert werden können. Dies kann auch durch ein das Abbinden verzögerndes oder verhinderndes Mittel, wie Rohrzucker oder Natrium-Nitrit erreicht werden.The calcium chloride content helps to preserve the fatty substance, prevents algae growth and acts as an accelerator for cement hydration. Of the Calcium chloride content is advantageously at least about 5% by weight of the discontinuous or dispersed phase and is generally from about 5 to 65% by weight thereof. Additional manure with a higher calcium chloride content showed an unfavorable Influence on the final strength of the hardened cementitious product. It has however, demonstrated that such adverse effects through the use of a larger Share of slaked lime can be compensated or improved. This can also by an agent that retards or prevents the setting, such as cane sugar or sodium nitrite can be achieved.

Der Gehalt an gelöschtem Kalk beträgt vorteilhaft nicht mehr als etwa 45 Gew.% der dispergierten Phase, und im allgemeinen zwischen etwa 5 und etwa 45 Gew.X davon.The content of slaked lime is advantageously no more than about 45% by weight of the dispersed phase, and generally between about 5 and about 45 Weight X of it.

Bei diesen Gehalten bewirkt der gelöschte Kalk ein Gelieren und hält die Fettsubstanz und das gemahlene Silizium-Dioxyd, oder andere pulverisierte Mineralien, in Suspension. Bei diesen Gehalten ist eine unzureichende Menge Alkali in der Zusatzmischung vorhanden, um die Glyceride der Fettsubstanz merklich zu verseifen. Die Zusatzmischungen zeigen eine Alkalinität von etwa pH 11 bis etwa 13. Höhere Gehalte an gelöschtem Kalk mit geringeren Anteilen Kalzium-Chlorid haben zu weniger festen ausgehärteten zementösen Endprodukten geführt.With these contents the slaked lime causes gelling and holds the fatty substance and the ground silicon dioxide, or other powdered minerals, in suspension. At these levels there is an insufficient amount of alkali in the additive mixture present to noticeably saponify the glycerides of the fatty substance. The additional mixes show an alkalinity of about pH 11 to about 13. Higher levels of slaked Lime with lower proportions of calcium chloride have hardened to be less solid cementitious end products.

Ein geeignetes Material, das als gelöschter Kalk dienen kann, ist das im Handel als Baukalk erhältliche Produkt. Dolomit-Kalkstein von genügender Feinheit kann ebenfalls verwendet werden, obgleich er zusätzlich zu Kalzium-Hydroxyd Magnesiumhydroxyd enthält. Es können jedoch weder Anhydrid noch gebrannter Kalk verwendet werden,ohne vorher gelöscht zu werden Die Teilchengröße des pulverisierten Minerals ist für die Wirksamkeit der Zusatzmischung wichtig Pulverisier tes mineralisches Material von einer Feinheit von mindestens etwa Siebgröße DIN Nr. 60 (140 mesh) und feiner hat sich als außerordentlich geeignet in dieser Hinsicht herausgestellt, während solches mit Siebgröße DIN Nr.A suitable material that can serve as slaked lime is the product that is commercially available as building lime. Dolomite limestone of sufficient Fineness can also be used, albeit in addition to calcium hydroxide Contains magnesium hydroxide. However, neither anhydride nor quick lime can do it used without being deleted beforehand The particle size pulverizing of the powdered mineral is important for the effectiveness of the additive mixture tes mineral material with a fineness of at least about sieve size DIN No. 60 (140 mesh) and finer has been found to be extremely suitable in this regard highlighted, while those with sieve size DIN No.

