WO2006122754A1

WO2006122754A1 - Verwendung von epoxy-derivaten als zusatzmittel für zementäre baustoffmassen

Info

Publication number: WO2006122754A1
Application number: PCT/EP2006/004618
Authority: WO
Inventors: Stefan Ingrisch; Gerhard Albrecht; Bogdan Moraru; Katja Neuer; Stefan Thaler; Mathias Bauer
Original assignee: Construction Research & Technology Gmbh
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2006-11-23
Also published as: DE102005022852A1; EP1888478A1; US20090078164A1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Epoxy-Derivaten, die durch Umsetzung einer Di-, Tri- oder Tetraglycidyl-Verbindung (A) mit einer ggf. ungesättigten Reaktivkomponente (B), bestehend aus einer C8-C28 -Fettsäure, einem C8-C28-Alkohol oder einem C8-C28-sek. Amin, hergestellt worden sind, als Zusatzmittel zu zementären Baustoffmassen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Epoxy-Derivate eignen sich hervorragend als Mittel zur Verhinderung bzw. Unterdrückung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoffmassen und/oder zur Hydrophobierung der entsprechenden zementären Systeme. Außerdem nehmen die zementären Produkte durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusatzmittel deutlich weniger Wasser auf, wodurch sich Frostschäden und eine schnelle Verrostung des Bewehrungsstahls deutlich reduzieren lassen.

Description

Verwendung von Epoxy-Derivaten als Zusatzmitte! für zementäre Baustoffmassen

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Epoxy-Derivaten als Zusatzmittel für zementäre Baustoffmassen (wie z. B. Beton oder Mörtel), welches insbesondere zur Massenhydrophobierung und/oder zur Unterdrückung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoffmassen eingesetzt wird.

Ein bekanntes Problem bei Zement-basierten Baustoffmassen stellt das Auftreten von sog. Ausblühungen (Effloreszenz) dar, wobei man zwischen Primär- und Sekundärausblühungen unterscheidet. Die erstgenannten entstehen bereits beim Aushärten bspw. bei Beton, wobei die Kapillaren des Frischbetons mit einer wässrigen Lösung der wasserlöslichen Substanzen des Zementes, im Wesentlichen Calciumhydroxid, gefüllt sind. Beim Erhärten reagiert das Calciumhydroxid an der Betonoberfläche mit dem Kohlendioxid der Luft unter Bildung von schwerlöslichem Calciumcarbonat. Durch die Ausfällung von Calciumcarbonat ist die Calciumhydroxid-Konzentration an der Kapillarenmündung geringer als im Inneren der Kapillaren. Daher gelangt ständig neues Calciumhydroxid durch Diffusion aus den tieferen Schichten des Betons an die Kapillarenmündung und reagiert wiederum mit CO₂ zu Calciumcarbonat. Der entsprechende Prozess kommt erst zum Stillstand, wenn die Kapillarenmündungen durch Calciumcarbonat verschlossen sind. Besonders stark treten solche Primärausblühungen auf, wenn sich auf der Betonoberfläche ein Kondenswasserfilm befindet, weil sich dann das Calciumhydroxid über die gesamte Betonoberfläche verteilen kann und diese nach der Reaktion mit Kohlendioxid mit wasserunlöslichem Calciumcarbonat überziehen.

Darüber hinaus kann es auch bei der Freibewitterung von vollständig ausgehärtetem Beton zur Fleckenbildung kommen, die im allgemeinen als Sekundärausblühungen bezeichnet werden. Diese Sekundärausblühungen dauern in der Regel 1 bis 2 Jahre, wobei als Ursache die langsame Bildung von wasserlöslichem Calciumhydrogencarbonat aus Calciumcarbonat angesehen wird.

Da das optische Aussehen von solchen mit Ausblühungen behafteten Bauelemente sehr stark beeinträchtigt ist, insbesondere bei farbigen Betonerzeugnissen, hat es nicht an Versuchen gefehlt, diese Effloreszenz durch verschiedene Maßnahmen zu verhindern bzw. zu unterdrücken.

