DE740952C - Verfahren zur Verguetung von Moertel und Beton - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vergütung von Mörtel und Beton Die Vergütung von Mörtel und Beton umfaßt eine ganze Reihe von Aufgaben, wie die Erzielung von Wasserundurchlässigkeit, Raumbeständigkeit, die Steigerung von Festigkeit, Dichte und Resistenz gegen mechanische und chemische Einflüsse, Verhinderung von Schlammbildung an den Oberflächen, größtmöglichem Haftvermögen an Eisen und sonstigen wichtigen Eigenschaften.
• Eine zielbewußte Weiterentwicklung riiuß anstreben, die Herausbildung einzelner Mörtel-oder Betoneigenschaften auf Kosten anderer zu vermeiden, wie dies bei der Mehrzahl bisheriger Verbesserungsvorschläge der Fall war. Wünschenswert erscheint vielmehr nur eine Gütesteigerung im ganzen, die möglichst alle einzelnen Verbesserungen miteinbezieht.
• Zur Erzielung von Wasserdichtigkeit werden seit langer Zeit eine Reihe von organischen und anorganischen Kolloidstoffen mit porenfüllenderWirkung,wiez.B. Seifen, Harze, Bituineneinulsion, Eiweißstoffe, Wasserglas und andere anorganische kolloide Hydroxydstofi"e, benutzt, die zum Teil ausgesprochen ungünstig, zum Teil jedenfalls nicht verbessernd auf die sonstigen Eigenschaften, insbesondere auf die Festigkeit, einwirken.
• Günstiger unter dem Gesichtspunkt der allgemeinen Baustofvergütung sind gemäß neueren Vorschlägen solche Mittel, wie Harnstoffe, Alkoholsäuren, Huminsäuren, Ligninderivate und ähnliche Produkte, die unter geeigneten Bedingungen durch Wasserersparnis zu dichterem und entsprechend wasserundurchlässigerem Beton führen. Wiederum ermöglicht aber das Arbeiten mit solchen relativ löslichen und weniger porenstopfenden Produkten keine so hohe Wasserundurchlässigkeit, wie sie in manchen Fällen erwünscht sein muß.
• Das "Streben nach weiterer Verbesserung bewegt sich auf der Linie, Stoffkombination mehr oder minder komplizierter Art aufzusuchen, uin gesteigerte Wirkungen zu erzielen. So wurde bereits vorgeschlagen, Seifen und Wasserglas in Verbindung mit Ligninderivaten anzuwenden oder Alkoholsäure in Verbindung mit Alkaliphosphat zu benutzen, ohne daß mit derartigen Vorschlägen der Zweck völlig erreicht oder die Möglichkeiten auch nur annähernd erschöpft wurden.
• Lösliche Phosphate wie das vorgeschlagene Alkaliphosphat sind an sich in den praktisch zu berücksichtigenden kleinen Zusatzmengen ohne ausgeprochene Wirkungen auf Wasserersparnis, Dichtigkeit und Festigkeit; lediglich die Abbindegeschwindigkeit wird etwas verzögert, wie bereits feststand und wie eingehende Untersuchungen des Erfinders bestätigt haben. Auch in Kombination mit anderen Zementverbesserungsmitteln ergeben sich durch Alkaliphosphate keine gesteigerten Wirkungen.
• Ein neuerer Vorschlag ist darauf gerichtet, Phosphate zur Beschleunigung des Abbindens zu verwenden. Dieser Anwendung von Alkaliphosphat liegt offenbar ein Irrtum zugrunde. Bei Benutzung der ausgesprochen alkalisch wirkenden sekundären und insbesondere tertiären Phosphate kann man bei Einsatz großer Phosphatmengen allerdings eine gewisse Abbindebeschleunigung feststellen. Diese gründet sich lediglich auf die starke Alkalität; Alkali ist ein bekannter, stark wirkender Abbindebeschleuniger. Phosphorsäure wirkt in dieser Richtung nicht mit. Wird z. B. an Stelle von tertiärem Alkaliphosphat .die in diesem enthaltene Alkalimenge auf Mörtel oder Beton angewendet, so ist die Ali1)indegeschwindigkeit erheblich höher. Die Wirkung von alkalisch reagierendem Phosphat setzt sich mithin zusammen aus der beschleunigenden Wirkung ' von Alkali und der verzögernden von Phosphorsäure.
