-
VERFAHREN ZUM ERHÖHEN DER BIEGEFESTIGKEIT VON ZEMENTMASSEN
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung
der Festigkeit, insbesondere der Biegefestigkeit,von frischem Beton, einer Zementmischung,
einem Mörtel oder dergleichen, die im folgenden als "Zementmassen" zusammengefaßt
werden. Das Verfahren besteht darin, ein wasserlösliches Spoxyharz, ein aliphatisches
Amin und ein Zementdispergiermittel der Zementmasse zuzusetzen und die Masse anschließend
zu härten.
-
Gehärtete Erzeugnisse aus hydraulischen Zementen besitzen im allgemeinen
eine geringe Biegefestigkeit, und die Biegefestigkeit im Alter von 7 und 28 Tagen
beträgt etwa 1/8 bis 1/10 der Druckfestigkeit. Zementmassen mit einem Zusatz vn
Polymerisaten sind bisher als Erzeugnisse von erhöhter Biegefestigkeit untersucht
worden, und die bekannten Verfahren zur Herstellung der Erzeugnisse lassen sich
in roher Weise etwa in folgende 4 Typen einteilen.
-
(1) Bin Verfahren, bei dem der gehärtete Beton mit dem Honomeren imprägniert
wird: Aus der Zementmasse wird zunächst ein geformtes Gebilde hergestellt, und nachdem
dieses bei 160C vollständig getrocknet ist, wird es im Vakuum mit einem polymerisierbaren
Monomeren, wie z.B. Methylmethacrylat, Styrol oder dergleichen, und einem Katalysator
imprägniert. Dann wird das Monomere durch die Einwirkung vo radioaktiven Strahlen,
Hitze, Licht oder dergleichen polymerisiert. Nach diesem Verfahren lassen sich gute
Erzeugnisse mit hoher Druck- und Biegefestigkeit erzielen, aber das Verfahren besitzt
den Nachteil, daß es unmöglich ist, solche Erzeugnisse leicht an Ort und Stelle
herzustellen.
-
(2) Verfahren, bei dem Polymerfasern mit dem frischen Beton vermischt
werden: Bei diesem Verfahren ist die Maßnahme des Vermischens der polymeren Faser
mit dem frischen Beton sehr schwierig, und
zum Mischen ist eine
große Menge Wasser erforderlich. Damit steigt auch die Menge der mitgerissenen Luft.
Weiterhin ist die Haftung der Polymerfasern am Zement gering, und daher nehmen sowohl
die Druck- wie die Biegefestigkeit der Erzeugnisse ab.
-
(3) Verfahren, bei dem der frische Beton mit einer polymeren Emulsion
gemischt wird: Nach diesem Verfahren lassen sich Erzeugnisse mit verbesserter Biegefestigkeit
erzielen, aber um eine wesentlich verbesserte Wirkung zu erreichen, ist es notwendig,
mindestens 15 Gew. - der polymeren Emulsion dem Zement zuzusetzen. Infolgedessen
erhöht sich die Menge der mitgerissenen Luft, da die in der Emulsion enthaltenen
Emulgatoren dem Erzeugnis Luft einverleiben, was zu einer Verminderung der Druckfestigkeit
führt. Infolgedessen ist dieses Verfahren vom praktischen Gesichtspunkt aus nicht
vorzuziehen.
-
(4) Verfahren, bei dem das Monomere mit dem frischen Beton vermischt
wird: Dieses Verfahren wird meistens bevorzugt, aber es ist praktisch nicht anwendbar,
weil sowohl die Druck- wie die Biegefestigkeit ziemlich stark vermindert werden.
-
Die Anmelderin hat eingehende Forschungen über die Erhöhung der Biegefestigkeit
von Zementmassen unter Verwendung von Monomeren und Polymeren durchgeführt. Als
Ergebnis wurde gefunden, daß unerwarteterweise ausgezeichnete Wirkungen erzielt
werden
können, wenn den Zementmassen wasserlösliche Epoxyharze in
Kombination mit Zementdispergiermitteln in Form höherer Formaldehydkondensate von
Naphthalinsulfonat mit Formaldehyd und dergleichen zugesetzt werden. Wenn ein wasserlösliches
Epoxyharz allein bei normaler oder erhöhter Temperatur oder zusammen mit einem Aggregat,
aber ohne hydraulischen Zement, gehärtet wird, fallen die gehärteten Erzeugnisse
beim Eintauchen in Wasser leicht in sich zusammen. Wenn die Verbindung jedoch der
Zementmasse zugesetzt und dann gehärtet wird, fällt das gehärtete Erzeugnis beim
Eintauchen in Wasser nicht in sich zusammen.
