DE3000245A1

DE3000245A1 - Verfahren zur herstellung von schaumbeton oder schaummoertel

Info

Publication number: DE3000245A1
Application number: DE19803000245
Authority: DE
Inventors: Eisaburo Okada; Koji Sakagami
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1980-01-05
Publication date: 1980-07-31
Also published as: US4325736A; GB2040907B; FR2446803B1; CA1128698A; FR2446803A1; GB2040907A; JPS5595656A; JPS582190B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung lufthaltigen Zements oder lufthaltigen Mörtels unter Verwendung einer Kombination eines Ho chi ei s tnng swas s erverminderung smittels für Zement, das beim Zumischen keine Luft mit sich reißt, eines Schaummittels und eines Schaumstabilisierungsmittels. In der folgenden Beschreibung wird der Ausdruck "Luft mit sich reißend" durch die Buchstaben AE abgekürzt.

Die Erzielung folgender Wirkungen, nämlich

1. die Verbesserung der Verformbarkeit und die dabei sich ergebende Verminderung des Verhältnisses von Wasser und Zement einerseits zur Menge der feinen Zuschlagstoffe andrerseits,

2. die Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens durch Luftblasen und

...2 030031/0806

die damit verbundene Verminderung des Ausblutens. 3. Eine Verbesserung der Pumpbarke it und

4·. eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Ausfrieren und Wiederauftauen läßt sich durch Zusatz eines Additivs erwarten, das die Fähigkeit besitzt, beim Einmischen in den Zement oder Mörtel Luft mitzureißen. Dieses Mittel wird im folgenden als AE-Mittel bezeichnet.

Als übliche AE-Mittel können anionische oberflächenaktive Mittel genannt werden, die als Hauptbestandteil Salze von hochoxydierten Harzsäuren oder Proteinsubstanzen oder Alkylbenzolsulfonaten oder Triäthanolaminsalze von Alkylsulfonaten und Polyoxyäthylenalkylsulfonaten und nicht-ionische oberflächenaktive Mittel unter Einschluß von Polyoxyäthylenalkylaryläthern und dergleichen enthalten.

Als Mittel, welches sowohl ein Mitreißen von Luft als auch eine Wasservermin-derung ermöglicht, das im folgenden als AE-Wasserverminderungsmittel bezeichnet wird, können Sulfonsäuresalze von aromatischen Kbhlenwasserstoffformalinkondensaten genannt werden, die durch Salze von Ligninsulfonat oder Alkylnaphthalinsulfonat-IOrmalinkondensaten repräsentiert werden oder Sulfonsäuresalze von Kohlenwasserstoffformalinkondensaten, bei denen der Kohlenwasserstoff durch Zersetzen von Ereosotöl entstanden ist.

Als typisches Beispiel für Hochleistungswasserverminderungsmit= tel für Zement können weitgehend kondensierte Verbindungen von ß-Naphthalinsulfonsäureformaldehyd (v©rgl_o japanische Patentveröffentlichung Nr. 11737/66) und Sulfonsäuresalze von Polymerisationsprodukten von Melamin mit formaldehyd erwähnt i-jerden (japanische Offenlegungsschrift 8080/72)„ Beide Verbindungen vermögen jedoch keine Luft beim Einmischen in den Zement mitzureißen.

Hochleistungswasserv©Eiind@rungsmittel, die keine Luft beim Ver-

-ζ -

mischen mitreißen, sind bisher in der Hauptsache für sogenannten hochfesten Beton verwendet worden. Andererseits hat man AE-Mittel oder AE-WasServerminderungsmittel bisher in der Hauptsache für Konstruktionsbeton oder solchen Beton mit verhältnismäßig geringer Festigkeit verwendet. Infolgedessen sind Hochleistungswasserverminderungsmittel, die keine Luft beim Einmischen mitreißen und ein AE-Mittel kaum Je in Kombination miteinander verwendet worden. Neuerdings hat man in Deutschland ein Sulfonsäuresalz eines Melaminformalinpolymerisats, d.h., ein Hochleistungswasserverminderungsmittel, als Fließmittel für sogenannten Fließbeton verwendet. Weiterhin wurde gefunden, daß ein Salz eines hochmolekularen Kondensats von ß-Naphthalinsulfonsäure mit Formalin ausgezeichnete Eigenschaften als Fließmittel für Fließbeton besitzt.