• Gemäß einem älteren Vorschlag zur Erzielung schnellbindender wasserdichter Zementmörtel wird Wasserglas in Verbindung mit anorganischen Salzen, u. a. Alkaliphosphat, benutzt. Bei diesem mit recht großen, etwa io °/o betragenden Gesamtzusatzmengen arbeitenden Verfahren wirkt lediglich Wasserglas gemäß seinen bekannten Eigenschaften dichtend und abbindebeschleunigend, während durch anorganisches Salz, z. B. Phosphat, der durch Wasserglas stark erhöhte Wasseranspruch des Mörtels reduziert werden so ,l1. Diese gemäß dein Vorschlag durch sefir zahlreiche Salze erzielbare, schwer zu deutendeWirkung kennzeichnet keine irgendwie typische Wirkung von Phosphaten.
• In.den letzten Jahren sind auf Grund dafür aufgefundener neuer Verwertungsmöglichkeiten in der Seifen- und seifenverarbeitenden Industrie eine Reihe anhydrischer Phosphorsäureverbindungen technisch zugänglich geworden und auf den Markt gekommen. Es sind dies u. a. die Alkalipolyphosphate, wie Tripolvphosphat, weiterhin die polymeren Alkalimetaphosphate, -,vie Natriumhexametaphosphat. Diese interessanten neuen Erzeugnisse haben auf dem Gebiet der hvdraulisch erhärtenden Baustoffe noch keine starke Beachtung und fachmännische Bearbeitung finden können. Es wurde bisher lediglich bemerkt. daß die Abbindegeschwindigkeit von Gips durch Zusatzmengen bis zu 25 °/a, welche auf die Wasserbeständigkeit nicht gerade günstig wirken können, die Abbindegeschwindigkeit von Zementmörtel durch Zusatzmengen von o,i bis i /o derartiger anhydrischer Phosphate verzögert werden kann.
• Diese Feststellung bot gegenüber der länger bekannten Tatsache, daß Alkaliorthophosphat wie auf Gips, sq auch auf Zementmörtel eine analoge Wirkung ausübt, nichts grundsätzlich Neues. Nach eingehenden Versuchen des Erfinders beeinflussen lösliche anhvdrische Phosphate in Mengen bis zu o,a °/o die Abbindegeschwindigkeit von Zementmörteln überhaupt nicht in - praktisch verwertbarem Ausmaß. Vergleichsweise verlängert weiterhin eine Menge von o,5 °/o Alkaliorthophosphat, auf Zement berechnet, die Abbindedauer von Zementmörtel rund auf die doppelte Zeitspanne, die gleiche Menge Alkalipy rophosphat verdreifacht, die gleiche Menge Alkalihexainetaphosphat vervierfacht etwa die gewöhnliche Abbindedauer. Der Abbindebeginn als praktisch wesentlichster Faktor verzögert sich aber insbesondere bei den anhv ridschen Phosphaten nicht annähernd gemäß den genannten Zahlenverhältnissen. Im ganzen gesehen, liegen diese Wirkungen kier anhydrischen Phosphate größenordnungsmäßig durchaus i noch im Bereich der bekannten Orthophosphatwirkung, und es kann der gleiche Verzögerungseffekt in der Praxis äußerstenfalls durch die doppelte Menge Orthophosphat erzielt «-erden. Da durch derartige Phosphatzusätze anhydrischer Natur auch keine sonstigen -\Terbesserungen von Mörtel und Beton gewährleistet werden, im übrigen aber zahlreiche. sehr wirksame andere Verzögerer bekannt sind, bildet der genannte Vorschlag keine Bereicherung der Technik.
• Bei vorliegender Erfindung handelt es sich um die Herstellung von insbesondere normal abbindendem \lörtel und Beton von sehr gesteigerten Dichtigkeits-, Festigkeits- und sonstigen Eigenschaften, also um Erzielung ganz anderer Wirkungen. Es wurde gefunden, daß lösliche anhydrische Phosphate in sehr geringer Menge in Verbindung mit einem dichtend oder verbessernd wirkenden bekannten Zusatz organischer oder anorganischer Natur zu Mörtel oder Beton vor oder bei der Verarbeitung zugesetzt, eine außerordentliche Vergütung des Baustoffes bewirken, die durch gewöhnliches Phosphat niemals auch nur@annähernd erreicht werden kann.
