DE2640389A1 - Zusammenstellung und verfahren zur kontrolle der kontraktion in zementartigen systemen, die abbinden, durch den zusatz von gaserzeugenden mitteln - Google Patents
Zusammenstellung und verfahren zur kontrolle der kontraktion in zementartigen systemen, die abbinden, durch den zusatz von gaserzeugenden mittelnInfo
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PATENTANWALT
DIPUNG.
HELMUT GÖRTZ (j
6 Frankfurt am AAain 70
SchnecUnhofstr. 27 - Tel. 617079
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7. September 1976 Gzin/Ra.
International Construction Products E.esearch, Inc. ,
West End Avenue, Old Greenwich, Connecticut 06870 / USA
Zusammenstellung und Verfahren zur Kontrolle der Kontraktion in zementartigen Systemen, die abbinden, durch den Zusatz von
gaserzeugenden Mitteln
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren und eine Zusammenstellung zur Verhinderung der Schrumpfung in zemeritartigeii
Systemen während des Abbindens und Härtens; die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Zusammenstellung
zur Kontrolle der Kontraktion von zementartigen Systemen durch den Zusatz von gaserzeugenden Mitteln.
Der Terminus "zementartiges System" bezeichnet hier Zusammenstellungen,
die im allgemeinen dadurch charakterisiert sind, daß sie unter Wasser härten; dazu gehören hydraulischer Zement,
der abbindet,' hydraulischer Kalk, Gips und dergl. und deren Mischungen mit Aggregaten und Wasser, z.B. Beton, Mörtel,
dünner Mörtel und daraus hergestellte Produkte.
Verschiedene Verfahren und Mittel zur Verhinderung der Schrumpfung von hydraulischen Zementmischungen während des
Abbindens und Härtens -wurden schon früher vorgeschlagen. Biese
Verfahren beruhten darauf, daß solchen Mischungen gasabgebende Agenzien zugesetzt wurden, z.B. Aluminiumpulver und Expansionsagenzien,
wie z.B. Eisenspäne. Diese Verfahren erwiesen
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BAD ORIGINAL
sich als unbrauchbar, u.a. auch deshalb, weil eine adäquate Kontrolle der Expansion fehlte und nicht einheitliche Produkte
entstanden. Gewisse besondere Materialien können in Beton die Schrumpfung eliminieren, v/eil ein Gas, so lautet die
Theorie, das in porösen teilchenförmigen Materialien eingeschlossen ist, bei der Adsorption von Wasser durch das zementartige
System freigesetzt wird. Materialien wie Staubkoks, eine Kombination von Staubkoks und Koks, der durch verzögerte
Verkokung gewonnen wurde, die Nebenprodukte der Petroleumindustrie sind und poröse, teilchenförmige Materialien, die
sog. industriellen Adsorbentien, wurden zusammen mit verschiedenen Typen von zementartigen Mischungen zur erfolgreichen
Verhinderung der Schrumpfung benützt (siehe Beispiel US-Patente 3 503 767; 3 519 449; 3 794 504; 3 890 157;
und Re. 26 597).
In dem US-Patent 3 591 394 werden die Nachteile beschrieben, die mit den üblichen gasabgebenden Zusammenstellungen und
Expansionszusammenstellungen einschließlich Metallpulver verbunden sind, wenn diese dem Zement zugefügt werden, um die
Schrumpfung zu kompensieren. In dem Patent wird vorgeschlagen, eine stickstof fabgebende Verbindung zu verwenden, we3.che eine
Expansion oder die Bildung von Poren in dem Betonmaterial erzeugt ; in dem Patent wird auch festgestellt, daß stickstoffabgebende
Verbindungen in Expansionsagenzien für Gummiprodukte verwendet wurden, a.ber diese wurden nur bei hohen Temperaturen
verwendet. Trotzdem ist es nach dem US-Patent 3 591 394 erforderlich, dem Beton einen Aktivator beizufügen, und zwar
zusammen mit einem stickstoffabgebenden Hydrazinderivat oder einer Diazoniumverbindung, um chemisch Stickstoff abzuspalten.