-
Ein Mischung aus einem wasserlöslichen Epoxyharz und hydraulischem
Zement besitzt eine höhere Biegefestigkeit als eine Ze -mentmasse, die kein wasserlösliches
Epoxyharz enthält; aber bei einer Wasserhärtung läßt sich eine Verminderung der
Druckfestigkeit nicht vermeiden. Diese Verminderung der Druckfestigkeit läßt sich
jedoch in ausgezeichneter Weise durch Verminderung des Wassergehalts in der Zementmischung
verhindern, indem man Zement=dispergiermittel, wie ein hohes Formaldehydkondensat
eines Naphthalinsulfonats in Kombination mit dem wasserlöslichen Epoxyharz anwendet.
Das so erhaltene gehärtete Erzeugnis zeigt eine hervorragende Zähigkeit und Wasserdichtigkeit
und ist so beschaffen, daß diese Zementmasse nicht nur für die Herstellung von gewöhnlichen
Beton-Fertigerzeugnissen geeignet ist, sondern auch als Überzugserzeugnis, wie z.B.
für Straßenpflaster in Lufthäfen, Autobahnen und dergleichen. Infolge der erhöhten
Wasserdichtigkeit,
ist die Masse auch zur Konstruktion von Unterwasserbauten geeignet.
-
Wenn ein gehärtetes Erzeugnis aus einer solchen Zementmasse durch
Lufthärtung hergestellt wird, hat sich ergeben, daß eine Auflösung eines Teils des
wasserlöslichen Epoxyharzes im Wasser - wie dies bei der Wasserhärtung beobachtet
wird - in gar keiner Weise eintritt und daß die synergistische Wirkung durch die
kombinierte Verwendung eines wasserlöslichen Epoxyharzes und eines Zementdispergiermittels,
wie eines hohen Formaldehydkondensat eines Naphthalinsulfonats sowohl die Druck-
als auch die Biegefestigkeit bemerkenswert erhöht.
-
Als wasserlösliche Epoxyharze gemäß vorliegender Erfindung werden
vorzugsweise solche Erzeugnisse verwendet, wie sie durch Epoxydbildung aus einem
mehrwertigen Alkohol, wie Glycerin, Diglycerin, Polyglycerin, Sorbit, Mannit, Urimethylolpropan,
Pentaerythrit oder Polyäthylenglycol und dergleichen gewonnen werden, wobei ein
Teil der Hydroxylgruppen nicht in Reaktion tritt, um die Wasserlöslichkeit aufrechtzuerhalten.
-
Als aliphatisches Amin, das als Katalysator für die Härtung des Harzes
gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, können beispielsweise Polyalkylpolyamintypen
von mehrwertigen Aminen wie Diäthylentriamin und Triäthylentetramin erwähnt werden.
Wenn ein solches mehrwertiges Amin vom Polyalkylpolyamintyp der Zementmasse ohne
Anwesenheit eines wasserlöslichen Epo~<harzes
oder eines Zementdispergiermittels
dem Zement zugesetzt wird, läßt sich keine merkliche Wirkung einer Festigkeitserhöhung
feststellen.
-
Vorzuziehen ist es, das aliphatische Amin in Mengen von 1 bis 1,5
Mol auf ein Epoxyäquivalent des wasserlöslichen Epoxgharzes zuzusetzen.
-
Das wasserlösliche Epoxyharz wird der Zementmasse in Mengen von 5
bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-*, auf den Zement gerechnet, zugesetzt.
Im Fall von Mörtel ist es besonders vorzuziehen, das wasserlösliche Epoxyharz in
einer Menge von 8 bis 8,5 % auf das Gesamtvolumen- des Mörtels gerechnet zuzusetzen.