30 bis 40 (80 mesh) als noch geeignet gelten kann und gröbere Teilchen ungenügend sind. Das pulverisierte mineralische Material sollte in einer Menge von etwa 25 Gew.% der diskontinuierlichen Phase vorhanden sein, um eine optimale Zusatzmischung zu erhalten. Als pulverisierte minerallsche Komponente können verschiedene Produkte verwendet werden. Geeignet gemahlenes und im Handel erhältliches Silizium-Dioxyd-Mehl mit etwa 90 X oder mehr (Gewicht) reinem Silizium-Dioxyd hat sich als besonders geeignet erwiesen. Weitere geeignete Substanzen sind Talk, pulverisierter Ton, wie Kaolin, Glimmer-Staub und Diatomenerde. Obgleich das pulverisierte, Siliziumhaltige mineralische Material als Quelle für weiteres Silimium-Dioxyd dienen kann, wird seine vornehmliche Funktion in physikalischer und nicht in chemischer Wirkungsweise gesehen.30 to 40 (80 mesh) can still be considered suitable and coarser particles are insufficient. The powdered mineral material should be in an amount of about 25% by weight of the discontinuous phase must be present in order to achieve an optimal make-up mixture to obtain. Various products can be used as the powdered mineral component be used. Suitable ground and commercially available silicon dioxide flour Having about 90 X or more (weight) pure silicon dioxide has proven to be special proved suitable. Other suitable substances are talc, powdered clay, such as Kaolin, mica dust and diatomaceous earth. Although the powdered, silicon-containing one mineral material can serve as a source for further silicon dioxide its primary function in physical and not in chemical mode of action seen.

Als möglicher weiterer Zusatz zu der Zusatzmischung kommt Kalsium-KUbonat in Frage, welches als Stabilisator der dispergierten Phase dienen lag. Ferner können Alkalimetall- und Erdalkalimetall-Karbonate zugesetzt werden.Another possible addition to the additional mixture is potassium carbonate in question, which was to serve as a stabilizer of the dispersed phase. Furthermore can Alkali metal and alkaline earth metal carbonates are added.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von AusfUhrungsbeispielen beschrieben, ohne daß dadurch die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt würde.In the following the invention is described with reference to exemplary embodiments, without thereby limiting the invention to these examples.

BEISPIEL 1 Gewichtsteile tierisches Fett (ausgewähltes weißes Fett) (Choice White Grease) 2,0 Wasser 25,0 Kalzium-Chlorid 2,2 Kalzium-Hydroxyd 2,0 gemahlenes Silizium-Dioxyd 11,2 Kalzium-Karbonat 1,0 Die Mischung dieses Beispieles wird hergestellt, indem die anorganischen Komponenten zu dem Wasser gegeben werden und bis zur Lösung und Dispersion gemischt werden. Dabei wird so vorgegangen, daß zunächst das Kalzium-Chlorid, das gemahlene Silizium-Dioxyd und Wasser gemischt werden, bis das Chlorid gelöst ist. Darauf wird das Kalzium-Hydroxyd unter Mischung zugegeben. EXAMPLE 1 parts by weight of animal fat (selected white fat) (Choice White Grease) 2.0 Water 25.0 Calcium Chloride 2.2 Calcium Hydroxide 2.0 Ground Silicon Dioxide 11.2 Calcium Carbonate 1.0 The mixture of this example is made by adding the inorganic components to the water and until dissolved and dispersion are mixed. The procedure is such that first the calcium chloride, The ground silicon dioxide and water are mixed until the chloride is dissolved is. The calcium hydroxide is then added while mixing.

Schließlich wird das Kalzium-Karbonat zugegeben, wobei in einer Kolloid-Mühle gemischt wird. Nach Zugabe des Karbonats wird die Mischung so lange behandelt, bis sie ein weiches und homogenes Aussehen hat. Jetzt wird das tierische Fett zugegeben und kräftig untergemischt, bis ein weiches demiges Produkt erhalten ist.Finally the calcium carbonate is added, taking in a colloid mill is mixed. After adding the carbonate, the mixture is treated until it has a soft and homogeneous appearance. Now the animal fat is added and vigorously mixed in until a soft, demi-mous product is obtained.