Mit dem Aktivator wird nicht nur ein anderer Bestandteil ein-
geführt, der überwacht werden muß, sondern auch damit verbundene Schwierigkeiten; es wird angenommen, daß gewisse Aktivatoren
einen nachteiligen Effekt auf Zementmischungen haben. Beispielsweise können lösliche Borate das Abbinden des Zements
verzögern und seine Stärke erniedrigen; große Sorgfalt ist
notwendig beim Gebrauch von Verzögerungsmitteln, denn das
Abbinden und Härten von Zement kann dadurch völlig verhindert werden. Die Verwendung eines Perborats· als Aktivator kann daher Schwierigkeiten mit sich bringen.
notwendig beim Gebrauch von Verzögerungsmitteln, denn das
Abbinden und Härten von Zement kann dadurch völlig verhindert werden. Die Verwendung eines Perborats· als Aktivator kann daher Schwierigkeiten mit sich bringen.
Zusätzlich wurde gefunden, daß ein Hydrazinderivat wie Benzolsulf
onylhydrazid ohne einen Aktivator keine Expansion erzeugt
oder eine Expansion erzeugt, die vor dem Abbinden aufhört,
so daß der Zement vor dem Abbinden unter das Einbringvolumen
absinkt, wenn nach dem ASTM C827-Verfahren gemessen wird.
so daß der Zement vor dem Abbinden unter das Einbringvolumen
absinkt, wenn nach dem ASTM C827-Verfahren gemessen wird.
Die Verwendung von Wasserstoffperoxid oder Natriumperoxid, um Beton zu schäumen, ist mit denselben Nachteilen verbunden
wie der Gebrauch von Metallpulvern; nämlich eine mangelnde
effektive Kontrolle infolge einer beinahe sofortigen Reaktion unter Gasentwicklung.
wie der Gebrauch von Metallpulvern; nämlich eine mangelnde
effektive Kontrolle infolge einer beinahe sofortigen Reaktion unter Gasentwicklung.
Die vorhergehenden Ausführungen zeigen, daß die erfolgreiche
Verwendung von gewissen Materialien als Schrumpfungsinhibitoren, um die Kontraktion in abbindenden zementartigen Systemen zu kontrollieren, nicht vorhergesagt werden kann. Staubkoks
beispielsweise ist ein kohlenstoffhaltiges Material und daher ist seine erfolgreiche Verwendung als Schrumpfungsinhibitor
ohne nachteilige Effekte auf das zementartige System erstaunlich im Hinblick auf die allgemeine Haltung der Fachwelt, daß
Verwendung von gewissen Materialien als Schrumpfungsinhibitoren, um die Kontraktion in abbindenden zementartigen Systemen zu kontrollieren, nicht vorhergesagt werden kann. Staubkoks
beispielsweise ist ein kohlenstoffhaltiges Material und daher ist seine erfolgreiche Verwendung als Schrumpfungsinhibitor
ohne nachteilige Effekte auf das zementartige System erstaunlich im Hinblick auf die allgemeine Haltung der Fachwelt, daß
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solche Materialien Beton nicht zugesetzt werden sollten. Auch die Expansion als Folge von Metallzusätzen ist größtenteils
unkontrollierbar, so daß ihre effektive Verwendung verhindert wird in Fällen, wo es auf Kontrolle, Gleichförmigkeit und
Wiederholbarkeit der Resultate ankommt. Zusätzlich zeigt das US-Patent 3 591 394, daß zwar Treibmittel in der Industrie
verwendet werden, z.B. in der Plastikindustrie als Treibmittel für Gummiprodukte, aber die Arbeitsgänge in verschiedenen
industriellen Anwendungsgebieten sind häufig so verschieden, daß man nicht annehmen könnte, daß zusätzliche Bestandteile
austauschbar sind.