• Wird beispielsweise Alkali- oder Erdalkaliseife, Fett- oder Bitumenemulsion, Wasserglas oder anderes lösliches oder quellbares Silikat, Alkalialuminat oder kolloides Metallhydroxyd liefernder Stoff, wie Aluminiumchlorid oder ein sonstiger bekannter porenfüllender Stoff, in Verbindung mit o,or bis o,2 % löslichem anhy drischem Phosphat, insbesondere Alkalihexametaphosphat, auf Mörtel oder Beton zur Anwendung gebracht, so erlangt das Dichtungsmittel eine außerordentlich gesteigerte Wirkung. Es wird mit einer bestimmten Zusatzmenge eine viel weiterreichende Dichtung erzielt, und zugleich werden bessere Mörtel- und Betoneigenschaften bewirkt. Es werden gesteigerte Festigkeiten, bessere Klebkraft und Raumbeständigkeit erhalten und so die bisherigen Nachteile vieler Dichtungsmittel vermieden. Der ganz gering-. fügige Zusatz von löslichem anhydrischem Phosphat gestattet, die Menge des insgesamt anzuwendenden Zusatzmittels überhaupt beträchtlich zu reduzieren, wobei in jedem Fall bessere Ergebnisse erzielt werden als ohne den Zusatz mit größeren Anwendungsmengen.
• Grundlage der neu entdeckten umfassenden Wirksamkeit der löslichen anhydrischen Phosphate scheint ihr eigentümliches Vermögen zu sein, sich mit beliebigen anderen Stoffen zu Produkten mit neuen, für die Mörtel- und Betonvergütung offenbar sehr günstigen Eigenschaften zu assoziieren. Zur Erzielung der erfinclungsgemäßenWirkung reicht die Anwendung von o,oz bis o,2 0/0 löslichem anhydrischem Phosphat, auf Zement berechnet, vollständig aus. Die Wirkung wird mit größeren Mengen nicht mehr erheblich gesteigert, geht aber auch nichtverloren. Eine merkliche Abbindeverzögerungswirkung tritt bei Zusatzmengen bis 0.2 0/0 überhaupt nicht, bei größeren Mengen je nach Art der mitbenutzten Zusätze auch entweder 'gar nicht oder mehr oder minder geschwächt in Erscheinung. Hierfür muß wiederum die Bindung der anhy drischen Phosphate an die mitbenutzten Zusätze herangezogen werden. Es handelt sich hier eben um Wirkungen, die nicht von den löslichen anhydrischen Phosphaten allein ausgeübt werden, sondern die der Kombination derartiger Phosphate mit anderen wirksamen Stoffen innewohnen.
• Die erfindungsgemäße Wirksamkeit der verschiedenen anhydrischen Phosphate ist nicht ganz gleich; relativ am schwächsten wirken die Pyrophosphate, doch sind die Unterschiede nicht beträchtlich, am stärksten wirken Stoffe wie Hexametaphosphat. Vorzugsweise werden nur o,or bis o,2 0/0 anhydrisches Phosphat, auf Zement berechnet, angewendet; größere Mengen wären, da sie keine besonderen Vorteile bieten, im allgemeinen unwirtschaftlich. Sofern an dein herzustellenden Mörtel oder Beton eine gewisse Abbindeverzögerung wünschenswert erscheinen sollte, könnte diese unter geeigneten Umständen auch durch entsprechend groß bemessene Mengen von anhydrischem Phosphat oder von mitbenutztem Orthophosphat bewirkt werden. In der Regel wird für diesen Zweck aber die Mitbenutzung eines der wirksameren bekannten Abbindeverzögerer erforderlich sein.
