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Verfahren zur Steigerung der Güteeigenschaften von Mörtel und Beton
Zur rationellen Herstellung von Mörtel und Beton werden von der Fachwelt heute zielbewußt
chemische Zusatzmittel, wie z. B. plastifizierende, festigkeitssteigernde, dichtende,
luftporenbildende, verzögernde, beschleunigende, frostschützende u. dgl. Mittel
angewandt, welche außer erleichterter Verarbeitungsmöglichkeit im Endeffekt für
den Baustoff möglichst in jeder Richtung ein Höchstmaß an Güteeigenschaften gewährleisten
sollen.
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Derartige Zusatzmittel enthalten daher häufig eine ganze Reihe von
Bestandteilen, wie z. B. Netzmittel und/oder luftporenbildende Mittel und/oder dichtend
wirkende Mittel, unter gleichzeitiger Mitverwendung von abbinderegelnden Bestandteilen.
Die Zahl der kombinierbaren Stoffe bzw. der Stoffkombinatione i, die sich in der
Praxis bewährt und durchgesetzt haben, ist verhältnismäßig klein geblieben gegenüber
der Unzahl von weniger originellen, unbrauchbaren Vorschlägen, die auf diesem wichtigen
Gebiet schon gemacht worden sind, und es erscheint beinahe sicher, daß die Entwicklung
hier immer noch in den Anfangsgründen steckt. Daher muß jede wesentliche neue Entdeckung,
welche auf dem Gebiet der chemischen Zusatzmittel für Mörtel und Beton wirklich
weiterführt, eine dringend erwünschte Bereicherung der Technik darstellen.
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Es wurde gefunden, daß geringe Mengen von Hexamethylentetramin die
Wirksamkeit der gebräuchlichen
chemischen Zusatzmittel, insbesondere
der plastifizierend, dichtend und luftporenbildend wirkenden Netz- und Schaummittel,
in überraschender Weise zu steigern vermögen. Hexamethylentetramin, auch Urotropin
genannt, ist bekanntlich-,ein kristallines basisches Kondensationsprodukt aus Formaldehyd
und Ammoniak, welches bisher nur als baktericides und desinfizierendes Mittel in
der Heilkunde und der Lebensmittelkonservierung, und ferner als reaktionsregelndes
Mittel in der Kunstharzerzeugung Anwendung gefunden hat.
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Wird Hexamethylentetran-iin in ganz geringer Menge von z. B., o,oz
°/o, auf Zement berechnet, in Verbindung mit einem bekannten plastifizierend wirkenden
Netz- und/oder Schaummittel., z. B. Ligninsulfosäure oder Harzsäure (etwa in der
Form von Vinsol Resin) oder deren Salzen, zu Mörtel oder Beton bzw. zu deren Bestandteilen
vor oder beim Anmachen zugeführt, so ergibt sich eine wesentliche Steigerung der
Plastifizierung bzw. der Wassereinsparung. Eine gleichstarke Plastifizierung bzw.
Wassereinsparung kann man ohne Hexamethylentetramin nur durch entsprechend stärkere
Dosierung des Netz- und/oder Schaummittels erzielen. Derartig starke Dosierung von
Netz- und/oder Schaummitteln führt bekanntlich zu geminderten Festigkeitswerten.
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Hingegen führt die Verwendung der erfindungsgemäßen Kombinationen
von Netz- und/oder Schaummitteln mit Hexamethylentetramin bei höchstmöglicher Wassereinsparung
bzw. Plastifizierung zu einer überraschend hohen Steigerung der Festigkeits- und
auch Dichtigkeitseigenschaften. Besonders auffallend ist bei den luftporenbildenden
Mitteln, ob nun auf der Grundlage von Harz- (Vinsol Resin), Fett- oder Sulfosäuren,
deren Salzen oder Kondensationsprodukten, oder z. B. auch Fettalkoholsulfönaten
od. dgl., daß auch die Luftporenbildung durch Hexamethylentetramin eine überraschende
Verstärkung erfährt. Man kann daher auch hier die Menge des Netz- und Schaurrimittels
bei gleichbleibender Plastifizierungs-und Luftporenwirkung unter Mitverwendung von
Hexamethylentetramin erheblich reduzieren und ererzielt dabei überraschend gesteigerte
Festigkeits- und Dichtigkeitswerte. Die Erhaltung und Steigerung der Festigkeit
bei Verwendung von Luftporenbildnern ist bekanntlich immer noch ein sehr heikles
Problem. Die Erfindung führt gerade auch in dieser Richtung erheblich weiter.