Es wurde gefunden, daß gewisse Treibmittel in zementartigen
Systemen vorteilhafterweise als Zusätze fungieren können und daß sie beim Zusatz zu solchen Systemen in kontrollierter
Weise die Schrumpfung oder Kontraktion verhindern, die normalerweise beim Abbinden und Härten eintritt. Insbesondere
wurde gefunden, daß gewisse ausgewählte organische und anorganische Treibmittel unter verbesserter Kontrolle dies bewirken
können, ohne daß gleichzeitig aktivierende Verbindungen zugesetzt werden müssen, um die Bildung oder die Entwicklung von
Gas zu ermöglichen, so daß die mit solchen Aktivatoren verbundenen Nachteile eliminiert sind.
Erfindungsgemäß besitzen stickstoffentwickelnde Chemikalien, vie z.B. Azodicarbonamid, Natriumazodicarboxylat, p-Toluolsulfonylhydrazid,
organische Peroxide und Natriumborhydrid vorteilhafte Eigenschaften zur Inhibition der Schrumpfung und
Kontrolle der Kontraktion von zementartigen Systemen während des Abbindens und Härtens,ohne daß die Temperatur kontrolliert
werden muß oder aktivierende Agenzien zugesetzt werden müssen.
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Die Wirksamkeit der vorher erwähnten Verbindungen ist insofern überraschend, als sie sich offensichtlich innerhalb des zementartigen
Systems verschieden verhalten; von ihrem Verhalten unter anderen Umständen würde man das nicht erv/arten. Natriumazodicarboxylat
beispielsweise reagiert mit Wasser unter rascher Gasentwicklung, so daß das Auf v/allen innerhalb von ungefähr
10 Minuten abgeschlossen ist und eine klare Lösung entsteht ohne weiteres Aufbrausen. Es wurde jedoch gefunden, daß in dem
zementartigen System die Gasentwicklung verlängert werden kann, so daß die Kompensation der Voluinenkontraktion und der damit
verbundenen Schrumpfung über 5 Stunden lang fortgesetzt werden kann.
Azodicarbonamid ist besonders wirkungsvoll, weil die Schrumpfung des zementartigen Materials während der ganzen Zeitperiode, in
der das Material härtet, verhindert werden kann. Infolge der raschen Gasentwicklung aus anorganischen Peroxiden sind diese
nur wirksam für die frühe Kompensation der Schrumpfung beim Abbinden; im Gegensatz dazu gibt ein organisches Peroxid, wie
z.B. Methyläthylketonperoxid, aufgelöst in Dimethylphthalat,auf eine
wirksame Weise Sauerstoff ab, so daß die mit dem Abbinden verbundene Kontraktion über eine längere Zeitperiode kontrolliert
werden kann. Obwohl ein derartiges Peroxid normalerweise in Wasser unlöslich ist, läßt es sich überraschenderweise in
zementartigen Mischungen dispergieren, wenn es diesen als die vorhin erwähnte Lösung zugesetzt wird und Sauerstoff abgibt,
um die Schrumpfung zu kompensieren. Sowohl Natriumborhydrid als auch Aluminiumpulver entwickeln Wasserstoff; im
Gegensatz zu dem variablen Verhalten des Aluminiumpulvers ist
die Gasentwicklung des Natriumborhydrids in zementartigen
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Systemen voraussagbar.