Entsprechend dem Stand der Technik wurden hierzu zwei grundsätzliche Möglichkeiten vorgeschlagen, die jedoch alle nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt haben. Zum einen werden die Oberflächen von ausgehärteten Zement- oder Betonerzeugnissen mit speziellen Überzügen versehen, wobei vor allem verschiedene Silikat- und Acrylatbeschichtungen empfohlen wurden. Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch die Tatsache, dass diese nachträglichen Beschichtungen relativ umständlich und unwirtschaftlich sind.

Aus diesem Grund hat man versucht, den Baustoffmassen vor deren Aushärtung geeignete Additive zuzusetzen, welche die Entstehung von Ausblühungen verhindern bzw. unterdrücken sollen.

So ist aus der DE 32 29 564 A1 bekannt, bei der Herstellung von eingefärbten Betonsteinen zusätzlich Kreide bspw. in Form einer wässrigen Kreideslurry zu verwenden. Hierdurch soll das Bildungsgefälle von Calciumcarbonat an der Oberfläche dadurch verschoben werden, dass bereits am Anfang des Erstarrungsprozesses überschüssiges Calciumcarbonat angeboten wird.

Schließlich wird gemäß der EP 92 242 A1 vorgeschlagen, zur Verhinderung von Ausblühungen dem Beton oberflächenaktive Polymere zuzusetzen. Diese oberflächenaktiven Polymere sollen beim Aushärten des Betons ihre Oberflächenaktivität irreversibel verlieren und dabei zu wasserunlöslichen Produkten umgewandelt werden. In der Praxis haben sich derartige Hydrophobierungsmittel für ungehärtete Baustoffmassen nicht durchsetzen können, da sie unter den unterschiedlichen Witterungsbedingungen keine zuverlässige Wirkung aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Verhinderung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoffmassen und/oder zur Massenhydrophobierung bereitzustellen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern die Effloreszenz von zementären Baustoffmassen wirkungsvoll und zuverlässig verhindert. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass man als Zusatzmittel für zementäre Baustoffmassen Epoxy- Derivate verwendet, die durch Umsetzung einer Di-, Tri- oder Tetraglycidyl- Verbindung (A) mit einer ggf. ungesättigten Reaktivkomponente (B), bestehend aus einer C₈-C₂8-Fettsäure, einem C₈-C₂β-Alkohol oder einem C₈-C₂8-sekundären Amin hergestellt worden sind.

Es hat sich hierbei überraschenderweise gezeigt, dass sich diese Epoxy- Derivate ausgezeichnet als Mittel zur Verhinderung des Ausblühens und/oder zur Hydrophobierung von zementären Baustoffmassen eignen. Außerdem nehmen die zementären Produkte durch die erfindungsgemäßen Zusatzmittel deutlich weniger Wasser auf, wodurch sich Frostschäden und eine schnelle Verrostung des Bewehrungsstahls deutlich reduzieren lassen.

Erfindungsgemäß werden Epoxy-Derivate eingesetzt, die durch Umsetzung einer Di-, Tri- oder Tetraglycidyl-Verbindung (A) mit einer Reaktivkomponente (B) hergestellt worden sind.

Als besonders vorteilhaft werden Glycidyl-Verbindungen eingesetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe Cyclohexan-dimethanol-diglycidylether, Glycerin-triglycidylether, Neopentylglykol-diglycidylether, Pentaerythrit- tetraglycidylether, 1 ,6-Hexandiol-diglycidylether, Polypropylen-glykol- diglycidylether, Polyethylenglycol-diglycidylether, Trimethylolpropan- triglycidylether, Bisphenol A-diglycidylether, Bisphenol F-diglycidylether, 4,4 ^'-Methylenbis (N,N-diglycidylanilin), Tetraphenylolethan-glycidylether, N₁N- Diglycidylanilin, Diethylenglycol-diglycidylether, 1 ,4-Butandiol-diglycidylether bzw. Mischungen daraus.

Es ist als erfindungswesentlich anzusehen, dass die Reaktivkomponente (B) aus einer C₈-C₂₈-Fettsäure, einem C₈-C₂S-AI kohol oder einem C₈-C₂₈- sekundären Amin besteht, wobei die Reaktivkomponente gesättigte oder ungesättigte Reste aufweisen kann.