Mit dieser Mischung wurden Versuche unter Verwendung von Mörtel durchgeführt, der durch Mischen von Portland-Zement und Ottawa-Sand (Silizium-Dioxyd) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 und einem Wasser-Zementverhältnis von 1 : 2 hergestellt ist. Die Zusatzmischung wird dem Wasser zugegeben, wobei zwei Gewichtsteile tierisches Fett auf je 100 Gewichtsteile Portland-Zement kommen.With this mixture, tests were carried out using mortar, by mixing Portland cement and Ottawa sand (silicon dioxide) in one Weight ratio of 1: 3 and a water-cement ratio of 1: 2 is. The additive mixture is added to the water, with two parts by weight of animal Fat for every 100 parts by weight of Portland cement.

Der Wassergehalt der Zusatzmischung wurde bei der Berechnung der Gesamtmenge Wasser zu Zement berücksichtigt. Das Wasser wurde etwa bei 15,5oC (600F.) unter Standardmischungsbedingungen zugegeben. VersuchFteile von 5,1 X 30,5 cm (2X12") wurden aus der erhaltenen Mischung gegossen und die gefüllten Formen wurden 24 Stunden in eine Feuchtigkeitskammer gestellt. Die Proben wurden darauf aus der Form entnommen und bei Raumtemperatur von etwa 21°C (70°F.) und konstanter Feuchtigkeit aushärten gelassen. Die Druckfestigkeit der Proben und die Druckfestigkeit von Proben ohne die Zusatzmischung und mit der Zusatzmischung ohne tierisches Fett zeigt die Tabelle 1. Es zeigt sich eine beträchtliche Verbesserung sowohl in der Anfangs- als auch in der Endfestigkeit.The water content of the additive mixture was used when calculating the total amount Water to cement taken into account. The water was taking at around 15.5oC (600F.) Standard Mixing Conditions admitted. Experimental 5.1 X 30.5 cm (2X12 ") portions were made from the resulting mixture poured and the filled molds were placed in a humidity chamber for 24 hours posed. The samples were then removed from the mold and kept at room temperature allowed to cure at about 21 ° C (70 ° F.) and constant humidity. The compressive strength of the samples and the compressive strength of samples without the additional mixture and with the Table 1 shows additional mixture without animal fat. A considerable amount is shown Improvement in both initial and final strength.

TABELLE 1 Druckfestigkeit (kg pro acm und PSI) Zeit nach Zement-Sand-Mörtel Zement-Sand- Zement-Sand-Probeguß mit Mischung von Mörtel mit Mi- Mörtel Beispiel 1 schung ohne allein tierisches ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ tierisches Fett ~~~~~~~~~~~~ 1 Tag 103 (1460) 144 (2050) 51 (725) 3 Tage 217 (3070) 251 (3555) 103 (1510) 7 Tage 247 (3500) -- -- 169 (2400) 28 Tage 265 (3765) 251 (3555) 179 (2550) BEISPIELE ~ II-IV Die Zusatzmischungen dieser Beispiele wurden aus den selben Bestandteilen und in den gleichen Verhältnissen wie in Beispiel I beschrieben hergestellt, ausgenommen, daß als Fettsubstanz folgende Stoffe verwendet wurden: Beispiel II : - rohes, nicht entbastetes Sojabohnenöl Beispiel III: - dunkler Talg (No. 1 Dark Tallow) Beispiel IV : - dunkler Talg (No. 2 Dark Tallow) Wie in Beispiel I beschrieben wurden die Zusatzmischungen der Beispiele II bis IV in Mörtelmischungen eingearbeitet. Die erhaltenen Testproben wurden folgendermaßen auf Wasserabstoßung geprüft: Nach 24stündigem Aushärten wurden die Proben gewogen und in einen Tank mit 2,44 m (8 Fuß) Wasserhöhe (etwa 0,254 kg pro qcm, 3,6 PSI) gegeben. In verschiedenen Zeitabschnitten wurden Proben entnommen, abgetrocknet um Oberflächenwasser zu entfernen und sofort gewogen, wobei die in Tabelle II zusammengestellten Daten erhalten wurden. TABLE 1 Compressive Strength (kg per acm and PSI) time after cement-sand mortar Cement-sand-cement-sand test casting with a mixture of mortar with micro-mortar Example 1 schung without animal fat alone ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ animal fat ~~~~~~~~~~~~ 1 day 103 (1460) 144 (2050) 51 (725) 3 days 217 (3070) 251 (3555) 103 (1510) 7 days 247 (3500) - - 169 (2400) 28 days 265 (3765) 251 (3555) 179 (2550) EXAMPLES ~ II-IV The additive mixes of these examples were made from the same ingredients and prepared in the same proportions as described in Example I, except that the following substances were used as fatty substance: Example II: - raw, not Debaffed Soybean Oil Example III: No. 1 Dark Tallow Example IV: - dark tallow (No. 2 Dark Tallow) As described in Example I. the additional mixtures of Examples II to IV were incorporated into mortar mixtures. The test samples obtained were tested for water repellency as follows: After After curing for 24 hours, the samples were weighed and placed in a 2.44 m tank (8 Feet) water height (about 0.254 kg per square centimeter, 3.6 PSI). In different periods of time Samples were taken, dried to remove surface water and immediately weighed to obtain the data summarized in Table II.