Die genaue Art und Weise, in der die erfindungsgemäßen Zusammenstellungen
in zementartigen Systemen wirken, um die Schrumpfung zu verhindern und die Kontraktion zu kontrollieren,
sei es auf physikalischem oder chemischem Wege, ist nicht
völlig klar und braucht es auch nicht zu sein. Obwohl die Theorie entwickelt wurde, daß die größte Kontrolle mit der
Löslichkeit der Zusammenstellungen zusammenhängt, genügt es darauf hinzuweisen, daß die zugesetzten Materialien in der
hier offenbarten Weise erfolgreich wirken und Resultate ergeben,
die gemäß der ASTM C827-Methode gemessen werden. Es wird auch angenommen, daß in zementartigen Systemen die Zersetzung
der zugefügten Bestandteile unter Gasentwicklung physikalisch oder chemisch verschieden ist von ihrer Verwendung
in Plastikmaterialien, so daß unerwarteterweise eine andere Art der Kontrolle erzielt wird.
Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, ein Verfahren und eine Zusammenstellung anzugeben, welche die Schrumpfung in zementartigen
Systemen durch die Kontrolle der Kontraktion solcher Systeme während des Abbindens und Härtens durch den Zusatz
von gasabgebenden Verbindungen verhindert.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Zusammenstellung anzugeben, welche es erlaubt, die
Schrumpfung des zementartigen Systems während des ganzen Abbinde- und Härtevorgangs zu kontrollieren. Ein weiteres
Ziel dieser Erfindung ist es schließlich, ein Verfahren und eine Zusammenstellung anzugeben, welche in zementartigen
Systemen Gas entwickelt und eine verbesserte Kontrolle der Natur der Gasentwicklung und ihrer Dauer erlaubt.
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JfO
Azodicarbonamid ist als Treibmittel für Plastik bekannt. Im
Handel als "Celogen AZ" erhältlich, wird diese Verbindung durch Reaktion von Hydrazin mit Harnstoff unter kontrollierten
Bedingungen hergestellt, wobei als Zwischenprodukt Hydrazodicarbonamid entsteht, welches zu Azodicarbonamid
oxidiert wird. Azodicarbonamid, auch als Azobisformamid bekannt,
ist ein gelber kristalliner Festkörper, welcher sich unter starker Gasentwicklung zersetzt (220-240 cm /g bei
Normalbedingungen). Die Verbindung unterhalt nicht die Verbrennung und ist selbstauslöschend. Der weiße Zersetzungsrückstand ist geruchlos, ungiftig, nicht verfärbend und nicht
befleckend. Wenn diese Verbindung bei der Expansion von Gummi und Plastik verwendet wird, wird durch eine Reihe von Aktivatoren
die Zersetzungstemperatur der trockenen Verbindung von 195-216°C erniedrigt. In der Broschüre "Treibmittel" von
Dr. Bryan A. Hunter (Uniroyal, Inc.) wird angegeben, daß die Zersetzungsgase in erster Linie ein Gemisch von Stickstoff,
Kohlenstoffmonoxyd und einer kleinen Menge von Ammoniak und
Kohlenstoffdioxyd sind; es wird auch angedeutet, daß die
Primärzersetzung von Azodicarbonamid nach mehr als einem Mechanismus erfolgen kann.
Obwohl nach der vorhin erwähnten Broschüre p-Toluolsulfonylhydrazid
Benzolsulfonylhydrazid ähnlich ist, hat p-Toluolsulfonylhydrazid
einen höheren Schmelzpunkt und Zersetzungstemperatur, 1200C und höher, und ist dennoch für die vorliegende
Erfindung verwendbar, während Benzolsulfonylhydrazid ohne einen Aktivator in Zement nicht wirksam ist. Das Agens
kann hergestellt werden durch Reaktion von Toluolsulfonylchlorid mit Hydrazin in Gegenwart einer Base (im Handel erhältlich
unter dem Namen "Celogen TSH" von Uniroyal).
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Natriumazodicarboxylat ist das Salz der Azodicarboxylsäure,
die von Uniroyal erhältlich ist und durch Neutralisation von Azodicarboxylsäure mit Natriumhydroxyd hergestellt werden
kann. Es ist ein kristalliner Festkörper, der bei hohen Temperaturen sich zersetzt, bei weit über 2000C, unter Freisetzung
von Stickstoff, Kohlenstoff monoxyd und Natriumcarbonat.