Aus der Gruppe der Fettsäuren sind Tallölfettsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Sonnenblumenölfettsäure, Kokosölfettsäure (C₈-Ci₈), Kokosölfettsäure (Ci₂-Ci₈), Sojaölfettsäure, Leinölfettsäure, Dodecansäure, Ölsäure, Linolsäure, Palmkernölfettsäure, Palmölfettsäure, Linolensäure und/oder Arachidonsäure als bevorzugt anzusehen. Bei den C₈-C₂₈-Alkoholen haben sich vor allem 1-Eicosanol, 1-Octadecanol, 1-Hexadecanol, 1-Tetradecanol, 1-Dodecanol, 1-Decanol sowie 1-Octanol bewährt. Bei den sekundären Aminen mit C₈-C₂₈-C-Atomen werden insbesondere die Alkylamine aus der Gruppe 2-Ethylhexylamin, Dipentylamin, Dihexylamin, Dioctylamin, Bis(2-ethylhexyl)amin, N-Methyloctadecylamin sowie Didecylamin eingesetzt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Glycidyl-Verbindung (A) mit der Reaktivkomponente (B) ist gemäß dem Stand der Technik hinreichend beschrieben worden. So wird die Umsetzung von Epoxyden mit Carbonsäuren in "Reaktionen der organischen Synthese", Cesare Ferri, 1. Auflage 1978, Seite 505 sowie in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, 4. Auflage, Band 6/3, Seite 459 sowie Band 14/2, Seite 507 bis 510 beschrieben. Bzgl. der Umsetzung von Epoxyden mit Alkoholen sei auf "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, 4. Auflage, Band 6/3, Seite 40 bis 44 sowie Seite 456 bis 458 und Band 14/2, Seite 503 bis 506 sowie auf "Reaktionen der organischen Synthese", Cesare Ferri, 1. Auflage 1978, Seite 505 verwiesen. Die Umsetzung von Epoxyden mit Aminen wird bspw. in "Methoden der organischen Chemie", Houben-Weyl, 4. Auflage, Band 14/2, Seite 516 bis 523 sowie in "Reaktionen der organischen Synthese", Cesare Ferri, 1. Auflage 1978, Seite 504 bis 505 offenbart. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit der Reaktivkomponente (B) bei Temperaturen von 20 bis 250 ⁰C, vorzugsweise bei 50 bis 200 ⁰C, stärker bevorzugt bei 100 bis 180 ⁰C und ganz besonders bevorzugt bei 140 bis 160 ⁰C, wobei die Reaktion ggf. in Gegenwart eines Katalysators erfolgen kann. So hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit der Fettsäure als Reaktivkomponente (B) auf basische Katalysatoren, wie z.B. Tetraalkylammonium-Halogonide oder Alkalihydroxide, zurückzugreifen. Im Falle der Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit einem Alkohol als Reaktivkomponente (B) kann die Reaktion entweder Säuren-katalysiert (z. B. Schwefelsäure, Perchlorsäure, Fluorwasserstoffsäure, Bortrifluorid, Zinn (IV)- Chlorid) oder Basen-katalysiert (z. B. Alkalihydroxide, Alkalialkoholate, tertiäre Amine) durchgeführt werden.

Die Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit den sekundären Aminen als Reaktivkomponente (B) erfolgt in der Regel ohne Katalysator, doch können kleine Mengen an Wasser oder Alkohol (z. B. Phenol) dem Reaktionsgemisch zugegeben werden. Das Mol-Verhältnis von Glycidyl-Komponente (A) zu der Reaktivkomponente (B) kann in weiten Grenzen variiert werden, doch hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Umsetzung im stöchiometrischen bzw. nahezu stöchiometrischen Verhältnis erfolgt. Pro Mol Glycidylrest werden 0,9 bis 1 ,1 Mol einer Reaktivkomponente (B) eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird pro Mol Glycidylrest 1 Mol Reaktivkomponente (B) eingesetzt.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Epoxy-Derivate eignen sich hervorragend zur Massenhydrophobierung von zementären Baustoffmassen und/oder zur Unterdrückung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoff massen. Hierbei werden die Epoxy-Derivate den nicht ausgehärteten zementären Baustoffmassen in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,01 bis 1 Gew.-% und am stärksten bevorzugt von 0,1 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf den Zementanteil, zugesetzt. Als zementäre Baustoffmassen entsprechend der vorliegenden Erfindung sind alle Beton- und Mörtelsysteme anzusehen, die als Hauptbindemittel Zement und als Nebenbestandteil ggf. noch Kalk, Gips oder Anhydrit enthalten.