Indessen hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß bei der Herstellung von Fließbeton die in den Grundzement - also in den Zement vor dem Einverleiben des Fließmittels - hineingerissenen Luftblasen bei Verwendung eines AE-Mittels oder eines AE-Wasserverminderungsmittels durch Zusatz des oben erwähnten Fließmittels von der Art eines Hochleistungswasserverminderungsmittels verschwinden und die Erreichung der bei Schaumbeton erwarteten Wirkungen, besonders die Wirkung einer Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen, kaum möglich ist. Bei der Herstellung von bruchfesten Streckbetonerzeugnissen, die der Außenatmosphäre ausgesetzt sind und einem Ausfrieren und Wiederauftauen unterliegen, wie beispielsweise Eisenbahnschwellen, Spurplatten und Brückenteile, hat man öfter ein Hochleistungswasserverminderungsmittel und ein AE-Mittel in Kombination miteinander verwendet. Auch in diesem Fall ergab sich, daß die hineingerissenen Luftblasen wieder verschwanden. Es ist also mit anderen Worten unmöglich, wenn lediglich ein im Handel erhältliches Hochleistungswasserverminderungsmittel und ein ebenso im Handel erhältliches AE-Mittel in Kombination miteinander verwendet werden, einen Beton zu erzielen, der in beiden Hinsichten befriedigt, d„h.₉ daß der

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30002AS

-X-

frische Zement sowohl ein hohes Fließvermögen aufweist und daß der gehärtete Beton Luftblasen zurückhält. Das American Concrete Institute (ACI) hat vorgeschlagen, daß im Zusammenhang mit der Widerstandsfähigkeit gegen frieren und Wieder auf tauen, was ein wichtiges Charakteristikum von Schaumbeton darstellt, der Hohl« raumfaktor unter 250 u, vorzugsweise unter 20Ou liegen soll, wobei dieser Hohlraumfaktor als wichtig bei der Herstellung von Schaumbeton betrachtet wird, sowohl was seine Beständigkeit als auch seine Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen ausmacht.

Wenn ein handelsübliches AE-Mittel oder ein AE-Wasserverminderungsmittel allein verwendet wird, liegt der Hohlraumfaktor des fertigen Betons unter 200 μ oder nur wenig über 200 μ, und die Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen ist ausreichend. Wenn jedoch ein solches AE-Mittel oder ein AE-Wasserverminderungsmittel in Kombination mit einem Hochleistungswasserverminderung smittel, also einem ELießmittel, verwendet wird, wird der Hohlraumfaktor größer als 250 μ und die Widerstandsfähigkeit gegen Irieren und Wiederauftauen ist vermindert, selbst wenn diese Mittel in größeren Mengen verwendet werden als es allgemein üblich ist.

Bei diesem Stand der Technik hat die Anmelderin Untersuchungen vorgenommen, um ein AE-Mittel zu entwickeln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß selbst bei seiner Verwendung in Kombination mit einem Hochleistungswasserverminderungsmittel die Widerstandsfähigkeit gegen frieren und Wiederauftauen in einem Bereich gehalten werden kann, der ebenso hoch ist, wie der Bereich, der bei alleiniger Verwendung eines gewöhnlichen AE-Mittel s innegehalten werden kann, so daß sich der Hohlraumfaktor unter 200 μ halten läßt. Als Ergebnis wurde schließlich gefunden, daß das unten beschriebene Eeaktionsprodukt sehr gute Eigenschaften aufweist. Aufgrund dieser Ermittlungen ist die vorliegende Erfindung zustande gekommene

β Ο 9 2?

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3000241 S

Im einzelnen ist gemäß vorliegender Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton oder Schaummörtel geschaffen worden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man der Zementmasse ein Hochleistungswasserverminderungsmittel für Zement und ein Schaumbildungsmittel zusetzt, das aus Reaktionsprodukten zwischen einer pc,ß-ungesättigten Dicarbonsaure mit 4 bis 12 Kohlenstoff atomen oder deren Anhydrid und einem Alken mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen oder dessen Salzen besteht.