-
Als Zementdispergiermittel können nicht nur die handelsüblichen Superplastifizierungsmittel
verwendet werden, die ein Wasserverminderungsvermögen von mindestens 20 % besitzen,
wie hohe Formaldehydkondensate von Naphthalinsulfonat, Formaldehydkondensate von
Nelaminsulfonatformaldehyd und Kondensate von Greosotölsulfonat, sondern auch handelsübliche
gewöhnliche Zementdispergiermittel, die ein Wasserverminderungsvermögen von mindestens
5 % aufweisen, wie z.B. Ligninsulfonat oder Gluconat. Auch wenn ein Zementdispergiermittel
des letzteren Typs verwendet wird, ist es möglich, eine Zementmasse mit guter Biege-
und Druckfestigkeit zu erhalten. Das Zementdispergiermittel wird in Mengen von 0,1
bis 10 Gew.-% auf den
Zement gerechnet zugesetzt.
-
Die folgenden Beispiele 1 bis 7 wurden unter folgenden Versuchsbedingungen
durchgeführt.
-
Ci) Nisch- und Härtebedingungen: (a) Nischen: Der Zement wurde mit
Sand 0,5 Minuten in Abwesenheit von Wasser mit Hilfe eines Mischers vermengt; dann
wurde Wasser oder wasserhaltiges Zementdispergiermittel der Masse zugesetzt und
diese mit geringer Geschwindigkeit eine Minute gerührt, woran sich ein Rühren mit
hoher Geschwindigkeit während einer Dauer von 2 Minuten anschloß. Dann wurde ein
Monomeres (ein Vorpolymerisat) rasch zusammen mit einem Katalysator und der erforderlichen
Wassermenge zugesetzt, und das Rühren wurde in gleicher Weise, wie oben beschrieben,
durchgeführt.
-
Unmittelbar nach dem Mischen wurde der Fließwert gemessen, und die
gemischte Masse wurde unter Zuhilfenahme eines Stampfstempels in eine Form gefüllt.
-
(b) Härten: Die mit der Probe gefüllte Form wurde mit einem Film
aus Polgvinylidenchlorid umkleidet. Die Nasshärtung wurde somit in einem im wesentlichen
geschlossenen Sgstem über Nacht (innerhalb etwa 20 Stunden) durchgeführt. Die Oberfläche
der geformten Proben wurde
zur Bildung einer glatten Fläche abgeschabt,
und die Festigkeit nach einem Tag wurde nach Entfernung aus der Form gemessen.
-
Hierauf wurden weitere Proben in Wasser bei einer Temperatur von 20
+ 30C gehärtet, und die Festigkeit wurde nach 7 und 28 Tagen bestimmt.
-
Im Falle der Lufthärtung bei den Beispielen 6 und 7 wurde die Festigkeit
der Proben nach Härtung an der Luft nach einem Tag - wie oben angegeben - gemssen
; dann ließ man die Proben an der Atmosphäre bei einer Temperatur von 20 + 50C und
einer relativen Feuchtigkeit von 70 + 10 % stehen, worauf die Messung der Festigkeit
nach 7 und 28 Tagen erfolgte.
-
(2) Festergebnisse und Bedingungen: (a) Biegefestigkeit: Die Biegefestigkeit
wurde nach den Japanischen Industrienormen JIS R 5201 mit dem Titel "Physikalische
Untersuchungsmethoden "für Zement" in folgender Weise bestimmt.
-
Nach 1, 7 oder 28 Tagen wurde die Messung an drei aus der Form entnommenen
Proben durchgeführt und ein Durchschnittswert berechnet. Der Abstand zwischen den
Befestigungspunkten wurde auf 100 mm eingestellt. Dann wurde ein Druck auf die Mitte
der Seitenfläche der Probe ausgeübt, wobei der DRuck mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
von 5 kg/Sek @r@ urde. Dabei wurde der merkmale Dru@
Die Biegefestigkeit
wurde nach folgender Formel berechnet: b w w x 0,234 In dieser bedeutet b eine Biegefestigkeit
in kg/cm², und w bedeutet den Maximaldruck in kg.