Hierbei werden die erfindungsgemäßen Epoxy-Derivate den angemachten zementären Baustoffmassen direkt zugesetzt. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch möglich, dass die erfindungsgemäßen Zusatzmittel dem Anmachwasser bzw. Restwasser in emulgierter Form mit Hilfe von externen Emulgatoren (bspw. ethoxylierte Verbindungen, wie Fettsäureethoxylat, ethoxyliertes Rizinusöl oder ethoxyliertes Fettamin) zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Epoxy-Derivate eignen sich hervorragend als Mittel zur Verhinderung bzw. Unterdrückung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoffmassen und/oder zur Hydrophobierung der entsprechenden zementären Systeme.

Außerdem nehmen die zementären Produkte durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusatzmittel deutlich weniger Wasser auf, wodurch sich Frostschäden und eine schnelle Verrostung des Bewehrungsstahls deutlich reduzieren lassen.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiele

Beispiel 1

629,8 g (2,1717 mol) Tallölfettsäure (Handelsname: Tallölfettsäure 2%; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 369,2 g (1 ,0859 mol) Bisphenol A-diglycidylether (Handelsname: Polypox E 270/500; Fa. UPPC) zugeben und anschließend 1 ,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 150⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit. Reaktionsdauer: ca. 9 h.

Beispiel 1A

60 g eines Fettsäureethoxylates (Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 45 ⁰C erwärmt. Dann werden 120 g des Produktes aus Beispiel 1 über 1 h zur Vorlage zugegeben. Es entsteht eine bräunlich-weiße viskose Mischung. Anschließend werden 620 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 1.

Beispiel 2

630,6 g (2,2602 mol) Sojaölfettsäure (Handelsname: Nouracid SE 30; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 368,4 g (0,5650 mol) Pentaerythrittetraglycidylether (Handelsname: Polypox R16; Fa. UPPC) zugeben, anschließend 1 ,0 g (0,0031 mol)

Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 150⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit. Reaktionsdauer: ca. 10 h. Beispiel 2A

40 g eines Fettsäureethoxylates (Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt. Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 ⁰C erwärmen und 120 g des Produktes aus Beispiel 2 über 1 h zugeben. Es entsteht eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-% bezogen auf das Produkt aus Beispiel 2.

Beispiel 3

658,6 g (2,3480 mol) Leinölfettsäure (Handelsname: Nouracid LE 80; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 340,4 g (0,7825 mol) Trimethylolpropantriglycidylether (Handelsname: Polypox R 20; Fa. UPPC) zugeben, anschließend 1 ,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 15O⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit. Reaktionsdauer: ca. 10 h.

Beispiel 3A

40 g eines ethoxylierten Rizinusöls (Handelsname: Berol 199; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt. Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 ⁰C erwärmen und 120 g des Produktes aus Beispiel 3 über 1 h zugeben. Es entsteht eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 3.

Beispiel 4

643,4 g (2,2938 mol) Sonnenblumenölfettsäure (Handelsname: Nouracid HE 30; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 355,6 g (1 ,1471 mol) Neopentylglycoldiglycidylether (Handelsname: Polypox R14; Fa. UPPC) zugeben, anschließend 1 ,0 g Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 150 ⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit. Reaktionsdauer: ca. 8 h.

Beispiel 4A 40 g eines ethoxylierten Rizinusöls (Handelsname: Berol 199; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt. Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 ⁰C erwärmen und 120 g des Produktes aus Beispiel 4 über 1 h zugeben. Es entsteht eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 4.

Beispiel 5

121 ,7 g (0,4292 mol) N-Methyloctadecylamin (Fa. Aldrich) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 78,1 g (0,2146 mol) Bisphenol A diglycidylether (Handelsname: Araldit GY 240; Fa. Huntsman) zugeben, anschließend 0,2 g (0,0006 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 80 ⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis kein sek. Amin mehr nachweisbar ist Reaktionsdauer: ca. 4 h. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit.