Die von der Anmelderin gefundene Schaumbildungssubstanz, die bei kombinierter Verwendung mit einem Hochleistungswasserverminderungsmittel ein gutes Lufthaltevermögen bewirkt, besteht aus einem Produkt, das durch Reaktion eines Alkens mit einer «',ß-ungesättigten Dicarbonsaure oder deren Anhydrid in An- oder Abwesenheit eines Lösungsmittels unter normalem oder erhöhtem Druck bei einer Normaltemperatur von 30O⁰O und gegebenenfalls Neutralisieren oder Hydrolysieren dieses Erzeugnisses mit einem Alkali oder Amin, bzw. Ammoniak, oder Neutralisation des Produktes nach der Hydrolyse erhalten wird.

Alkene mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen werden gemäß vorliegender Erfindung bevorzugt verwendet. Im einzelnen werden «u-Olefine und Butadienoligomere bevorzugt, die durch Kracken von Erdölparaffin oder Polymerisation von Ithylen, Propylen, Butylen oder dergleichen und Olefinen gewonnen sind, die ihrerseits durch Dehydrierung von Erdölparaffin entstanden sind.

Als ot,ß-ungesättigte Dicarbonsaure oder deren Anhydrid werden solche mit M- bis 12 Kohlenstoffatomen verwendet. Beispielsweise verwendet man vorzugsweise Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure, !Fumarsäure, Citraconsäure, Oitraconsäureanhydrid, Itaconsäure oder Itaconsäureanhydrid.

Das bei der Reaktion zwischen Alkenen und <x,ß-ungesättigten Dicarbonsäuren erhaltene Reaktionsprodukt gemäß der Erfindung

030031/080$

bestellt in der Hauptsache aus einer Alkenylsubstituierten Bernsteinsäure und einem Polymerisat einer solchen Säure.

Wenn ein Salz des oben erwähnten Reaktionsproduktes als AE-Mittel in Kombination mit einem ^ochleistungswasserverminderungsmittel verwendet wird, ist das Verhältnis des Salzes der alkenylsubstituierten Bernsteinsäure und des Polymerisats dieses Salzes von erheblicher Bedeutung für die Eigenschaften und Leistung des AE-Mittels, wie sich aus den Ergebnissen der weiter unten angeführten Beispiele entnehmen läßt. Das bevorzugte Gewichtsverhältnis der alkenylsubstituierten Bernsteinsäure oder ihres Salzes zu dem entsprechenden Polymerisat oder seinem Salz liegt in der Größenordnung von 93 zu 7 bis 85 zu 15. Der Grund, warum ein solches optimales Gewichtsverhältnis vorhanden ist, konnte nicht aufgeklärt werden. Es ist jedoch anzunehmen, daß die alkenylsubstituierte Bernsteinsäure oder ihr Salz als Mittel zum Mitreißen von Luft wirkt, wobei das Polymerisat aus der alkenylsubstituierten Bernsteinsäure oder sein Salz als Schaumstabilisator wirkt. Wenn das oben erwähnte Gewichtsverhältnis höher ist als 93 zu 7» ist die Fähigkeit zur Schaumstabilisierung vermindert, und wenn das oben erwähnte Gewichtsverhältnis unter 85 zu 15 liegt, ist die Neigung zur Koagulation der Zementteilchen erhöht, was zu einem vorzeitigen Steifwerden und Verlusten durch Absetzen führt.

Als Hochleistungswasserverminderungsmittel, das gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, können beispielsweise Salze von hochmolekularen Kondensaten, von ß-Naphthalinsulfonsäure mit !Foraaldehyd sowie ein Sulfonsäuresalz eines Melaminformalinpolymerisats genannt werden.

Im folgenden soll die Art und Weise des Einverleibens der Additive gemäß vorliegender Erfindung beschrieben werden. Bei der Herstellung von Zement oder Mörtel kann zunächst ein Verfahren verwendet werden, bei dem das Hochleistungswasserver-

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minderungsmittel und die Schaumbildungssubstanz miteinander verknetet und in Wasser gelöst werden, worauf diese Mischung dem Zement einverleibt wird. Zweitens kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem das Hochleistungswasserverminderungsmittel und die Schaumbildungssubstanz getrennt voneinander verknetet, in Wasser gelöst und zugesetzt werden, oder wobei hochkonzentrierte wässrige Lösungen der beiden Mittel getrennt voneinander zugesetzt werden. Drittens kann ein Verfahren benutzt werden, bei dem die trockenen Feststoffe des Hochleistungswasserverminderungsmittels und der schaumbildenden Substanz der Zementmasse ohne Wasser einverleibt werden.