-
(b) Druckfestigkeit: Die Druckfestigkeit wurde nach den Japanischen
Industrienormen JIS R 5201 in folgender Weise bestimmt.
-
Die Messung wurde an jedem zerbrochenen Stück der drei Proben vorgenommen,
die aus den bei dem obenerwahnten Biegefestigkeitstest erhaltenen Mustern herausgeschnitten
waren; dabei wurde ein durchschnittlicher Wert berechnet. Beide Seitenflächen der
eingeschlossenen Proben wurden unter Verwendung von Druckpfählen in der Mitte zusammengepresst,
wobei der Pressdruck mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von 80 kg/sec. erhöht wurden
Der Maximaldruck wurde bestimmt, und die Druckfestigkeit wurde nach folgender Formel
berechnet: c X w/16 In dieser bedeutet C die Druckfestigkeit in Kg/cm2, und w bedeutet
den Maximaldruck in Kg.
-
(c) Fließwert: Der Fließwert wurde nach den Japonischen Industrie
normen
JIS R 5201 in folgender Weise bestimmt.
-
Eine Mörtelprobe, bei der das Mischen beendet war, wurde in einen
Fließkonus eingefüllt, und der Fließkonus wurde genau über der Mitte einer Fließtafel
angeordnet. Dann wurde der Fließkonus genau nach oben entfernt, worauf man 15-mal
innerhalb 15 Sekunden eine Fallbewegung verursachte. Der Durchmesser des ausgebreiteten
Mörtels wurde in zwei Richtungen gemessen, und zwar einmal in der anscheinend größten
Ausdehnung und in der hierzu rechtwinkligen Richtung. Der durchschnittliche Wert
der Einheit in mm wurde als Fließwert bezeichnet.
-
Der oben-erwähnte Fließversuch wurde zweimal durchgeführt, wobei
ein durchschnittlicher Wert berechnet wurde.
-
(d) Porosität: Die Dichte p1 beim Mischen wurde aus dem Gesamtgewicht
und dem Volumen der Bestandteile berechnet, und die Dichte p2 der Probe wurde aus
dem Gewicht und dem Volumen der geformten Probe unmittelbar nach ihrer Entfernung
aus der Form berechnet.
-
Die Prosität a wurde nach folgender Formel berechnet: p1 - p2 a =
x 100 (%)
(e) Wasserabsorption: Nach dem Biegetest wurde die Probe
bei 800C über Nacht innerhalb etwa 18 Stunden getrocknet und dann bei 1050C drei
Stunden in einen Ofen gebracht; anschließend wurde die Probe in Wasser von 200C
+ 2°C eingetaucht. Die Wasserabsorption wurde dann gemessen.
-
BEISPIEL 1 Einer Zementmasse, die aus 1000 Teilen Zement bestand,
wurden 1000 Teile Sand und 250 Teile Wasser sowie 7,5 Teile eines hohen Formaldehydkondensats
von Naphthalinsulfonat und einem Monomeren,(ein Vorpolymerisat), in Mengen von 10
Gew.-* auf den Zement gerechnet zugesetzt. Die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit
nach 7 Tagen ergeben sich aus der folgenden Tabelle, aus der ersichtlich ist, daß
eine wasserlösliche Epoxyverbindung gute Ergebnisse zeitigt.