TABELLE II Zusammen- Ausgangs- Gewicht zunahme setzung gewicht 6h 24h 48h 72h gesamt Beispiel I 263,7 g 2,9g 0,9g 0,89 0,2g 4,89 Beispiel II 265,3 3,2 0,7 0,5 0,4 4,8 Beispiel III 277,8 3,3 0,9 0,6 0,2 5,0 Beispiel IV 262,8 3,4 0,9 0,6 0,3 5,2 --- 279,3 12,6 0,5 0,3 0,1 13,5. TABLE II Composition Starting Weight Increase Composition Weight 6h 24h 48h 72h total Example I 263.7 g 2.9g 0.9g 0.89 0.2g 4.89 Example II 265.3 3.2 0.7 0.5 0.4 4.8 Example III 277.8 3.3 0.9 0.6 0.2 5.0 Example IV 262.8 3.4 0.9 0.6 0.3 5.2 --- 279.3 12.6 0.5 0.3 0.1 13.5.

Daraus geht hervor, daß die Proben, die mit der Zusatzmischung hergestellt wurden, einen hohen Grad an Wasserabstoßung zeigen verglichen mit gleichen Proben, die ohne die Zusatzmischungen hergestellt wurden.It can be seen that the samples made with the additive mixture show a high degree of water repellency compared to the same samples, which were produced without the additional mixtures.

BEISPIELE V-VII ~Gewichtsteile Beisp. V Beisp. VI Beisp. VII tierisches Fett (No.2 Dark Tallow) 2,0 2,0 2,0 Wasser 18,4 18,4 18,4 Kalzium-Chlorid 2,2 1,8 4,4 Kalzium-Hydroxyd 2,0 2,6 5,0 gemahlenes Silizium-Dioxyd 11,2 11,2 6,0 Kalzium-Karbonat 1,0 1,0 Die Zusammensetzung von Beispiel V unterscheidet sich von der des Beispieles IV in zweierlei Hinsicht, nämlich dadurch, daß der Wassergehalt vermindert ist und der Anteil von freier Fettsäure in dem tierischen Fett in Beispiel V 39 % beträgt, während er in dem Talg von Beispiel IV lediglich 17 X beträgt. Die Zusatzmischungen der Beispiele V bis VII wurden wie in Beispiel I beschrieben hergestellt und damit Proben wie in Beispiel I beschrieben gegossen. EXAMPLES V-VII ~ parts by weight Ex. V Ex. VI Ex. VII Animal Fat (No.2 Dark Tallow) 2.0 2.0 2.0 Water 18.4 18.4 18.4 Calcium Chloride 2.2 1.8 4.4 calcium hydroxide 2.0 2.6 5.0 ground silicon dioxide 11.2 11.2 6.0 calcium carbonate 1.0 1.0 The composition of Example V is different from that of Example IV in two respects, namely by the fact that the water content is decreased and the proportion of free fatty acid in the animal fat in Example V is 39% while in the sebum of Example IV it is only 17%. the Additional mixtures of Examples V to VII were prepared as described in Example I. and cast samples as described in Example I.