Die verwendeten Mengen der Additive gemäß vorliegender Erfindung unterscheiden sich in Abhängigkeit von der erforderlichen Menge an Luft, den gewünschten Setzeigenschaften, der Art und Menge des verwendeten Zements und des Zuschlagsstoffs, dem Mischungsverhältnis der entsprechenden Materialien, der Reihenfolge der Verknetung, der Art und dem fassungsvermögen der Knetmaschine sowie der Temperatur, so daß diese Bedingungen nicht einfach angegeben werden können. Um jedoch eine Standardluftmenge von 4,0 i 0,5 % bei Beton zu erreichen, die nach dem Qualitätsstandard für oberflächenaktive Mittel bei Beton gemäß den japanischen Industrienormen 5T-401 der Japanischen Architektur Gesellschaft vorgeschrieben sind und eine Standardluftmenge von 4 bis 4,5 % für Schaumbeton, wie sie in den Standardangaben der Japanischen Zivil-Ingenieur-Gesellschaft festgelegt sind, ist es vorzuziehen, daß das Hochleistungswasserverminderungsmittel in einer Menge von 0,15 bis 1,05 Gew.-% berechnet auf den Zement im Fall der Bildung eines Salzes eines Hochkondensats mit ß-Naphthalinsulfonsäure verwendet wird, oder in. Mengen von 0,3 bis 2,1 Gew.-%, berechnet auf den Zement, bei Verwendung eines Sulfonsäuresalzes eines Melaminformalinpolymerisats, während die schaumbildende Substanz, also das AE-Mittel gemäß vorliegender Erfindung, in Mengen von 0,0015 bis 0,15 Gew.-%, berechnet auf den Zement, zugesetzt wird.

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-A-

Im einzelnen hängt die optimale Menge des gemäß vorliegender Erfindung "verwendeten Schaumbildungsmittels vreitgehend von der Art des für die Umsetzung verwendeten Alkens, d.h. von der "Kohlenstoffzahl der Alkenylgruppe im !Reaktionsprodukte, ab. Wenn die Kohlenstoffzahl 6 bis 10 beträgt, liegt die optimale Menge der schaumbildenden Substanz zwischen 0,0Ί0 und 0,40 Gew.-#, berechnet auf den Zement. Wenn die fehl ens toff zahl, der Alkenylgruppe bei 12 bis 14 liegt, beträgt die optimale Menge 0,0015 bis 0,010 Gew.-%, berechnet auf den Zement, und wenn die Kohlenstoffzahl der Alkenylgruppe bei 16 bis 18 liegt, ist die optimale Menge 0,05 bis 0,15 Gew.-%, berechnet auf den Zement.

Gemäß vorliegender Erfindung läßt sich die erforderliche Luftmenge von 3 bis 6 %, berechnet nach den Standardbedingungen für verstärkte Betonkonstruktionen naeh JASS 5 der Japanischen Architektur Gesellschaft, bzw. die erforderliche Luftmenge von 3 bis 6 %, berechnet nach den Standardbedingungen der Japanischen Zivil-Ingenieur Gesellschaft, leicht durch Regelung und Einstellung der verwendeten Menge der Schaumsubstanz erreichen.

Die von der Anmelderin gefundene Schaumbildungssubstanz, die in wirksamer Weise in Kombination mit einem Hochleistungswasserverminderungsmittel verwendet wird, übt eine gute Wirkung hinsichtlich des Mitreißens von Luft aus, selbst wenn sie allein verwendet wird. Die durch alleinige Verwendung der Schaumbildungssubstanz gemäß vorliegender Erfindung erreichbare Wirkung läßt sich auch in ausreichender Weise durch ein handelsübliches AE-Mittel erzielen, und daher ist die alleinige Verwendung der Schaumbildungssubstanz als AE-Mittel vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus niht vorteilhaft.

Als Zement, der gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden kann, seien beispielsweise folgende genannt: Fortland-Zement, wie normaler Portland-Zement, rasch hochfester Portland-Zement, Portland-Zement für gemäßigte Erwärmung, weißer Portland-Zement sowie rasch ultra-hochfestwerdender Portland-Zement, ferner ge-

030031/060« ·*·⁹

misclite Zemente wie Portiand-Hochofenzement, Silica-Zement und Flugaschen-Zement, schließlich, spezielle Zemente wie Aluminiumoxyd-Zement und Ausdehnungs-Zement. Diese ZementSorten können einzeln oder in Form einer Mischung von zwei oder mehreren derselben verwendet werden. In jedem Fall werden gute Ergebnisse erzielt.