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Die Verwendung von Hexamethylentetramin ist nicht auf die Mitverwendung
von Netz- und/oder Schaummitteln beschränkt. Auch in Verbindung mit allen anderen
als Zusatz zu Mörtel und Beton verwendbaren Stoffen öder Stoffgemischen, wie z.
B. Alkalisilikaten, Stearaten, Wachs- und Bitumenstoffen, Kunstharzen,- Erdalkali-,
Erd- und Eisenmetallverbindungen,zeigen sich entsprechende günstige Auswirkungen
auf die Zug- und Druckfestigkeiten. Sogar :bei der alleinigen Anwendung von Hexamethylentetramin
ergeben sich, obwohl hierbei die plastifizierende und wassereinsparende Wirkung
verhältnismäßig recht gering ist, auffallende Erhöhungen der Festigkeitswerte. Die
noch häufig in der Fachwelt anzutreffende Meinung, daB die Festigkeitssteigerung
lediglich eine Funktion der Wassereinsparung sei, wird auch hiermit widerlegt.
Die in vorstehender Tabelle aufgeführten Ergebnisse von Vergleichsversuchen geben
Aufschluß über das Ausmaß der mit Hexamethylentetramin erzielbaren Wirkungen, und
gleichzeitig ergeben sich hieraus Beispiele für die Art der Anwendung des Verfahrensstoffes.
Bei diesen Versuchen wurde durchgehend das gleiche Betongemisch mit
300 kg/cbm
Portlandzement 225 und Kies der Sieblinie DE angewandt. Gegenübergestellt werddri
Wassereinsparung (WE), Luft porengehalt (LP) und Druckfestigkeit des Betons ohne
Zusatz, des Betons mit Zusatz von Natrium-Ligninsulfonat, des Betons mit dem gleichen
Zusatz von Natrium-Ligninsulfonat und zusätzlich Hexamethylentetramin, ferner des
Betons mit Harzseife (Vinsol Resin) und schließlich des Betons mit Harzseife Hexamethylentetramin.
Im letzteren Versuch ist der Harzseifegehalt zur Erzielung des gleichen Luftporenvolumens
entsprechend reduziert worden. Der Beton wurde in jedem Versuch auf die gleiche
Plastizität verarbeitet.
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Die Vergleichsversuche zeigen einerseits den starken Einfluß, den
Hexamethylentetramin auf die Erhöhung der Plastizität bzw. Wassereinsparung und
auch auf die Erhöhung des Luftporenvolumens ausübt. Bei Harzseife wird durch Mitverwendung
von Hexamethylentetramin das gleiche Luftporenvolumen bereits mit wesentlich kleinerer
Zusatzmenge erreicht bzw. sogar etwas überschritten.
Andererseits
ist auch die durch den geringen Zusatz von Hexamethylentetramin erzielte Festigkeitssteigerung
in ihrem Ausmaß unerwartet hoch. Dies gilt insbesondere für den Harzseifeversuch,
in welchem trotz des festigkeitsmindernden Luftporenvolumens gegenüber dem o-Versuch
eine rund 2o°/oige Festigkeitssteigerung erzielt worden ist.
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Besonders überraschend ist auch, daß bereits die Frühfestigkeiten,
d. h. die 3- und 7-Tage-Festigkeiten, wesentlich gesteigert sind. Bekanntlich haben
die plastifizierenden und luftporenbildenden Mittel an sich die Eigenschaft, die
Frühfestigkeiten zu verschlechtern, und die einschlägige Technik bedient sich in
den gebräuchlichen Betonzusatzmitteln daher der Mitv erwendung von speziellen Beschleunigungsmitteln.
Die vielseitigen günstigen Eigenschaften von Hexamethylentetramin machen auch derartige
Behelfsmittel überflüssig.
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Hexamethylentetramin, das als technisches Produkt unter günstigen
Gestehungsbedingungen verfügbar ist, gehört zu einer Stoffklasse, die bisher für
die Steigerung der Güteeigenschaften von Mörtel und Beton überhaupt noch nicht in
Betracht gezogen worden ist. Analoge Kondensationsprodukte, die sich von anderen
Aldehyden und/oder auch von Ammoniakderivaten, wie z. B. primären, sekundären oder
tertiären Aminen, ableiten, besitzen ähnliche Wirksamkeit, erscheinen aber aus wirtschaftlichen
Gründen nach heutigem Stande weniger geeignet. Die Erfindung erweitert das Blickfeld
auf dem Gebiet der Betonzusatzmittel in einer ganz neuen Richtun-.