DE2507010B2

DE2507010B2 - Cyclopropantetracarbonsäure und deren Alkali-Ammonium- und Erdalkalisalze in hydraulischen Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE2507010B2
Application number: DE2507010A
Authority: DE
Inventors: Tadao Yokosuka Kanagawa Natsuume (Japan)
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1981-01-29
Also published as: DE2507010A1; US4015993A; DE2507010C3; FR2261237A1; JPS50113532A; JPS577585B2; FR2261237B1

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

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.

Beispiel

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

Claims

Patentansprüche:

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