DE2507010B2 - Cyclopropantetracarbonsäure und deren Alkali-Ammonium- und Erdalkalisalze in hydraulischen Zusammensetzungen - Google Patents
Cyclopropantetracarbonsäure und deren Alkali-Ammonium- und Erdalkalisalze in hydraulischen ZusammensetzungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Zusammensetzung, die durch Zusatz einer relativ geringen
Wassermenge nicht nur Mörtel oder Beton mit einer guten Bearbeitbarkeit liefern kann, sondern auch eine
hohe Festigkeit entwickeln kann, nachdem der Mörtel oder das Beton gehärtet bzw. abgebunden wurde.
Übliche hydraulische Zusammensetzungen dieser Art die dadurch erhalten werden, daß man hydraulische
Substanzen mit Additiven, wie Lignosulfonsäure und ihre Salze, Alkylarylsulfonsäuren und ihre Salze,
Wasser-lösliche Salze von Naphthalin-Sulfonsäure-Formaldehydkondensaten,
Hydroxycarbonsäuren und deren Salze usw. vermischt, haben- auf vielen
Gebieten eine breite Anwendung gefunden. Jedoch waren diese Zusätze nicht völlig zufriedenstellend, da
die gewünschten Ergebnisse nicht erzielt wurden, wenn diese Additive in geringen Mengen verwendet wurden
und wenn sie andererseits in einer zu großen Menge verwendet wurden, führte dies zum Einschluß von
überschüssigen Luftmengen in dem Mörtel oder Beton, zur Verzögerung des Abbindens oder zu einem
unerwünschten Abfall der Festigkeit des gehärteten Produktes.
Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte hydraulische Zusammensetzung aufgrund eines neuen Zusatzmittels
bzw. Additivs aufzuzeigen, die die vorstehenden Nachteile nicht besitzt Es wurde gefunden, daß die
vorstehende Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man als Additiv ein Cyclopentanderivat verwendet,
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cyclopentantetracarbonsäure und den Alkalimetall-, Erdalkalimetall-
und Ammoniumsalzen der Cyclopentantetracarbonsäure. Die Cyclopentantetracarbonsäure wird im
folgenden manchmal als CPTA abgekürzt.
Demzufolge wird erfindungsgemäß eine neue hydraulische Zusammensetzung geschaffen, die eine hydraulische
Substanz umfaßt in der das vorstehende Additiv bzw. Zusatzmittel eingearbeitet ist.
Der Ausdruck »hydraulische Substanz«, wie er hier verwendet wird, kennzeichnet gemäß der üblichen
Definition eine Substanz, die die Eigenschaft aufweist, beim Vermischen mit Wasser aufgrund einer Hydratationsreaktion,
die sie eingeht, zu härten. Typische Beispiele für hydraulische Substanzen umfassen Portlandzement,
Aluminiumoxydzement (alumina cement), Hochofenschlacke und Mischungen von gebranntem
Kalk und kieselhaltigem Sand. Andererseits stellen die Salze der Alkalimetalle, wie Natrium und Kalium, die
Salze der Eidalkalimetalle, wie Magnesium und Calcium und das Ammoniumsalz von CPTA Beispiele für die
Salze von CPTA dar. Bevorzugte CPTA-Salze sind die Alkalimetallsalze, wobei Natriumsalze von CPTA, wie
das Tri- oder Tetranatriumsalz von CPTA, besonders bevorzugt sind.
CPTA kann relativ preisgünstig z. B. dadurch erhalten
werden, daß man ein Diels-Alder-Addukt aus Cyclopentadien
und Maleinsäureanhydrid oxydiert Das Salz von
ίο CPTA kann z. B. dadurch leicht erhalten werden, daß
men eine Neutralisationsreaktion zwischen CPTA und einer alkalischen Verbindung bzw. einer Alkaliverbindung
durchführt
Diese Cyclopentanderivate sind wirksam, selbst wenn sie in kleineren Mengen als die üblichen Additive * verwendet werden. Darüber hinaus treten, selbst wenn diese Cyclopentanderivate in relativ großen Mengen verwendet werden, keine unerwünschten Nebenwirkungen auf, wie ein Abfall der Festigkeit im Gegenteil die Effekte werden dadurch verstärkt Somit bestehen keine besonderen Einschränkungen bezüglich des Anteils, in dem diese Cyclopentanderivate mit der hydraulischen Substanz erfindungsgemäß vermischt werden. Jedoch werden für übliche Zwecke die Cyclopentanderivate geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gewichtsteilen und insbesondere 0,01 bis 1,0 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der hydraulischen Substanz verwendet
Diese Cyclopentanderivate sind wirksam, selbst wenn sie in kleineren Mengen als die üblichen Additive * verwendet werden. Darüber hinaus treten, selbst wenn diese Cyclopentanderivate in relativ großen Mengen verwendet werden, keine unerwünschten Nebenwirkungen auf, wie ein Abfall der Festigkeit im Gegenteil die Effekte werden dadurch verstärkt Somit bestehen keine besonderen Einschränkungen bezüglich des Anteils, in dem diese Cyclopentanderivate mit der hydraulischen Substanz erfindungsgemäß vermischt werden. Jedoch werden für übliche Zwecke die Cyclopentanderivate geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 2,0 Gewichtsteilen und insbesondere 0,01 bis 1,0 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der hydraulischen Substanz verwendet
Die erfindungsgemäße hydraulische Zusammensetzung, die aus der hydraulischen Substanz, in der die
vorstehenden Cyclopentanderivate eingearbeitet sind, besteht weist eine überlegende Bearbeitbarkeit auf,
nicht nur wenn sie mit Wasser vermischt wird, sondern
auch wenn der resultierende Mörtel oder Beton bzw. Zement verwendet wird. Zusätzlich kann dem gehärteten
Mörtel oder Beton bzw. Zement eine große Festigkeit verliehen werden. Es ist nicht bekannt durch
welchen Mechanismus diese Effekte in der erfindungsgemäßen hydraulischen Zusammensetzung erzielt werden.