Das für diese Erfindung geeignete Methyläthylketonperoxid ist eine farblose Lösung in Dirnethylphthalat (Im Handel erhältlich
als "Norox MEKP"). Während es in oxygenierten organischen Lösungsmitteln löslich ist, ist es in Wasser nur etwas lös- .
lieh. Natriumborhydrid ist im Handel erhältlich als trockenes Pulver oder in Form von Pellets oder als eine stabilisierte
wässrige Lösung.
Bei der Ausführung dieser Erfindung kann die entsprechende Menge des gaserzeugenden Zusatzes zugefügt werden und mit dem
Zement oder irgendeiner Zementmischung vermischt werden, und zwar zu irgendeiner Zeit vor oder während der Zugabe des Wassers,
um wässrige Zementmischungen zu bilden, mit der Ausnahme, daß das Methyläthylketonperoxid zur Zeit der Bildung der
wässrigen Lösung zugefügt werden muß. Bei der Herstellung von Mörtelschlamm oder Mörtel beispielsweise kann das trockene
Zusatzmittel mit dem Zement vermischt werden oder mit Zement und feinen Aggregaten, wobei sich eine trockene Zementmischung
bildet, die anschließend mit der erforderlichen Wassermenge vermischt wird, um Mörtelschlamm oder Mörtel zu erhalten. Bei
der Herstellung eines gebrauchsfertigen Betons kann das Zusatzmittel
mit dem Zement und den Aggregaten vermischt werden, wobei sich eine trockene Mischung bildet, welche dann benützt
wird, um gebrauchsfertigen Beton entweder in einem stationären
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Mischer oder in einem auf einem Lastwagen montierten Mischer herzustellen. Andererseits kann es auch vorteilhaft sein,
alle Bestandteile zu mischen, einschließlich des Zusatzrnittels,
und zv/ar in dem stationären und/oder in dem auf einem Lastwagen montierten Mischer, um gebrauchsfertigen Beton herzustellen.
Da die Menge des zu verwendenden Zusatzmittels in irgendeinem zementartigen System am besten anhand der in dem System vorhandenen
Zementmenge berechnet werden kann, ist es vorteilhaft, das Zusatzmittel direkt vor dem Versand dem Zement zuzusetzen.
Die folgenden spezifischen Beispiele erläutern weiterhin die Erfindung. In diesen Beispielen wird das Verhalten des Zusatzmittels beurteilt nach der Expansion und Kontraktion des zement·
artigen Systems, sobald es mit Wasser vermischt ist und in eine zylinderförmige Form gegossen wurde; der Guß ist 8,75 cm
tief mit ungefähr 10 % exponierter Oberfläche. Die Expansion
des Gießlings wurde durch die vertikale Bewegung der oberen Oberfläche bestimmt. Wegen der höheren Genauigkeit wurde ein
Lichttest verwendet, um die Bewegung der oberen Oberfläche zu messen (ASTM C827 "Verfahren zur Messung von frühen Volumänderungen
in zementartigen Mischungen"). Der Test beruht auf der Verwendung eines fokussierten Lichtstrahls, um einen
Schatten der oberen Oberfläche auf einen Schirm zu werfen, der mit einer Zentimeterskala versehen ist. Die Vergrößerung
ist 88-fach. Die Bewegung der oberen Oberfläche auf dem Schirm, gemessen in cm, wird für jeden Gießling bis zum endgültigen
Abbinden aufgezeichnet, was bei länger abbindenden Materialien 3 bis 5 Stunden dauert und weniger als 60 Minuten bei schnell
abbindenden zementartigen Zusammenstellungen. Das Ausmaß der
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Expansion, ausgedrückt in Prozent, wird dadurch erhalten, daß
die abgelesenen Zentimeter durch 8,75 dividiert werden und ebenso durch 88 und durch Multiplizieren dieses Resultates
mit 100.