-
TABELLE 1 Ver- Monomeres (Vorpolymerisat) Fließ- Biege- Drucksuch
Monomeres wert festig- festigkeit Nr. keit in in Kg/cm² Kg/cm² 1 ohne Zusätze 100
126 556 2 nur Zusatz eines Disper- 133 144 730 sionsmittels 3 Styrol 159 118 500
4 Styrol + 2-Äthylhexyl- 159 93 325 ; acrylat im Verhältnis 1:1 5 Styrol - Divinylbenzol
im i Verhältnis 95:5 155 108 548 6 6 Hydroxymethylmethacrylat 174 nicht härtbar
7 7 Acylamid 179 dito dito .8 N-methylolacrylsmid 146 13 32 9 Epoxyemulsion 136
97 270 10 Vinylacetat 131 41 219 11 Vinylpropionat 148 nicht härtbar -12 Acrylsäure
112 17 41 13 Acrylnitril 145 98 413 14 Polyvinylchlorid 146 89 254 15 Polyäthylen
100 103 381 116 Natriumpolyacrylat 107 25 53 17 Urethanemulsion 100 51 186 18 Wasserunlösliches
Epoxy- 123 136 373 harz 19 Wasserlösliches Epoxyharz 134 179 595 (nämlich: Glyceryldiglycidyläther)
BEISPIEL
2 Der Zementmasse wurden in Mengen von 10 Gew.-% auf den Zement gerechnet ein wasserunlösliches
und ein wasserlösliches Epoxyharz zugesetzt. Die Wirkung der beiden Arten von Epoxgharzen
wurde geprüft, um die optimale Menge an dem als Härtungsmittel verwendeten Amin
zu studieren. Die erhaltenen Ergebnisse sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich.
-
In allen Versuchen betrug das Verhältnis von Wasser zu Zement (W/C)
25 O/o, und das Verhältnis von feinem Sand zu Zement (S/C) lag bei 1,0. Der Zusatz
des Superplastifizierungsmittels (das gleiche, wie es in Beispiel 1 verwendet wurde)
betrug 0,75 Gew.-, auf den Zement gerechnet. Es sind die nach 7 Tagen erhaltenen
Ergebnisse dargestellt.
-
TABELLE 2
| Epoxydharz / Härtemittel Verhältnis Fließwert Biegefe- Druckfe-
$Wasserabsorp- |
| stigkeit stigkeit tion (%) nach |
| Kg/cm² Kg/cm² 3-stündigem |
| Eintauchen in |
| Wasser |
| Epoxyharz vom Besphenoltyp/Di- 1,0 : 0,8 117 111 347 1,0 |
| äthylentriamin 1,0 : 1,0 118 125 352 1,2 |
| 1,0 : 1,2 119 126 354 1,5 |
| Epoxyharz vom Bisphenoltyp / 1,0 : 1,2 117 124 333 2,3 |
| Triäthylentetramin |
| Polyäthylenglycoldiglycidyläther 1,0 : 1,0 131 175 294 1,6 |
| /Triäthylentetramin 1,0 : 1,2 133 199 310 2,3 |
| 1,0 : 1,5 127 187 305 2,1 |
| Glycerindiglycidyläther/Triäthy- 1,0 : 1,0 129 151 381 2,4 |
| lentetramin 1,0 : 1,2 131 211 476 2,9 |
| 1,0 : 1,5 125 221 508 2,8 |
| Diglycerintriglycidyläther / 1,0 : 1,0 134 147 434 3,1 |
| Triäthylentetramin 1,0 : 1,2 136 222 582 2,6 |
| 1,0 : 1,5 135 163 487 3,8 |
| ohne Zusatz, lediglich mit 0,75% |
| Dispergierungsmittel 125 129 537 3,4 |
Aus den vorstehenden Resultaten ist leicht ersichtlich, daß die
Biegefestigkeit selbst bei Erhöhung der Menge des Eärtemittels bei Verwendung eines
Epoxyharzes vom gewöhnlichen Bisphenoltyp nicht steigt. Im Gegensatz hierzu steigt
bei Anwendung eines wasserlöslichen Epoxyharzes, insbesondere eines solchen vom
Glycerintyp, sowohl die Biege- als auch die Druckfestigkeit mit steigender Menge
des Härtemittels; sie erreicht einen Maximalwert bei einem Verhältnis des Härtemittels
zum Epoxyharz von etwa 1,0 bis 1,2.
-
BEISPIEL 3 Einer Zementmasse, die aus 1000 Teilen Zement, 1000 Teilen
Sand, 250 Teilen Wasser und 7,5 Teilen eines Superplastifizierungsmittels (nåmlich
eines hohen Formaldehydkondensats von Naphthalinsulfonat) bestand, wurden sechs
wasserlösliche Epoxyharzproben getrennt voneinander zugesetzt; die Wirkungen dieser
Epoxyharze wurden miteinander verglichen. Als Härtungsmittel für das wasserlösliche
Epoxyharz wurde Triäthylentetramin verwendet, und zwar in einem molekularen Verhältnis
von 1 : 1,2 berechnet auf das Epoxyäquivalent. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 3
ersichtlich. Bei jedem Versuch wurde eine Verbesserung der Biegefestigkeit festgestellt.