Bei Beton oder Mörtel, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt sind, werden die Eigenschaften des Hochleistungswasserverminderungsmittels in genügender Weise ausgenutzt. So besitzt beispielsweise der entstehende Schaumbeton eine genügende Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen, so daß der relative dynamische Elastizitätsmodul bei JOOmaligem Frieren und Wiederauftauen höher liegt als 95 %? während α,βτ Blasenraumkoeffizient in manchen Fällen unter 200 μ liegt. Falls er höher ist, überschreitet er keinesfalls 230 μ, das bedeutet also, daß der Blasenraumkoeffizient den kritischen Bereich, wie er durch ACI festgelegt ist, nicht überschreitet.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird Schaumbeton und Schaummörtel durch Verwendung eines AE-Mittels hergestellt, das aus einem Eeaktionsprodukt besteht, welches durch Reaktion zwischen einem Alken und einer ec-,ß-ungesättigten Dicarbonsäure oder deren Anhydrid erhalten ist, oder einem Salz dieses Reaktionsprodukts in Kombination mit einem Hochleistungswasserverminderungsmittel, welches keine Luft mit sich reißt. Gemäß vorliegender Erfindung kann an Stelle des Hochleistungswasserverminderung smitt eis, das keine Luft mit sich reißt, ein Wasserverminderung smitt el verwendet werden, welches Luft mit sich reißt, also ein AE-Wasserverminderungsmittel, beispielsweise ein Salz eines Ligninsulfonate, ein Salz eines Kondensats, eines Alkylnaphthalinsulfonats mit Formalin oder ein Sulfonsäuresalz eines Kondensats aus einem Kohlenwasserstoff, der durch Zersetzung von Kreosotöl erhalten ist, mit Formalin in Kombination mit dem oben erwähnten Reaktionsprodukt oder seinem Salz. „_n

... IvJ

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Die Eigenschaften eines nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gewonnenen Schaumbetons sollen nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben werden.

Bei diesen Beispielen wurde das Setzvermögen und die Luftmenge des nichtverfestigten Zements nach den Verfahren bestimmt, wie sie bei JIS A-1101 und JIS A-1128 vorgeschrieben sind. Die Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Auftauen und der Hohlraumfaktor wurden nach dem Verfahren von ASiPM G-666, bzw. der modifizierten Punktzählmethode von ASTM C-457i bestimmt. Die dem Stier- und Auftautest unterworfenen Proben hatten eine Größe von 10 χ 10 χ 40 cm und waren nach dem Verfahren JIS A-1132 hergestellt.

Der Grund, warum Versuche hauptsächlich hinsichtlich der Beständigkeit des Betons gegen !Frieren und Wieder auftauen durchgeführt wurden, besteht darin, weil wir der Meinung sind, daß ein Beton, der eine genügende Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen besitzt, auch die oben erwähnten Eigenschaften 1, 2, 3 in zufriedenstellender Weise aufweist.

Die in den Beispielen verwendeten Materialien waren normaler Portland-Zement, hergestellt von der Firma Onoda-Zement, feine Zuschlagsstoffe, hergestellt in Mnokawa mit einem spezifischen Gewicht von 2,60 und einem FM von 2,72, grobe Zuschlagsstoffe, nämlich gemahlene Steine, hergestellt in Takarazuka mit einem spezifischen Gewicht von 2,62, einer Maximalgröße von 20 mm und einem IM von 6,84, einem im Handel erhältlichen Produkt, Mighty 150, einem Salz eines Hochkondensats von β-Naphthalinsulf onsäure mit Formalin, hergestellt von der Kao Soap Oompany, erhältlich in Form einer 42 %igen Lösung, oder ein im Handel erhältliches Produkt Melment F 10, ein Sulfonsäuresalz eines Melaminformalinpolymerisats, hergestellt von der Firma Showa Denko, als Hochleistungswasservarminderiangsmittelo

Beispiele

Die verwendeten Betonmischverhältnisse ergeben sich aus Tabelle

030031/060« ...11

-M-

Tabelle 1

Betonmischverhältnisse in den Beispielen und Vergleichsbeispielen.

V/0 (%) SA (%) G (Zsw/m³) W (Egw/m³) S (few/m³) G

54,5 40 300 163 717 IO79

Erläuterungen

W bedeutet Wasser, 0 bedeutet Zement, S bedeutet feine Zuschlag stoffe, G bedeutet grobe Zuschlagsstoffe, Δ bedeutet S + G.