Eine dünne Ölschicht oder ein Dichtimgsniittel wie Thompson's
Wasserdichtung wird auf den oberen Teil des gegossenen zementartigen Materials angebracht, um die Verdampfung zu verhindern,
so daß das Abbinden ohne Verdampfen stattfindet. Um die Bewegung der oberen Oberfläche leichter verfolgen zu können, wurde
eine Kugel auf die obere Oberfläche gebracht und die Expansion oder Kontraktion des Gießlings wurde anhand der Bewegung des
Scheitelpunkts des auf den Schirm projektierten Schattens bestimmt .
Ein zementartiges System entsprechend einer typischen Mörtelschlamm-Zusaramensetzung
wurde hergestellt durch Mischen von 200 g klassifxziertem Flußsand, 200 g von Zement des Typs III
und 89 g V/asser. Nach gründlichem Mischen wurde die Zusammenstellung wie beschrieben gegossen und die Expansion oder
Kontraktion wurde beobachtet. Ohne den Zusatz irgendeines die Schrumpfung kompensierenden Zusatzmittels oder eines gaserzeugenden
Agens wurde eine Schrumpfung beobachtet, und zwar von -11,25 cm unter Benutzung des beschriebenen Lichttestes.
Dem zementartigen System des Beispiels 1 wurden 0,05 Ge\i.-%
(bezogen auf das Gewicht von Sand plus Zement) Azodicarbonamid zugesetzt. Nachdem wie oben beschrieben gegossen und
beobachtet wurde, wurde festgestellt, daß das zementartige
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- Vf-
Material während der ganzen Zeit, in der es härtete, nicht
schrumpfte, so daß das Volumen des Gießlings, gemessen mit Hilfe des Lichttests, kontinuierlich anstieg, bis der Gießling
hart war* Zwischen der vierten und fünften Stunde blieb das Volumen des Gießlings konstant und Ablesungen einen Tag
nach dem ersten Gießen entsprachen dem in der fünften Stunde gemessenen Wert, nämlich 20 cm. Obwohl das Anwachsen des Gießlings
am besten bei ungefähr 210C erfolgt, wurde selbst bei
einer niedrigen Temperatur von 1,670C ein positiver Wachstumswert
von 1,75 cm nach 5 Stunden beobachtet. Eine wesentliche Schrumpfungsverhinderung, d.h. kein Wachstum oder partielle
Reduktion der Schrumpfung tritt ein, wenn die Konzentration des Zusatzmittels 0,002 % beträgt. Mengen entsprechend 0,1 %
waren auch wirksam. Höhere Konzentrationen sind vorteilhaft, wenn Beton von leichtem Gewicht hergestellt werden soll.
Dem zementartigen System des Beispiels 1 wurden 0,05 Gew.-%
(bezogen auf das Gewicht von Sand und Zement) p-Toluolsulfonylhydrazid
zugesetzt; dann wurde gegossen und wie beschrieben beobachtet. Beim Härten wurde eine Kontraktion von nur
-2 cm beobachtet, eine signifikante Verbesserung im Vergleich mit der Kontraktion von -11,25 cm ohne Zusatzmittel. Ein Versuch
mit der doppelten Menge des Zusatzmittels wurde durchgeführt und eine Expansion beim Härten von 1,25 cm wurde beobachtet.
