DE2149600B2 - Verflüssiger für Beton und Mörtel - Google Patents

Verflüssiger für Beton und Mörtel

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DE2149600B2 DE19712149600 DE2149600A DE2149600B2 DE 2149600 B2 DE2149600 B2 DE 2149600B2 DE 19712149600 DE19712149600 DE 19712149600 DE 2149600 A DE2149600 A DE 2149600A DE 2149600 B2 DE2149600 B2 DE 2149600B2
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Description

Die Bindemittel, bei denen die erfindungsgemäßen Zusätze vorzugsweise angewendet werden, umfassen Portland-Zement und Zementzusammensetzungen, die Portland-Zementklinker enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusatzmittel erfolgt nach den an sich bekannten Verfahren der Esterbildung, indem ein Teil der alkoholischen Hydroxylgruppen der Kohlehydrate mit Säuren, Säureanhydriden, Säurechloriden oder Säureamiden zur Reaktion gebracht wird.
Die Reaktion kann in wasserfreien Lösungsmitteln wie z. B. Formamid, Dimethylformamid, Pyridin oder Dimethylsulfoxid erfolgen; sie kann aber auch in innig verrührten Schmelzen der Ausgangsstoffe erfolgen, wobei jedoch bisweilen die Gei'ahr des Verkohlens bestehen kann. Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes.
Beispiel 1
Sauerstoff säure eines Elementes der III. Hauptgruppe des Periodensystems, nämlich Bor, 30 g Dextrin wurden in 90 g Formamid bei 50 bis 6O0C gelöst. Die Lösung wurde nach Zugabe von 3,5 g B2O3 (Bortrioxid) 30 Minuten auf 110 bis 1200C erwärmt. Anschließend wurden 195 g Wasser hinzugefügt.
Beispiel 2
a) Sauerstoffsäuren eines Elementes der IV. Hauptgruppe des Periodensystems, nämlich Kohlenstoff, 30 g Dextrin wurden in 90 g Formamid bei 50 bis 600C gelöst. Dann wurde die Lösung auf 9O0C erwärmt, mit 10 g Essigsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf 110 bis 17.00C erhitzt. Anschließend wurden 195 g Wasser hinzugefügt.
b) 30 g Rohrzucker wurden bei 50 bis 600C in 90 g Formamid gelöst. Danach wurde die Lösung auf 900C erwärmt, mit 10 g Essigsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf 110 bis 120° C gehalten. Dann wurden 195 g Wasser hinzugegeben.
c) 30 g D-Glukose wurden bei 50 bis 60°C in 90 g Formamid gelöst. Anschließend wurde die Lösung auf 9O0C erwärmt, mit 10 g Essigsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf 110 bis 12O0C erhitzt. Danach wurden 195 g Wasser hinzugefügt.
d) 30 g Dextrin wurden in 90 g Dimethylsulfoxid bei 50 bis 6O0C gelöst. Dann wurde die Lösung auf 900C erwärmt, nit 15,8 g Buttersäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf 110 bis 12O0C erhitzt. Danach wurden 195 g Wasser hinzugegeben.
e) 30 g Dextrin wurden in 90 g Formamid bei 50 bis 600C gelöst. Dann wurde die Lösung auf 9O0C erwärmt, mit 9,8 g Maleinsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf 110 bis 1200C gehalten. Danach wurden 195 g Wasser hinzugegeben.
f) 30 g Dextrin wurden in 90 g Formamid bei 50 bis 600C gelöst. Die Lösung wurde auf 900C erwärmt, mit 14,0 g Benzoylchlorid versetzt und 30 Minuten auf 130 bis 14O0C gehalten. Anschließend wurden 195 g Wasser hinzugefügt.
g) 30 g Dextrin wurden in 90 g Formamid bei 50 bis 600C gelöst Dann wurde die Lösung auf 900C erwärmt, mit 14,8 g Phthalsäureanhydrid versetzt und 30 Minuten auf UO bis 1200C er-
S bitzt Danach wurden 195 g Wasser hinzugegeben.
h) 50 g Dextrin wurden in 150 g Formamid bei 50 bis 6O0C gelöst. Anschließend wurden 20 g Harnstoff hinzugefügt. Die Lösung wurde ίο 1 Stunde auf 100 bis 1100C erhitzt und dann mit 100 g Wasser versetzt. Der beim Zerfall des Harnstoffs in HN = C — O und NH3 frei werdende Ammoniak wird zum größten Teil beim Kochen ausgetrieben.