Das Kneten wurde 3 Minuten lang mit Hilfe eines Hocnleistungsknetmischers mit einem Passungsvermögen von 50 1 durchgeführt.

Die Ergebnisse der Versuche der Betoneigenschaften sind aus !Tabelle 2 ersichtlich.

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Versuch Nr.

Tabelle

Ergebnisse der Eigenschaftstests Zusatzstoffe

Hochleistungswas- AE-Mittel

serverminderungs-

mittel

Art Zugesetzte Art Zugesetzte Menge als Menge als Feststoff- Feststoffgehalt be- gehalt berechnet auf G rechnet auf C

ο Vergleichs- <*> versuch 1

"^ Vergleichs-_OT versuch 2

m Vergleichsversuch 3

Vergleichsversuch 4

Vergleichsversuch 5

Vergleichsversuch 6

Vergleichsversuch 7

Mighty 150

Melment I¹IO

0,25 0,52

0,0054 0,0013 0,0018 0,02

Luftmen- ge in %

1,0

3,7 4,4 4,0 3,8 Setzzeit Hohlraumin cm faktor μ

3,3	973
10,0	1109
9,4	954
4,5	162
5,7	124
7,0	147
7,0	446

Eelativer dynamischer E-lastizitäts- modul in % nach 30Of acher Wiederholung

nach 5Of acher Wi ederho lung , zerstört ^

dto. °.

dto.

100

nach 5Of achfe£ Wi e derho li^ zerstört

Tabelle 2 / Fortsetzung; Ergebnisse der Eigenschaftstests

Versuch.

Nr.

Zusatzstoffe

Hochleistungswasserverminderungsmittel

AE-Mittel

Art Zugesetzte Menge als FestStoffgemalt berechnet auf C

Vergleichsversuch 8

Vergleichsversuch. 9

Verglei&ttsversuch. 10

Vergleichsversuch. 11

Vergleichsversuch 12

Vergleichsversuch 13

Vergleichsversuch 14

Vergleichsversuch 15

Mighty 150

dto.	0,25
dto.	0,25
dto.	0,25
dto.	0,25
dto.	0,25

Art Zugesetzte Menge als Peststoffgehalt berechnet auf 0

e 0,0021

f 0,0009

a 0,0072

b 0,0042

c 0,0075

d 0,035

e 0,0051

f 0,0024

Luftmen- Setzzeit Hohlraum- Re in % in cm f alebor μ

6,5
13,0
10,2

10,7

13,4

6,6

10,3

160

199 244

363 353 351 225 306

Relativer dynamischer E-lastizitäts- modul in % nach 300facher Wiederholung

98

94

92

83

nach 50f ach.er O3 Wiederholung zerstört

92 S 92

!Tabelle 2 / gortsetzug; Ergebnisse der Eigenschaftstests

Versuch
JJr.

Zusatzstoffe

Hochleistungswasserverminderungsmittel

Art Zugesetzte Menge als Feststoffgehalt berechnet auf

AE-Mittel

Art Zugesetzte
Menge als
Peststoffgehalt be-C rechnet auf G

Vergleichs- Mighty versuch 16 150

Vergleichs- _Λ+._η
versuch 17

Vergleichsversuch 18 ~

Beispiel 1 Mighty 150

Beispiel 2 dto.

Vergleichs- __
versuch 19 ""

0,25

S-30 0,028

S-5 0,0025

S-1 0,012

Beispiel 3

Mighty 150

Beispiel 4 dto.

Vergleichs- _
versuch 20 ~

Beispiel 5

Mighty 150

0,25 0,50

0,25

S-1 S-1 S-2

S-2

S-2 S-3 S-3

0,017 0,024 0,0018

0,0031 0,0046

0,095 0,063

Luftaen- ge in %

3,5 4,0

4,0 3,8

3,9 3,6

3,5 4,1

Setzzeit Hohlraumin cm faktor μ

8,6	235
	267
8,1	126
11,8	164
14,1	213
5,9	135
7,4-	186
11,4	197
5,8	147
7,8	149

Eelativer dy namischer E-lastizitäts- modul in % nach 30Of acher Wiederholung

94,2

93,8

100,2

97,0

95,2

101,3

98,0

96,0

100,4

99,1

Versuch
Nr.