Eine zementartige Zusammenstellung wurde dadurch hergestellt, daß 168 g Zement des Typs III 232 g von klassifiziertem Flußsand
und 70 g Wasser zugesetzt wurden, wobei sich eine Mischung
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bildete, deren Fließverhalten beinahe dein Fließverhalten der
Mischungen der vorhergehenden Beispiele entspricht. Dann
wurden 0,05 Gew.-% (bezogen auf das Gewicht von Sand plus Zement) Natriumazodicarboxylat zugesetzt; dann wurde das
Material gegossen und wie vorhin beobachtet. Über 5 Stunden langwurde kontinuierlich eine Schrumpfungskompensation beobachtet,
wobei eine Expansion von 17,5 cm in der fünften Stunde beobachtet wurde. Nach der fünften Stunde und vor dem endgültigen
Abbinden erfolgte eine Kontraktion des Volumens von 1,25 cm; wenn jedoch vor der fünften Stunde eine Beschleunigung
herbeigeführt worden wäre, damit das Abbinden während der Expansionsperiode erfolgt, dann wäre die volle Expansion erreicht
worden. Ohne das Zusatzmittel wurde eine Schrumpfung von -10 cm beobachtet.
Einer zementartigen Zusammenstellung, einer im voraus gemischten Sand-Zement-Wasserbasis, ähnlich der des Beispiels 4,
wurde Methyläthylketonperoxid beigefügt (60 % Methyläthylketonperoxid in Dimethylphthalat), und zwar in einer Menge
von 0,1 %, bezogen auf das Gewicht von Sand und Zement. Nach
"5 Stunden wurde eine Expansion von ungefähr 9 cm beobachtet.
Wie im Falle des Natriumaζοdicarboxylate erfolgte nach der
fünften Stunde vor dem endgültigen Abbinden eine kleine Volumenkontraktion
von ungefähr -0,75 cm.
Die beobachtete Expansions- oder Schrumpfungskompensation der Materialien der Beispiele 2, 3 und 4 zeigt eine ziemlich gerade
lineare Expansion mit der Zeit, so daß durch die Auswahl des Materials leicht eine Kontrolle erzielt werden kann, ebenso
durch die Auswahl der Menge und durch die Kontrolle der Abbinde-
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zeit des zementartigen Systems. Die Expansion des Materials des Beispiels 5 folgte einer glatten Kurve, so daß ohne Schwierigkeit
eine Kontrolle erzielt werden kann. Der wichtigste Aspekt der Kontrolle der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß die Gaserzeugung nicht sofort erfoj-gt, sondern über eine
Zeitperiode, ohne daß sie vor dem Abbinden aussetzt oder durch
eine unregelmäßige Gaserzeugung zu einem fehlerhaft gegossenen Material führt. Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhafte
rv/ei se die Gasentwicklung innerhalb des zementartigen
Systems» ohne daß außer dem gasbildenden Agens Aktivatoren zugesetzt v/erden müssen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß nicht alle organischen gasbildenden
Agenzien verwendet werden können, um die zur Kontraktion oder zur Schrumpfung neigenden zementartigen Systeme zu
kontrollieren. 4,4'-0xybis(benzolsulfonhydrazid) ("Nitropore
OBSH") verhindert nicht die Schrumpfung des zementartigen Systems, wenn es in der oben beschriebenen Weise verwendet
wird. Auch "Expandex OX-5 PT" wirkte nicht; bei dieser Verbindung
handelt es sich um ein Treibmittel, das bei der Zersetzung Stickstoff und substituierte heterocyclische "Verbindungen
liefert.
Ein anorganisches, wasserstofferzeugendes Zusatzmittel
kontrolliert auch effektiv die Schrumpfungsinhibition in zementartigen Systemen.
Natriumborhydrid wurde in einer Menge von 2 g einer zementartigen Zusammenstellung wie der des Beispiels 1 zugefügt. Nach-
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dem, wie oben beschrieben, gegossen worden war, beobachtete man,, daß eine Expansion von +10 cm bis zum Punkt des Vicat-Abbindens
erfolgte. Danach erfolgte eine kleine Kontraktion von -1,75 cm, und zviar in der Zeit zwischen 3,5 bis 6,5 Stunden
nach dem Gießen. Die Kurve, die durch die aufgetragenen Meßpunkte bei verschiedenen Zeiten nach dem Gießen gezogen
wird, ist glatt und nach ihr zu urteilen, ist die Kontrolle voraussagbar. Im Gegensatz dazu ist der Wasserstoffentv/ickler
Aluminiumpulver nicht kontrollierbar, bei verschiedenen Temperaturen
ist das Verhalten sehr variabel (Schrumpfung bei 1,670C und beinahe die doppelte Ausdehnung bei 320C als bei
210C).