Beispiel 5 A

60 g eines ethoxylierten Fettamins (Handelsname: Berol 386; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 55 °C erwärmt. Dann werden 120 g des Produktes aus Beispiel 5 auf 55 ⁰C erwärmt und über 1 h zur Vorlage zugegeben. Es entsteht eine weiße viskose Mischung. Anschließend werden 620 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 5. Beispiel 6

584,2 g (2,6922 mol) Kokosölfettsäure C12-C18 (Handelsname: Kortacid CG; Fa. Hanf & Nelles) bei Raumtemperatur im Reaktionsgefäß vorlegen, 414,6 g (1 ,3461 mol) 1 ,6-Hexandioldiglycidylether (Handelsname: Polypox R 18; Fa. Huntsman) zugeben, anschließend 1 ,0 g (0,0031 mol) Tetrabutylammoniumbromid (Fa. Aldrich) hinzufügen. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 150 ⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird gehalten, bis eine Säurezahl < 2 erreicht ist. Das Reaktionsprodukt ist eine hellbraune viskose Flüssigkeit. Reaktionsdauer: ca. 8 h.

Beispiel 6A

40 g eines Fettsäureethoxylates (Handelsname: Ethylan A3; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt. Vorlage im Reaktionsgefäß auf 45 ⁰C erwärmen und 120 g des Produktes aus Beispiel 6 über 1 h zugeben. Es entsteht eine gelblich viskose Mischung. Anschließend werden 640 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 6.

Beispiel 7

270,5 g (1 ,00 mol) 1-Octadecanol werden in einem Reaktionsgefäß vorgelegt, der Reaktionsraum mit Stickstoff gespült und auf 90 ⁰C aufgeheizt. Man gibt 1 ,6 g (0,04 mol) NaOH zu und lässt 2 h reagieren. Anschließend werden 616,0 g (2,00 mol) 1 ,6-Hexandioldiglycidylether (Handelsname: Polypox R 18; Fa. Huntsman) zugegeben. Der Reaktionsraum wird wieder mit Stickstoff gespült und das Reaktionsgemisch auf 130 ⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird 10 h gehalten.

Das Reaktionsprodukt ist bei Raumtemperatur ein weißer wachsartiger Feststoff, der besser in Form einer wässrigen Emulsion als Zusatzmittel eingesetzt wird. Beispiel 7A

60 g eines ethoxylierten Fettamins (Handelsname: Berol 386; Fa. AkzoNobel) werden im Reaktionsgefäß vorgelegt und auf 55°C erwärmt. Dann werden 120 g des Produktes aus Bsp. 7 auf 55⁰C erwärmt und über 1 h zur Vorlage zugegeben. Es entsteht eine bräunlich weiße viskose Mischung. Anschließend werden 620 g Wasser über 1 h zudosiert. Man erhält schließlich eine milchig weiße Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, bezogen auf das Produkt aus Beispiel 7.

Abprüfung der hergestellten Produkte

Die Probekörper werden nach folgender Methode hergestellt und auf ihr Ausblühverhalten geprüft:

Normgemäß wird in einem Zwangsmischer eine Mischung (11 kg) nach folgender Rezeptur hergestellt, wobei zunächst alle Aggregate 10 sec. trocken vermischt werden. Anschließend wird das Vorgabewasser zugegeben und 2 Min. gemischt, dann Zugabe des Restwassers, Mischdauer 2 Min. Das Zusatzmittel wird entweder dem Restwasser (Zugabe RW = Zugabe des Zusatzmittels in das Restwasser) oder der Betonmischung zugefügt (Zugabe BM = Zugabe des Zusatzmittel in die Betonmischung):

380 kg/m³ Zement (Bernburg CEM I 42,5 R; 380 kg/m³)