-
TABELLE 3
| Biegefestigkeit Druckfestigkeit Wasserabsorption,% |
| Fließ- nach 3-stündig.Tau- |
| Wasserlösliches Epoxyharz Kg/cm2 nach: Kg/cm² nach: |
| wert chen in Wasser,nach |
| 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. 1 Tag. 7 Tag. 28 Tag. 7 Tagen 28 Tagen |
| Nur mit einem Zusatz von 125 93 129 152 376 537 619 3,4 2,5 |
| 0,75 % Dispergiermittel |
| Glyceryldiglycidyläther 127 100 194 215 312 516 529 1,6 2,0 |
| Diglyceryltriglycidyl- 137 81 181 195 325 572 587 2,5 2,1 |
| äther |
| Polyäthylenglycol- 134 80 155 200 191 333 500 2,1 1,5 |
| diglycidyläther |
| Trimethylolpropan- 124 76 173 189 238 429 592 2,2 2,2 |
| polyglycidyläther |
| Pentaerythrit- 120 110 189 190 312 466 579 2,3 2,2 |
| polyglycidyläther |
| Sorbitpolyglycidyläther 134 81 171 176 259 418 484 2,5 2,4 |
BEISPIEL 4 Das Verhältnis von Wasser zu Zement wurde innerhalb
eines breiten Gebietes von 20 bis 50 geändert; gleichzeitig wurde auch das Verhältnis
von Sand zu Zement geändert. Den in dieser Weise zusammengesetzten Mörtelmassen
wurde Glyceryldiglycidyläther in Mengen von 10 Gew.-% , auf den Zement gerechnet,
zugesetzt. Weiterhin wurde Triäthylentetramin in Mengen von 1,2 Molen auf ein Epoxyäquivalent
gerechnet zugefügt. Die Wirkung der Erhöhung der Biegefestigkeit wurde untersucht;
die Resultate ergeben sich aus Tabelle 4.
-
TABELLE 4
| W/C S/C Disper- Epoxy Fließ- Biegefestigkeit Druckfestigkeit
Wasserabsorption |
| (%) gierungs- /C wert (Kg/cm²)nach; (Kg/cm²) nach (%) nach
3 stün- |
| mittel/C (%) digem Eintauchen |
| 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. |
| (%) # in Wasser / 28Tg |
| 50 2,0 0 0 150 31 80 103 82 349 492 6,3 |
| 50 2,0 0 10 176 34 105 140 53 265 418 4,0 |
| 40 1,5 0 0 150 42 102 108 233 489 584 5,2 |
| 40 1,5 0 10 180 57 135 168 103 386 497 3,5 |
| 30 1,5 3,0 0 157 64 125 130 233 537 608 3,3 |
| 30 1,5 3,0 10 138 76 151 175 211 417 522 2,2 |
| 25 1,0 0,75 0 125 92 129 152 376 537 619 2,5 |
| 25 1,0 0,75 10 130 94 188 192 310 508 571 1,8 |
| 20 1,0 0,75 0 100 92 156 155 426 576 683 2,7 |
| 20 1,0 0,75 10 104 128 226 231 373 569 624 2,1 |
* : ein hohes Formaldehydkondensat von Haphthalinsulfonat.
-
Durch die in der vorhergehenden Tabelle angegebenen Resultate wird
bestätigt, daß die Biegefestigkeit innerhalb des Gesamtgebietes des Wasser-Zement-Verhältnisses
verbessert wird, daß jedoch die Druckfestigkeit aufgrund der Wasserhärtung der Proben
um 10 bis 20 % abnimmt.