Die Kontraktion von wässrigen hydraulischen Zementmischungen wird kontrolliert durch den Zusatz eines gasentwickelnden
Agens, das in der Mischung Gas erzeugen kann, ohne daß ein Aktivator oder ein anderes Agens zugesetzt v/erden muß. Die
Gasentwicklung kann kontrolliert worden über einen ausgedehnten Zeitraum, so daß die Schrumpfung oder Kontraktion selbst in langsam
abbindenden zementartigen Mischungen während des Abbindens und Härtens verhindert wird.
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Claims (10)
- 26A0383PatentansprücheΊ. Verfahren zur Kontrolle der Kontraktion eines zementartigen Systems während des Abbindens und Härtens, dadurch gekennzeichnet, daß dem System ein organisches, gasentwickelndes Agens zugefügt wird, das in dem System Gas entwickeln kann, ohne daß andere Zusätze notwendig sind und in einer Menge, die ausreicht, ura der Kontraktion des zeirientartigen Systems entgegenzuwirken.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische, gasentwiekelnde Agens Methyläthylketonperoxid ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das organische, gaserzeugende Agens ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Azodicarbonamid, Natriumazodicarboxylat und p-Toluolsulfonylhydrazid.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Menge 0,002 bis 0,1 Gew.-% des Zusatzmittels beträgt, bezogen auf die Bestandteile des nichtwässrigen zementartigen Systems.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung wenigstens während eines Zeitraums von 5 Stunden erfolgen kann.709812/0759
- 6. Zementartige Zusammenstellung, welche "beim Mischen mit Wasser zu einer harten Masse ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens und Härtens abbindet, gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung und ein organisches, gas erzeugende s Agens, das in Gegenwart von hydraulischere Zement und Wasser Gas entwickelt, ohne daß weitere Bestandteile notwendig sind und in einer Menge, die ausreicht, um der Schrumpfung der zementartigen Zusammenstellung entgegenzuwirken,
- 7. Zementartige Zusammenstellung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische, gaserzeugende Agens Methyläthylketonperoxid ist.
- 8. Zementartige Zusammenstellung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische, gaserzeugende Agens ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Azodicarbonamid, Natriumazodicarboxylat und p-Toluolsulfonylhydrazid.
- 9. Verfahren zur Kontrolle der Kontraktion eines zementartigen Systems während des Abbindens und Härtens, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserstofferzeugendes Agens zugefügt wird, das in kontrollierbarer Weise Wasserstoffgas erzeugt, um in voraussagbarer Weise die Schrumpfung des Systems zu verhindern, das Agens Natriumborhydrid ist, und zwar in einer Menge, die ausreicht, um der Schrumpfung des zementartigen Systems entgegenzuwirken.709812/0759
- 10. Zeraentartige Zusammenstellung, welche beim Mischen mit Wasser zu einer harten Masse ohne wesentliche Schrumpfung während des Abbindens und Härtens abbindet» gekennzeichnet durch eine hydraulische Zementmischung und Natriumborhydrid in einer Menge, die ausreicht, um Gas zu entv/iekeln, das der Schrumpfung des zementartigen Systems entgegenwirkt,709812/0759
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|---|---|---|---|---|
| EP0024854A1 (de) * | 1979-08-22 | 1981-03-11 | National Research Development Corporation | Hydraulische Zemente und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2640389C2 (de) | 1989-10-19 |
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| FR2323654A1 (fr) | 1977-04-08 |
| JPS5233921A (en) | 1977-03-15 |
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