• Ganz besonders vorteilhaft gestaltet sich die dargelegte Verwendung von anhydrischern Phosphat, wenn als weitere Komponente bekannte organische Stoffe von allgemein günstigem Einfluß auf Mörtel und Beton, wie z. B. Harnstoffe, Alkoholsäuren, Huminsäuren, Alginsäure oder Ligninderivate, benutzt werden. An letztgenanntem Stoff soll die Verfahrenswirkung näher erläutert werden. Wird z. B. ein reines ligninsulfosaures Alkalisalz in Menge von o,2 0/0, auf Zement berechnet, angewendet, so ergibt sich ein Mörtel von gesteigerter Plastizität, der etwas erhöhte Festigkeiten erreicht, aber zu keiner sehr hohen Ansprüchen genügenden Wasserundurchlässigkeit führt. Findet jedoch außer o,2 % Ligninderivat noch 0,05 0/0 NTatriumhexametaphosphat Anwendung, so wird ein Produkt v an sehr hoher Wasserundurchlässigkeit, zugleich auch noch erheblich gesteigerter Festigkeit, sehr hoher Klebkraft und Raumbeständigkeit und mit vollständig schlammfreien Oberflächen, schließlich mit sehr guter Haftfestigkeit an Eisen erhalten. Analog liefern auch andere ähnlich wirkende bekannte Mörtel- und Betonzusätze, insbesondere die oben angeführten; in Verbindung mit einem anhydrischen Phosphat entsprechend hochwertigere Produkte.
• Derartiger gemäß derErfindunghergestellter Mörtel und Beton vereinigt hinsichtlich Verarbeitungsmöglichkeit und Endqualität ein Maß von Vollkommenheit in sich, wie es bisher nicht zu erzielen war. Die dargelegten Befunde vermitteln die neue Erkenntnis, dalß die löslichen anhydrischen Phosphate, die allein angewendet nichts auszurichten wer, mögen, in Verbindung mit anderen bekannten Hilfsstoffen Außeror dentliches für die Mörtel-und Betonvergütung zu leisten vermögen.
• Für die praktische Anwendung der neuen kombinierten Zusätze gelten die üblichen Bedingungen; man kann die Stoffgemische oder die einzelnen Stoffe etwa pulverförmig dein trocknen Baustoffgemisch beimengen oder dem Anmachwasser in geeigneter Form beifügen oder sonstwie vor oder bei der Verarbeitung zuführen. Ferner sind selbstverständlich alle üblichen-sonstigen Zuschläge und Zusätze zu Mörtel und Beton, wie z. B: Abbindebeschleuniger oder -verzögerer, Härtemittel, Füllmittel, Farbstoffe o. dgl. verwendbar. Das Verfahren kommt hauptsächlich für die Herstellung von normal bindendem Mörtel und Beton, ferner aber auch für die durch entsprechend gewählte Zusätze schnell oder langbindend zu machenden Baustoffe in Betracht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Vergütung von Mörtel und Beton, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem bekannten Zusatzmittel von in bestimmter spezifischer Richtung wirkender oder aber allgemein verbessernder Natur ein Zusatz von löslichem anhydrischem Phosphat oder Phospliorsäure, insbesondere Hexametaphosphat, vorzugsweise in Menge von o,oi bis o,2 °% zugemischt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß lösliches anhydrisches Phosphat in Verbindung mit porenfüllendein, wasserabstoßendem Dichtungsmittel von Öl-, Fett-, Bitumen- Wachs-, Harz-, Kunstharz-, Pech- oder Seifencharakter ozugesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und dadurch gekennzeichnet, daß lösliches anhydrisches Phosphat in Verbindung mit porenfüllendem organischem oder anorganischem Kolloid oder kolloidbildendem Stoff, wie Eiweißprodukten, löslichen oder quellbaren Silikaten, Metalloxyden, -hydroxyden oder -verbindungen, insbesondere Aluminiumverbindungen, zugesetzt wird. 4.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß lösliches anhydrisches Phosphat in Verbindung mit allgemein mörtel- und betonverbessernd wirkenden, insbesondere festigkeitssteigernden und zugleich dichtend wirkenden organischen Produkten, wie Harnstoffen, Alkoholsäuren, Huminsäuren, Alginsäure, Ligninderivaten oder ähnlich wirkenden bekannten Mitteln zugesetzt wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Vorveröffentlichungen in Betracht gezogen worden.