-
BEISPIEL 5 Zu 4 Arten von Mischungen mit verschiedenem Wasser-Zement-Verhältnis
sowie zu Mischungen, die durch Zusatz von 0,75 % - auf das Zementgewicht gerechnet
- eines Superplastifizierungsmittels, desgleichen wie in Beispiel 1, zu den ersterwähnten
Massen unter Verminderung des Wassergehaltes gewonnen waren, so daß der gleiche
Setzwert erreicht war, wurde eine Mischung von Glyceryldiglycidyläther und riäthylentetramin
(in einem Äquivalentverhältnis von 1,0 : 1,2 ) zugesetzt, und zwar in Mengen von
8,1 bis 8,4 06, auf das Gesamtvolumen gerechnet. Alle Proben wurden in Wasser gehärtet,
dabei wurden die aus Tabelle 5 ersichtlichen Festigkeiten gemssen.
-
TABELLE 5
| W/C S/C Disper- Epoxy/G Fließ- Biegefestigkeit Druckfestigkeit
Wasserab- |
| (%) gierungs- wert sorption (%) |
| mittel/C (kg/cm²) nach: (kg/cm²) nach: |
| n/3 stündig |
| (%) 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. Eintauchen |
| i/Wasser |
| 25 1,0 0 kein 104 79 127 126 352 559 579 2,8 |
| Zusatz |
| 25 1,0 0 Zusatz 127 80 161 155 283 421 455 1,9 |
| 25 1,0 0,75 kein 131 93 134 146 466 619 768 2,1 |
| Zusatz |
| 25 1,0 0,75 Zusatz 134 86 186 178 299 503 532 1,9 |
| 40 1,5 0 kein 152 38 89 97 164 421 540 4,3 |
| Zusatz |
| 40 1,5 0 Zusatz 189 62 120 160 154 318 487 2,8 |
| 33,5 1,5 0,75 kein 159 70 106 108 317 532 635 2,6 |
| Zusatz |
| 33,5 1,5 0,75 Zusatz 154 75 143 187 230 386 535 2,0 |
| 60 2,35 0 kein 160 19 58 74 48 235 307 7,6 |
| Zusatz |
| 60 2,35 0 Zusatz 203 44 82 108 66 188 297 3,2 |
| 54,5 2,35 0,75 kein 160 29 69 79 71 283 373 6,4 |
| Zusatz |
| 54,5 2,35 0,75 Zusatz 187 48 91 123 101 249 336 4,0 |
Wie sich aus der vorstehenden Tabelle ergibt, kann einer Verminderung
der Druckfestigkeit durch Zusatz von wasserlöslichem Epoxyharz dadurch entgegengewirkt
werden, daß man den Wassergehalt durch Verwendung eines Superplastifizierungsmittels
vermindert.
-
BEISPIEL 6 Es wurden ähnliche Versuche, wie in Beispiel 5 angegeben,
durchgeführt mit dem Unters-chied, daß eine Lufthärtung durchgeführt wurde; es wurden
die in Tabelle 6 angegebenen Festigkeiten gemessen.
-
TABELLE 6
| W/C S/C Disper- Epoxy Fließ- Biegefestigkeit Druckfestigkeit
Wasserabsorp- |
| (%) gierungs- /C Wert tion (%) nach |
| mittel/C (%) (Kg/cm²) nach: (Kg/cm²) nach: |
| n/3 stündig. Ein- |
| (%) 3 Tag 7 Tag. 28 Tag. 3 Tag 7 Tag. 28 Tag. tauchen in |
| Wasser - 28 T. |
| 30 0,75 0 0 161 62 64 82 413 487 545 6,5 |
| 30 0,75 0 9,6 177 80 71 186 352 424 648 2,2 |
| 26,5 0,75 0,75 0 158 66 74 94 458 511 545 5,5 |
| 26,5 0,75 0,75 9,2 149 92 73 180 392 457 738 1,7 |
| 40 1,5 0 0 158 44 52 84 258 281 360 8,3 |
| 40 1,5 0 13,8 189 71 87 138 241 310 527 1,3 |
| 34 1,5 0,75 0 161 65 70 105 333 365 389 6,2 |
| 34 1,5 0,75 13,1 149 88 100 192 365 410 656 0,8 |
| 50 1,95 0 0 159 38 44 69 122 198 254 9,8 |
| 50 1,95 0 16,4 196 64 75 119 178 262 421 1,3 |
| 43,5 1,95 0,75 0 161 44 63 75 201 258 281 8,4 |
| 43,5 1,95 0,75 15,7 162 76 91 168 267 336 516 1,2 |
| 60 2,35 0 0 156 27 32 61 69 124 188 10,6 |
| 60 2,35 0 19,3 204 50 63 119 127 211 352 1,6 |
| 54,5 2,35 0,75 0 162 34 46 64 111 138 196 10,3 |
| 54,5 2,35 0,75 18,6 176 65 85 157 196 262 450 1,5 |
Aus den Resultaten der vorstehenden Tabelle ist leicht zu ersehen,
daß bei Durchführung einer Lufthärtung die Auflösung des wasserlöslichen Epoxyharzes
in Wasser, wie dies bei der Wasserhärtung beobachtet wurde, vermieden werden kann,
und daher läßt sich der synergistische Effekt des Superplastifizierungsmittels,
des wasserlöslichen Epoxyharzes und des aliphatischen mehrwertigen Amins augenfälliger
zeigen, wobei sowohl die Biegefestigkeit als auch die Druckfestigkeit augenfällig
verbessert werden.