Im folgenden wird der technische Fortschritt erläutert.
Die Wirksamkeit der in den Beispielen herstellungsmäßig beschriebenen erfindungsgemäßen Zusatz-
ao mittel wurde an Beton mit einem FF/Z-Wert von 0,6 geprüft, der pro ms 300 kg eines handelsüblichen PZ 350 F enthielt. Als Zuschlag wurde Rheinkies- und Sandmaterial verwendet, bestehend aus 4 Körnungen 0 bis 30 mm nach Sieblinie D/E DIN 1045.
ab Die Friscubetonrohdichte betrug 2,38 kg/dm*.
Das Zusatzmittel wurde 1 Minute nach Beginn des Mischvorgangs in den Mischer gegeben, worauf noch 1 Minute weitergerührt wurde. Die Zusatzmittelmenge war jeweils 1%, bezogen auf das Zement-
30 gewicht. Am Frischbeton wurden das Ausbreitmaß und der Luftporengehalt nach DIN 1048 bestimmt. Am erhärteten Beton wurde die Druckfestigkeit nach DIN 1048 an Würfeln von 20 cm Kantenlänge bestimmt. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse angeführt, die mit oben angeführten Präparaten erhalten wurden.
40 Beispiel Frischbeton Luftporen Erhärteter Beton
Ausbreitmaß gehalt Druckfestigkeit
Nr. 2,0% nach 28 Tagen
ohne 34 cm 326 kp/cm1
45 Zusatz
(Null
versuch) 2,1%
1 40 cm 2,2% 340 kp/cm1
50 2 44 cm 1,8% 356 kp/cm1
3a 52 cm 1,8% 386 kp/cm2
3b 53 cm 1,6% 390 kp/cm2
3c 54 cm 2,0% 395 kp/cm»
3d 44 cm 2,2% 376 kp/cma
3e 42 cm 2,1% 345 kp/cm11
3f 52 cm 1,9% 357 kp/cm1
3g 47 cm 1,7% 387 kp/cm1
6o 3h 46 cm 1,7% 398 kp/cm2
3a 34 cm 436 kp/cm2
Variante
Im letzten Beispiel 3 a (Variante) wurden 10% Wasser eingespart und so das gleiche Ausbreitmaß wie im Nullversuch eingestellt.
Der technische Fortschritt wird im folgenden an
Zusätze mit 0,2%
Hand von zahlenmäßig gehaltenen Vergleichsver- Tabelle I Suchsergebnissen dargelegt
Vergleichsversuchsergebnisse
Es wurden Vergleichsversuche durchgeführt zwisehen dem in der französischen Patentschrift 9 83 939 bzw. in der französischen Auslegcschrift 20 36 908 beschriebenen Zementzusatzmittel »Rübenzucker« einerseits und dem erfindungsgemäßen Zementzusatzmittel »Dehydratisierungsprodukt« andererseits.
Von den zu testenden Mitteln wurden jeweils wäßrige Lösungen mit entsprechend gleichem Gehalt an Rübenzucker bzw. Dehydratisierungsmittel hergestellt und eingesetzt.
Die Versuche wurden durchgeführt an Beton mit 300 kg Portlandzement 350F pro ms Sieblinie A/B 32 DIN 1045 Konsistenz K 2. Zusätze von jeweils nur 0,02% Rübenzucker bzw. 0,02% Dehydratisierungsprodukt brachten keine meßbaren Verflüssigungseffekte, so daß sichergestellt ist, daß bereits ao aus diesem Grund der Mengenbereich von 0,02% Zusatzmittel bis 0,2% Zusatzmittel, der im Patentanspruch der französischen Patentschrift 9 83 939 vorbeschrieben ist, ausscheidet.
Es wurden sodann Zusätze in einer Menge von »5 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Betons, durchgeführt. Die Verflüssigungswirkung ist in der folgenden Tabelle als sogenanntes Ausbreitmaß definiert. Man sieht, daß bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Dehydratisierungsprodukte ein wesentlicher Anstieg der Verfiüssigungswirkung gegenüber der Verflüssigungswirkung von Rübenzucker erreicht wird.