Ein Teil der Proben wurde nach einer eintägigen Aushärtung getestet, ein anderer Teil nach 90 Tagen. Die erste Gruppe wurde auf Druckfestigkeit geprüft, nach dem sie aus den Firmen genommen wurde, während die zweite Gruppe auf Druckfestigkeit geprüft wurde, nach dem sie 24 Stunden mit Wasser getränkt wurde und in nassem Zustand getestet wurde. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle III zusamsengestellt. Die Proben mit den Zusatzmischungen sind bedeutend fester und wasserbeständiger als die Kontrollproben ohne Zusatzmischung. Die Daten in Tabelle III zeigen in etwa einen Trend zu abnehmender Festigkeit mit zunehmendem Kalzium-Chloridgehalt in dem gemessenen Bereich. Die Daten lassen auch erkennen, daß Mischungen mit geringeren Gehalten an gemahlenem Silizium-Dioxyd etwas bessere Wasserabstoßung bewirken.Some of the samples were tested after one day of curing, another part after 90 days. The first group was tested for compressive strength, after which she was taken out of the company, while the second group on compressive strength after being soaked in water for 24 hours and in a wet state has been tested. The data obtained are summarized in Table III. Samples with the additional mixtures are significantly stronger and more water-resistant than the control samples without additional mixture. The data in Table III show a somewhat decreasing trend Strength with increasing calcium chloride content in the measured area. the Data also indicate that mixtures with lower levels of ground Silicon dioxide cause slightly better water repellency.

TABELLE III Mischung 1-Tag-Aushärtung 20-Tag-Aushärtung Gew. Festigkeit kg/cm2 Gewichts-Zu- Festigkeit (psi) nahme (24h kg/c (psi) Tränkung) 287g:?9 (1125) 8,6 219 (3100) Beispiel V 280 151(2165) 2,4 392 (5590) Beispiel VI 282 154(2195) 2,3 418 t5935) beispiel VII282 153(275) 1,9 370 (5260) ng s g die Bandungsstärke z @ Po@tland Zement-Teilchen und den Weiteren Teilcher zu zeigen, wurden Proben wie vor dem beschrieben hergesteilt, wobei die Zusatzmischungen der Beispiele I urd IV verwendet wurden. Die Zerreißfestigkeit der Proben wurde bestimmt, nach dem diese 24 Stunden durch Luft trocknung ausgehärtet wurden. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle IV zusammengestellt. TABLE III Mixture 1 Day Cure 20 Day Cure Strength by Weight kg / cm2 weight increase strength (psi) increase (24h kg / c (psi) impregnation) 287g:? 9 (1125) 8.6 219 (3100) Example V 280 151 (2165) 2.4 392 (5590) Example VI 282 154 (2195) 2.3 418 t5935) example VII282 153 (275) 1.9 370 (5260) ng s g die Bond strength z @ Po @ tland cement particles and the other particles to show samples were prepared as described above, with the additional mixtures of the Examples I and IV were used. The tensile strength of the samples was determined after which these were cured by air drying for 24 hours. The received Data are summarized in Table IV.