Tabelle 2 / Fortsetzung Ergebnisse der Eigensehaftstests

Zusatzstoffe

LuftmexL- Setzzeit Hohlraua-
ge in % in cm faktor u

Hochlexstungswas- AE-Mittel

serverminderungs-

mittel

Art Zugesetzte Art Zugesetzte Menge als Menge als
Feststoff- Peststoffgehalt be- gehalt berechnet auf 0 rechnet auf 0

Beispiel 6 Mighty 150

ο Beispiel 7 Melment o> F10

°* Beispiel 8 dto.

Eelativer dynamischer E-lastizitätsmodul in % nach 300facher Wiederholung

0,	50	S-3	0,111	3	,8	12,7	187	101,8
o,	52	S-2	0,0028	4	,1	7,8	173	99,0
1,	01	S-3	0,097	3	,7	10,5	190	97,5

Bemerkungen

Jede Menge der Additive ist in Gewichtsprozenten des Feststoffs,

berechnet auf den Zement, angegeben.

a: Salz einer hochoxydierten Harzsäure b: Natriumalkylbenzolsulf onat c: Natriumpolyoxyäthylenalkylphenylsulf at d: Polyoxyäthylenalkylarylather e: Triäthanolaminlaurylsulfat f: Natriumalurylsulfat

S-30: Eine wässrige Lösung, hergestellt durch Neutralisation eines Reaktionsprodukts aus gemischten Alkenen mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen und Maleinsäureanhydrid mit Ätznatron und einem Polymerengehalt von 31 % im Reaktionsprodukt.

S-5 '· Wässrige Lösung, hergestellt durch Neutralisation eines Reaktionsprodukts aus gemischten Alkenen mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen und Maleinsäureanhydrid mit Ätznatron, fraktioniert bis zu einem Polymerengehalt von 4,5 % im Reaktionsprodukt durch Flüssigkeitschromatographie.

S-1 : Wässrige Lösung, hergestellt durch Neutralisation eines Reaktionsprodukts von gemischten Alkenen mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und Maleinsäureanhydrid mit Ätznatron und einem Polymerengehalt von 13 % im Reaktionsprodukt.

S-2 : Wässrige Lösung, hergestellt durch Neutralisation eines Reaktionsprodukts aus gemischten Alkenen mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen und Maleinsäureanhydrid mit Ätznatron und einem Polymer engehalt von 10 % im Reaktionsprodukt.

S-3 : Wässrige Lösung, hergestellt durch Neutralisation eines Reaktionsprodukts aus gemischten Alkenen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und Maleinsäureanhydrid mit Ätzkali und einem Polymerengehalt von 7 % im Reaktionsprodukt.

Aus den Resultaten der Vergleichsversuche 1 bis 3 ist zu ersehen, daß ein Beton ohne Zusatzmittel, oder ein solcher, der nur ein Hochleistungswasserverminderungsmittel enthält, keine genügende Widerstandsfähigkeit gegenüber Frieren und Wiederauf-

...17 030031/0606

_ü(r 3GD0245 - yt -

tauen aufweist.

Bei den Betonproben der Vergleichsversuehe 4 bis 6, 8 und 9 war lediglich ein im Handel erhältliches AE-Mittel zugesetzt, dabei wurde eine gute Widerstandsfähigkeit gegen frieren und Wiederauftauen erzielt. Wie jedoch aus den Ergebnissen der Vergleichsversuehe 10 bis 12, 14 und 15 ersichtlich ist, wird beim Zusatz von Mighty 150 zu diesen Zementproben die Widerstandsfähigkeit gegen Frieren und Wiederauftauen in solchem Ausmaße vermindert, daß der relative dynamische Elastizitätsmodul nach 300facher Wiederholung unter 95 % liegt. Außerdem ist in manchen Fällen der Hohlraumfaktor sehr hoch und übersteigt 250 μ, obwohl er in manchen Fällen unter 200 μ liegt.

Aus den Ergebnissen der Vergleichsversuehe 7 und 13 ist ersichtlich, daß das AE-Mittel d als Zusatzmittel für Schaumbeton nicht geeignet ist.

Aus den Ergebnissen der Vergleichsversuehe 18 bis 20 ist ersichtlich, daß bei alleiniger Verwendung des AE-Mittels gemäß vorliegender Erfindung dieses eine gute Wirkung hinsichtlich des Mitreißens von Luft ausübt.