Ausbreitmaß Verarbeitungszeit
Rübenzucker 53 cm 16 Stunden
15 Minuten
Dehydratisierungs 57 cm 14 Stunden
produkt 45 Minuten
Ohne Zusatz 40 cm 4 Stunden
45 Minuten
Im folgenden werden die Vergleichsversuchsergebnisse von weiteren Versuchen an Normen-Mörtel nach DIN 1164 aus Portlandzement 350F in der Tabelle II angegeben:
Tabelle II
Zusätze mit 0,2%
Ausbreitmaß Verarbeituagszeit
Rübenzucker 159 mm 4 Tage
Dehydratisierungs 164 mm 4 Tage
produkt
Ohne Zusatz 140 mm 4Taee
Auch hier ergibt sich eine sprunghafte Überlegenheit bezüglich der Verflüssigungswirkung an erfindungsgemäßem Dehydratisierungsprodukt gegenüber dem nächstkommenden Vergleichsprodukt, nämlich Rübenzucker.
Es ist noch zu erwähnen, daß als Verarbeitungszeit hier der Zeitraum definiert ist, in dem der Beton in einem Plastikeimer zusammengedrückt werden kann.

Claims (5)

Patentschrift 6 00172 zu nennen, die ein Verfahren Patentansprüche: zur Erhöhung der Dichte von hydraulischen Binde mitteln oder mit solchen gebundenen Produkten
1. Verflüssiger für Beton und Mörtel, da- beschreibt, wobei diese mit sogenanntem Zuckerdurch gekennzeichnet, daß er aus 5 schaum versetzt werden, der zum überwiegenden Teil Estern von Kohlehydraten wie Monosacchariden, aus unlöslichen Kalksalzen, ferner aus Kieselsäure, Oligosacchariden, insbesondere von Dextrin, Rohr- Tonerde, Magnesia und Eisenoxyd sowie aus einem zucker und D-Glukose mit Sauerstoffsäuren des verhältnismäßig geringen Anteil an organischen Bors oder Kohlenstoffs besteht Stoffen besteht Dieser Zuckerschaum ist ein Fä' -ags-
2. Verflüssiger nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο produkt der Zuckerindustrie, das dadurch ernalten kennzeichnet, daß sie aus Teikstern bestehen, wo- wird, daß der sogenannte Kalkzusatz mit Kohlenbei nur die primären Hydroxylgruppen der Kohle- säure ausgefällt wird, wobei einige organische Unreinhydrate verestert sind. heiten des Zuckers mitgerissen werden. Mit einem
3. Verflüssiger nach Ansprüchen 1 oder 2, da- Dehydratisierungsprodukt von Kohlehydraten hat durch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffsäuren 15 dieser Zuckerschaum keine Berührungspunkte. Ferner des Kohlenstoffs organische Säuren sind. dient der Zuckerschaum gemäß dem deutschen Patent
4. Verflüssiger nach Anspruch 3, dadurch ge- 6 00172 nicht als Zusatzmittel zum Verflüssigen von kennzeichnet, daß die organischen Säuren alipha- Beton oder Mörtel, sondern als Mittel zur Erhöhung tische geradkettige und verzweigte gesättigte und der Dichte von hydraulischen Bindemitteln,
ungesättigte Mono- und Polycarbonsäuren kurzer ao Die gleichfalls zum Stand der Technik gehörende und mittlerer Kettenlänge sind. französische Patentschrift 9 83 939 beschreibt ein
5. Verflüssiger nach Anspruch 3, dadurch ge- Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Resistenz kennzeichnet, daß die organischen Säuren Kohlen- und zur Verringerung des notwendigen Wasseranteils säure oder Kohlensäurederivate sind. von Portland-Zement-Mörtel, das darin besteht, daß
»5 man dem frischen Mörtel sehr geringe Mengen an sogenannten Saccharoiden zuführt, beispielsweise Rübenzucker, Invertzucker und ferner Sulfitflüssigkeit.
Es handelt sich hier nicht um Betonzusatzmittel, die
aus Dehydratisierungsprodukten von Kohlenhydraten 30 bestehen.