TABELLE IV 2 Mischung Zerreißfestigkeit kg/cm (psi) --- 29,2 (415) Beispiel I 33,4 (475) Beispiel IV 44,7 (635) Während Proben, die mit der Zusatzmischung hergestellt wurden, eine größere Zerreißfestigkeit zeigen als die entsprechenden Proben ohne Zusatzmischung, ist es wichtig, aus obigen Daten zu entnehmen, daß die Zusatzmischung mit dunklem Talg (No. 2 Dark Tallow) eine bemerkenswert größere Zunahme der Zerreißfestigkeit bewirkt als Zusatzmischungen mit ausgewähltem weißen Fett (Choice White Grease). TABLE IV 2 Blend Tensile Strength kg / cm (psi) --- 29.2 (415) Example I 33.4 (475) Example IV 44.7 (635) During samples made with the additive mixture show a greater tensile strength than the corresponding ones Samples without additional mix, it is important to see from the above data that the Additional mixture with dark sebum (No. 2 Dark Tallow) resulted in a noticeably greater increase the tensile strength effects as additive mixtures with selected white fat (Choice White Grease).

BEISPIEL VIII Gewichtsteile tierisches. Fett, dunkler Talg (No. 2 Dark Tallow) 20 Toluol 10 Kalzium-Chlorid 10 Wasser 20 Kalzium-Hydroxyd 5 gemahlenes Silizium-Dioxyd 30 Kalzium-Karbonat 1 Die Zusatzmischung des Beispieles VIII wurde dadurch hergestellt, daß zunächst der Talg in dem Toluol gelöst wurde. Zu dieser Lösung wurde das gemahlene Silizium-Dioxyd, das Kalzium-Hydroxyd und das Kalzium-Karbonat gegeben. Durch mäßiges Rühren wurden die Bestandteile vermischt. Kalzium-Chlorid und Wasser wurden in einem separaten Gefäß gemischt. Nach dem das Salz gelöst war, wurde diese Lösung langsam unter fortgesetztem Rühren zu der ersten Mischung gegeben. Es wurde ein Produkt von cremiger Beschaffenheit erhalten. Ein Zement-Sand-Mörtel wurde wie in Beispiel I beschrieben hergestellt und die Zusatzmischung des Beispieles VIII in dem verwendeten Wasser zugesetzt, wobei ein Gewichtsteil Talg auf je 100 Gewichtsteile Portland-Zement verwendet wurden. Die nasse Mischung wurde wie oben beschrieben in Formen gegossen. Nach 24 Stunden wurden die Proben entnommen und an der Luft getrocknet. Gemessen wurde die Druckfestigkeit. Nach der Tagen betrug diese 191 kg/cm² (2710 psi), nach 7 Tagen 251 kg/cm2 (3570 psi) und nach 28 Tagen 388 kg/cm2 (5500 psi). EXAMPLE VIII Parts by weight of animal. Fat, dark sebum (No. 2 Dark Tallow) 20 toluene 10 calcium chloride 10 water 20 calcium hydroxide 5 ground Silicon dioxide 30 calcium carbonate 1 The additional mixture of the example VIII was prepared by first dissolving the tallow in the toluene. The ground silicon dioxide, calcium hydroxide and the Calcium carbonate given. The ingredients were mixed by stirring gently. Calcium chloride and water were mixed in a separate jar. After that Salt was dissolved, this solution slowly became the first with continued stirring Mixture given. A creamy product was obtained. A Cement-sand mortar was prepared as described in Example I and the additive mixture of Example VIII added in the water used, one part by weight Tallow was used per 100 parts by weight of Portland cement. The wet mix was poured into molds as described above. After 24 hours the samples were removed and air dried. The compressive strength was measured. After Days it was 191 kg / cm² (2710 psi), after 7 days it was 251 kg / cm2 (3570 psi) and after 28 days 388 kg / cm2 (5500 psi).

BEISPIEL IX Gewichtsteile tierisches Fett, ausgewähltes weißes Fett (Choice White Grease) 2,0 Wasser 18,4 Kalzium-Chlorid 2,2 Kalzium-Hydroxyd 2,0 Kaolin-Ton 11,2 Kalzium-Karbonat 1,0 Die in Beispiel IX beschriebene Zusatzmischung wurde wir in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Damit wurden Zement-Mörtel-Proben wie in Beispiel I beschrieben hergestellt. EXAMPLE IX Parts by weight of animal fat, selected white fat (Choice White Grease) 2.0 Water 18.4 Calcium Chloride 2.2 Calcium Hydroxide 2.0 Kaolin Clay 11.2 Calcium Carbonate 1.0 The additive mixture described in Example IX became we described in Example 1 prepared. Cement-mortar samples as in Example I described prepared.