Wenn man die Ergebnisse der Vergleichsversuehe 16 bis 17 mit den Resultaten des Beispiels 3 vergleicht, ist ersichtlich, daß es hier ein optimales Gebiet für den Polymerengehalt in dem AE-Mittel gibt.

Aus den Ergebnissen der Versuche 1 bis 8 ist ersichtlich, daß nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Schaumbetonmassen erhältlich sind, die einen Hohlraumfaktor von etwa 200 μ und einen relativen dynamischen Elastizitätsmodul von mehr als 95 % bei 30Ofacher Wiederholung des Frierens und Wiederauftauens aufweisen, obwohl die zur Erzielung der gleichen Luftmenge ( 4· + 1 % ) erforderliche Menge des AE-Mittels gemäß vorliegender Erfindung in einem gewissen Ausmaß schwankt

...18 r· ■' ·' -i " ι / η Ci Π Π

in Abhängigkeit von der Art und Menge des in Kombination liier mit verwendeten Hochleistungswasserverminderungsmittels und der Kohlenstoffzahl der Alkenylgruppe in dem AE-Mittel.

Der Gehalt an Polymerisat in dem als JLE-Mittel verwendeten Eeaktionsprodukt wurde durch Geldurchdringungschromatographie ermittelt .

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Claims

Λ. Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton oder Schaummörtel, dadurch gekennzeichnet, daß man einer Zementmasse ein Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton und eine schaumbildende Substanz zumischt, die aus einem Reaktionsprodukt zwischen einer ft.,ß-ungesättigten Dicarbonsäure mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder deren Anhydrid und einem Alken mit 6 bis Kohlenstoffatomen oder dessen Salzen gewonnen ist»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton aus einem Sa^z eines hochmolekularen Kondensats aus ß-Naphthalinsulfonsäure mit Formalin besteht, wobei die Menge des zugesetzten Kondensatsalzes 0,15 bis 1,05 Gew.-%, berechnet auf den Zement, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton aus einem Sulfonsäuresalz eines Melaminformaldehydpolymerisats besteht und die Menge des Sulfonsäuresalzes 0,3 bis 2,1 Gew.-%, berechnet auf den Zement, beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der it-, ß-Di carbonsäure um Maleinsäure, !Fumarsäure, Itaconsäure oder Citraconsäure handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumbildungssubstanz 93 bis 85 Gewichtsteile einer Alkenyl-substituierten Bernsteinsäure oder dessen

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Salz und 7 his 15 Gewichtsteile eines Polymerisats einer solchen Bernsteinsäure oder dessen Salz enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der zugesetzten Schaumbildungssubstanz 0,0015 bis 0,15 Gew.-%, berechnet auf den Zement, beträgt .
7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichent, daß die Menge der zugesetzten Schaumbildungssubstanz 0,010 bis 0,04-0 Gew.-%, berechnet auf den Zement, beträgt, wenn die Alkenylgruppe 6 bis 10 Kohlenstoff atome enthält, 0,0015 bis 0,010 Gew.-%, berechnet auf den Zement, wenn die Alkenylgruppe 12 bis 14- Kohlenstoffatome enthält, und 0,05 bis 0,15 Gew.-%, berechnet auf den Zement, wenn die Alkenylgruppe 16 bis 18 Kohlenstoff atome enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zement um einen solchen aus folgenden Sorten handelt: Portiand-Zement wie normaler Portland-Zement, rasch härtender hochfester Zement, mäßig warmen Portiand-Zement, weißen Portland-Zement oder ultra-hoch rasch erhärtenden Portland-Zement, ferner gemischte ZementSorten wie Portland-Hochofenzement, Silica-Zement und Flugaschen-Zement oder spezielle Zemente wie Aluminium-Zement und Ausdehnungs-Zement .
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton und die Schaumbildungssubstanz miteinander verknetet und in Wasser gelöst werden, worauf die Mischung mit der Zementmasse verknetet wird.

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10. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton und die schaumMldende Substanz getrennt voneinander zugesetzt und in Wasser in hoher Konzentration gelöst oder hiermit verknetet werden, und daß diese dann mit der Zementmasse verknetet werden»

11« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe des Hochleistungswasserverminderungsmittel für Beton und des schaumbildenden Mittels miteinander verknetet und diese Mischung der Zementmasse ohne Wasser einverleibt wird.

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