-
BEISPIEL 7 Superplastifizierungsmittel wurden mit gewöhnlichen Zementdispergiermitteln
im Hinblick auf die Wirkungen verglichen, die durch die kombinierte Verwendung mit
einem wasserlöslichen Epoxyharz erreicht wurden, und zwar unter der Bedingung, daß
der Fließwert etwa 160 betrug. Bei jedem Versuch wurde eine Lufthärtung durchgeführt.
-
TABELLE 7
| W/C S/C Disper- Epoxy Fließ- Biegefestigkeit Druckfestigkeit
Wasserabsorption |
| (%) gierungs- /C wert (%) nach 3 stün- |
| mittel/C (%) (Kg/cm²) nach: (Kg/cm²) nach: |
| diegem Eintauchen |
| (%) 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. 1 Tag 7 Tag. 28 Tag. i/Wasser - 28
T. |
| (1) kein Zusatz |
| 60 2,3 0 0 159 17 41 52 58 183 210 j10,0 |
| 48,5 2,3 0 18,6 156 24 54 74 84 214 294 2,2 |
| (2) Salz eines hohen Kondensats aus Naphthalinsulfonsäure mit
Formaldehyd |
| 54,5 2,3 0,75 0 161 22 49 70 66 222 265 8,4 |
| 48,5 2,3 0,75 18,6 158 53 105 155 143 353 535 0,9 |
| (3) Salz eines Kondensats einer Creosotölsulfonsäure mit Formaldehyd |
| 54,5 2,3 0,45 0 159 20 43 54 65 182 211 9,3 |
| 48,5 2,3 0,45 18,6 157 47 97 145 137 348 529 0,6 |
| (4) Salz eines Kondensats aus Melaminsulfonsäure mit Formaldehyd |
| 54,5 2,3 1,5 0 154 29 55 73 81 257 310 8,0 |
| 48,5 2,3 1,5 18,6 161 47 102 146 134 360 557 0,7 |
| (5) Ligninsulfonsäure unter Zusatz von 25 % CaC 2.H2O |
| 54,5 2,3 0,25 0 157 17 39 47 49 166 178 10,1 |
| 48,5 2,3 0,25 18,6 156 38 90 139 104 338 520 0,7 |
Wie sich aus der vorstehenden Tabelle ergibt, kann sowohl die
Biege- wie die Druckfestigkeit durch die synergistische Wirkung zwischen einem wasserlöslichen
Epoxyharz und einem aliphatischen mehrwertigen Amin bei Verwendung von Superplastifizierungsmitteln,
nämlich einem hohen Formaldehydkondensat von Naphthalinsulfonat, einem Formaldehydkondensat
eines Oreosotölsulfonats und einem Formaldehydkondensat eines Melaminsulfonats,
gegenüber der Verwendung eines gewöhnlichen Zementdispergiermittels, nämlich Ligninsulfonat,
verbessert werden; dabei lassen sich gehärtete Zementerzeugnisse mit ausgezeichneter
Wasserdichtigkeit erzielen.