Die Druckfestigkeit der Proben betrug mehr als 260 kg/cm² (3700 psi) nach 28 Tagen Lufttrocknung. Die durch Gewichtszunahme bestimmte Wasserabsorbtion gemäß dem in Beispiel II bis IV beschriebenen Verfahren betrug weniger als 2 %, während annähernd 5 % für die Kontrollproben ohne die Zusatzmischung gemessen wurden.The compressive strength of the samples was greater than 260 kg / cm² (3700 psi) after 28 days of air drying. The water absorption determined by weight gain according to the procedure described in Example II to IV was less than 2%, while approximately 5% was measured for the control samples without the additive mix.

BEISPIEL X Gewichtsteile tierisches Fett, ausgewähltes weißes Fett (Choice White Grease) 2,0 Wasser 18,4 Kalzium-Chlorid 2,2 Kalzium-Hydroxyd 2,0 Glimmer-Staub 11,2 Kalzium-Karbonat 1,0 Die in Beispiel X beschriebene Zusatzmischung wurde wie in Beispiel I beschrieben hergestellt und an entsprechend hergestellten Zement-Sand-Mörtel-Proben wurde die Druckfestigkeit bestimmt. Sie betrug mehr als 254 kg/cm2 (3600 psi) nach 28tägiger Härtung an gewöhnlicher Luft. EXAMPLE X Parts by weight of animal fat, selected white fat (Choice White Grease) 2.0 Water 18.4 Calcium Chloride 2.2 Calcium Hydroxide 2.0 Mica Dust 11.2 Calcium Carbonate 1.0 The additive mixture described in Example X was as described in Example I and prepared on cement-sand-mortar samples prepared accordingly the compressive strength was determined. It was more than 254 kg / cm2 (3600 psi) after Hardening in normal air for 28 days.

Claims

Expectations

1. Additive mix for hydrated portland cement material that causes increased strength and water repellency, characterized by an oil-in-water emulsion with a discontinuous oil phase, which is a mixture of nature occurring glycerides and unbound fatty acids, the fatty acids Are present in sufficient quantity to maintain strength and water repellency in the Portland cement material and up to 40% by weight of the oil-phase mixture make up, and a continuous water phase with enough water to absorb the oil phase, the emulsion being slaked lime in an amount of up to about 45% by weight of the oil phase, calcium chloride in an amount of at least 5% by weight of the Oil phase and powdered minerals such as ground silicon dioxide, talc, powdered Clays, mica dust and diatomaceous earth, of at least one degree of grinding about Siebgröté DIN No. 60 (140 mesh) in an amount of at least about 25% by weight the oil phase contains, and the water phase the slaked lime, the calcium chloride, the powdered minerals and the oil-phase mixture are dispersed.

2. Additional mixture according to claim 1, characterized in that the Fatty acids in a mixture of about 15 to about 25% by weight of the oil-phase mixture available.

3. Additional mixture according to claim 1 or 2, characterized in that that the discontinuous phase additionally contains calcium carbonate.

4. Additional mixture according to a language 1 to 3, characterized in that that the oil-phase mixture is talc.

5. Additional mixture according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the oil-phase blend is soybean oil.

6. Additional mixture according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the oil-phase mixture is inedible animal fat.

7. Additional mixture according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the discontinuous phase also contains an organic solvent for the Contains oil-phase mixture.

8. additional mixture according to claim 7, characterized in that the Solvent is toluene.

9. additional mixture according to claim 7, characterized in that the The solvent is mineral oil.

50. Additional mixture according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the lime in an amount of about 5 to about 45 wt.% Of the discontinuous Phase is present.

11. Additional mixture according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the calcium chloride in an amount of about 5 to about 65 wt.% Of the discontinuous Phase is present.