Es wird jedoch angenommen, daß die Dispergierbarkeit der Teilchen der hydraulischen Substanz in
Wasser als Folge einer Wechselwirkung zwischen Ca+ +
oder O- - auf der Teilchenoberfläche der hydraulischen Substanz und dem Cyclopentanderivat zunimmt, wodurch
die Hydratationsreaktion unterstützt wird.
Die erfindungsgemäße hydraulische Zusammensetzung kann andere bekannte Additive, wie z. B.
Härtungsbeschleuniger, Retarder, wasserdicht-machende bzw. wasserabweisende Mittel (waterproofing
agents), Mittel, die das Schrumpfen verringern usw., zusammen mit den vorstehenden Cyclopentanderivaten
enthalten.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung.
1,2,3,4-Cyclopentantetracarbonsäure (F 186° C), erhalten
durch Oxydation eines Diels-Alder-Adduktes aus
Cyclopentadien und Maleinsäureanhydrid mit Salpetersäure, wurde mit einer wäßrigen Lösung, die die vierfach
molare Menge Natriumhydroxyd oder mit einer wäßrigen Lösung, die die vierfach molare Menge
Ammoniak enthielt, neutralisiert, um das 1,2,3,4-Tetranatriumsalz von Cyclopentantelracarbonsäure [I] oder
das 1,2,3,4-Tetraammoniumsalz von Cyclopentantetracarbonsäure [II] zu erhalten.
Ein Beton- bzw. Zementtest wurde durchgeführt, um die Eigenschaften der erhaltenen Cyclopentanderivate
als Zusatzstoffe für Zement bzw. Beton zu bestimmen.
Als Rohmaterialien für das Beton bzw. Zement wurden Portland-Zement als Zement; Flußkies mit
einem maximalen Teilchendurchmesser von 2,5 mm als
feines Aggregat; und Flußkies mit einem maximalen Teilchendurchmesser von 25 mm als grobes Aggregat
verwendet
| Erfindungsgemäß | 2 | 3 | 4 | 5 | Vergleich | 2 | 3 | |
| Ansatz-Nr. | ||||||||
| 1 | ra | B] | [II] | [H] | 1 | [X] | keine | |
| Additiv | Zugabe | |||||||
| U) | 0,25 | 0,5 | 0,125 | 0,25 | [X] | 0,25 | ||
| Verhältnis von Additiv | 0,125 | 300 | 300 | 300 | 300 | 0,125 | 300 | 300 |
| zu Zement (%) | 145 | 140 | 150 | 144 | 145 | 165 | ||
| Zement (kg/m2) | 300 | 1181 | 1189 | 1172 | 1183 | 300 | 1181 | 1121 |
| Wasser (kg/m2) | 150 | 787 | 792 | 781 | 788 | 151 | 787 | 794 |
| Grobes Aggiegat (kg/m2) | 1172 | 48,3 | 46,7 | 50 | 48 | 1171 | 48,3 | 55 |
| Feines Aggregat (kg/m2) | 781 | 40 | 40 | 40 | 40 | 780 | 40 | 41,5 |
| Wasser-zu-Zement Raten | 50 | 50,3 | ||||||
| Verhältnis von feinem | 40 | 40 | ||||||
| Aggregat zu Gesamt | 7,3 | 7,7 | 7,5 | 7,3 | 7,6 | 7,4 | ||
| aggregat (%) | 2,4 | 2,3 | 1,9 | 2,2 | 3,4 | 1,8 | ||
| Slump (cm) | 7,4 | 445 | 447 | 411 | 456 | 6,7 | 427 | 380 |
| Luftmenge (%) | 1,8 | 2,8 | ||||||
| Druckfestigkeit nach | 417 | 404 | ||||||
| 28 Tagen (kg/cm2) | ||||||||
Bemerkungen:
1. Das Additiv [X] ist ein handelsübliches Additiv vom Lignosulfonsäuretyp.
2. Die SchliQkkonsistenz, die Luftmenge und die Druckfestigkeit wurden gemäß den JIS-Methoden AIlOl, A1116 und A1108
bestimmt
3. Die Temperatur des Betons bzw. Zements betrug 22 bis 25 C.
Aus der vorstehenden Tabelle folgt, daß die mit der 40 vom Lignosulfonsäuretyp [X] eingearbeitet ist, sowie
erfindungsgemäßen Verbindung [I] und [II] versehenen einem Beton, das kein Additiv enthält, überlegen sind.
Betons einem Beton, in dem ein handelsübliches Additiv
Betons einem Beton, in dem ein handelsübliches Additiv
Claims (3)
1. Hydraulische Zusa^unensetzung, dadurch
gekennzeichnet, daß sie 100 Gew.-Teile einer hydraulischen Substanz und 0,01 bis 2 Gew.-Teile
eines Cyclopentanderivates, ausgewählt unter Cyclopentantetracarbonsäure und den Alkalimetall-,
Erdalkalimetall- und Ammoniumsalzen von Cyclopentantetracarbonsäure,
umfaßt
2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Substanz
Portland-Zement ist
3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Cyclopentanderivat ein
Natriumsalz von Cyclopentanteiracarbonsäure ist
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Legal Events
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| OD | Request for examination | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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