Schließlich ist zum Stand der Technik noch die
Vorliegende Erfindung betrifft einen Verflüssiger französische Auslegeschrift 20 36 908 zu nennen, in tür Beton und Mörtel, der dadurch gekennzeichnet ist, der die Verwendung von Zucker — nicht also die daß er aus Estern von Kohlehydraten wie Mono- Verwendung von Dehydratisierungsprodukten des sachhariden, Oligosacchariden, insbesondere von Dex- 35 Zuckers — in Mörtel offen beschrieben ist. Die Forttrin, Rohrzucker und D-Glukose mit Sauerstoffsäuren schrittlichkeit vorliegender Erfindung gegenüber den des Bors oder des Kohlenstoffs besteht. in der französischen Patentschrift 9 83 939 bzw. in der
Es ist bekannt, daß durch bestimmte Zusätze, z. B. französischen Auslegeschrift 20 36 908 beschriebenen Ligninsulfonate, die Verarbeitbarkeit von Beton und Zusatzmitteln wird weiter unten an Hand von zahlen-Mörtel bei gleichem Wasser-Zement-Verhältnis ver- 40 mäßig gehaltenen Vergleichsversuchsergebnissen bebessert werden kann bzw. der Wasser-Zement-Wert legt.
bei gleicher Verarbeitbarkeit gesenkt und so die Die erfindungsgemäßen Verflüssiger für Beton und
Festigkeit erhöht werden kann. Mörtel zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie auch
Die Ligninsulfonate haben jedoch den Nachteil, bei größerer Dosierung keine bemerkenswerten Andaß sie bei höherer Dosierung erhebliche Mengen 45 teile Luft einführen und auch im niedrigen Kon-Luftperen einführen und somit Festigkeitseinbußen sistenzbereich des Betons wirksam werden, und zwar verursachen. dadurch, daß sie die Verarbeitbarkeit des frischen
Außerdem können besonders trockene Betone mit Betons oder Mörtels verbessern und/oder die Festig-Ligninsulfonaten nicht mehr hinreichend verflüssigt keit der erhärteten Produkte erhöhen,
werden. 50 Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die
Zum Stand der Technik ist die Literaturstelle Verflüssiger gemäß vorliegender Erfindung dadurch Zement—Kalk—Gips, 1951, S. 118, sowie weiter unten gekennzeichnet, daß sie aus Teilestern bestehen, wobei abgehandelte weitere Literaturstellen zu nennen. nur die primären Hydroxylgruppen der Kohlehydrate
Die Literaturstelle Zement—Kalk—Gips, 1951,8.118, verestert sind.
teschreibt keine Verflüssiger für Beton und Mörtel, 55 Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sondern Abbindeverzögerer für Gips, die in drei ver- sind die eTÜndungsgemäßen Verflüssiger Ester von schiedene Gruppen unterteilt werden, nämlich in organischen Säuren, wobei diese aliphatische geradorganische hochmolekulare Verbindungen, die als kettige und verzweigte, gesättigte und ungesättigte S:hutzkolloide wirken, wie beispielsweise Leim, Mono- und Polycarbonsäuren kürzerer und mittlerer Kasein, Keratin, Pepsin, Peptone usw., ferner Stoffe, 60 Kettenlänge sein können.
welche die Löslichkeit des Gipses vermindern wie Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
Glycerin, Alkohol, Aceton, Äther, Zucker, Zitronen-, sind die erfindungsgemäßen Verflüssiger Ester der Essiig-, Phosphor-, Bor- und Milchsäure und schließlich Kohlensäure oder Ester von Kohlensäurederivaten. Stoffe, welche die kristallographische Struktur des Da die erfindungsgemäßen Verflüssiger, die im
Gipses beeinflussen, beispielsweise Calciumacetat. 65 folgenden auch Zusätze genannt werden,j auch ver-Mit Verflüssigern für Beton und Mörtel haben diese zögernd wirken, führen sie bereits ohne Wasserein-Abbindeverzögerer für Gips keine Berührungspunkte. sparung im Alter von 28 Tagen zu einer Festigkeits-Zum Stand der Technik ist ferner die deutsche steigerung.
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