1104 kg/m³ Sand 0/2

296 kg/m³ Kies 2/5

296 kg/m³ Kies 5/8

137 kg/m³ Wasser w/z: 0,36

Das Zusatzmittel wird in unterschiedlichen Dosierungen, bezogen auf den Zement, in der Mischung eingesetzt und entweder dem Restwasser oder der Betonmischung beigefügt. Die Angaben der Dosierung des Zusatzmittels beziehen sich immer auf Feststoff „Zusatzmittel" zu Feststoff „Zement". Der Wassergehalt des Zusatzmittels wird von der Menge des Anmachwassers abgezogen. Zur Herstellung der Prüfkörper werden jeweils genau 1300 g der frischen Beton misch u ng in runde Formen gegeben und mit einem Auflagegewicht von 30 kg auf einem Rütteltisch 90 sec. verdichtet. Anschließend wird der frische Probekörper entschalt und 2 Tage in einer Klimakammer (20⁰C, 65% rel. LF) zur Aushärtung gelagert. Dann wird die Helligkeit der Probekörper mit einem Farbphotospektrometer (Color-Guide sphere spin, Byk Gardner) gemessen (L1 ), wobei auf die Probekörper eine Schablone mit 9 Messpunkten gelegt wird, damit später bei der zweiten Messung die gleichen Punkte gemessen werden. Aus diesen 9 Punkten ergibt sich der Mittelwert L1. Im Anschluss werden die Steine für ca. 2 sec. in destilliertes Wasser getaucht und feucht in einem Plastiksack luftdicht verpackt. Dieser Sack wird in der Klimakammer 10 Tage gelagert. Anschließend werden die Steine ausgepackt und 2 Tage zur Trocknung in der Klimakammer gelagert. Nun werden die Helligkeiten der Probekörper ein zweites Mal mit Schablone und Farbphotospektrometer gemessen (L 2). Je Mischung werden 6 Probekörper gefertigt (und daraus der Mittelwert gebildet).

Die farbliche Veränderung der Oberfläche (ΔL) der Probekörper (Zunahme an Weißgrad) ergibt sich als: ΔL = L2 - L1

Neben der Aufhellung (ΔL) der Probekörper durch die Ausblühungen, wurde auch die Homogenität der Oberfläche beurteilt, sowie die Wasseraufnahme der Probekörper bestimmt.

Bestimmung der Wasseraufnahme (WA) angelehnt an EN ISO 15148 :

Die trockenen und ausgehärteten Probekörper werden gewogen (W1 ) und so in ein Wasserbad gestellt, dass die Unterseite auf den Punktauflagen aufliegt und den Behälterboden nicht berührt. Wasserspiegel ca. 5 mm über der höchsten Stelle der Unterseite. Nach 15 Min. werden die Probekörper aus dem Wasserbad genommen und ein zweites Mal gewogen (W2). Der

Prüfkörper wird vorher mit einem feuchten, ausgewrungenen Schwamm abgetrocknet.

Die Wasseraufnahme ergibt sich als: WA = W2 - W1 Tabelle 1 (Beschleunigte Ausblühung in der Klimakammer, 2O⁰C, 65% rel. LF)

Zugabe BM = Zugabe des Zusatzmittel in die Betonmischung Zugabe RW = Zugabe des Zusatzmittels in das Restwasser

Die Werte in Klammern sind die Ergebnisse der Nullmischungen (ohne Zusatzmittel). Die Prozentwerte geben an, um wie viel das Zusatzmittel jeweils die Helligkeit bzw. die Wasseraufnahme im Vergleich zur Nullmischung (ohne Zusatzmittel) reduziert hat.

Die Dosierungen geben den Feststoff des Zusatzmittels bezogen auf den Zement in der Mischung an.

Claims

Patentansprüche

1. Verwendung von Epoxy-Derivaten, die durch Umsetzung einer Di-, Trioder Tetraglycidyl-Verbindung (A) mit einer ggf. ungesättigten Reaktivkomponente (B), bestehend aus einer C₈-C₂8-Fettsäure, einem C₈-C₂β-Alkohol oder einem C₈-C₂8-sek. Amin, hergestellt worden sind, als Zusatzmittel zu zementären Baustoffmassen.

2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Di-, Trioder Tetraglycidyl-Verbindung (A) Epoxy-Derivate auf der Basis von Glycidyl-Verbindungen eingesetzt werden, die aus der Gruppe der Cyclohexan-dimethanol-diglycidylether, Glycerin-triglycidylether, Neopentylglykol-diglycidylether, Pentaerythrit-tetraglycidylether, 1 ,6- Hexandiol-diglycidylether, Polypropylen-glykol-diglycidylether, Polyethylenglycol-diglycidylether, Trimethylolpropan-triglycidylether, Bisphenol A-diglycidylether, Bisphenol F-diglycidylether, 4,4^'-Methylenbis (N.N-diglycidylanilin), Tetraphenylolethan-glycidylether, N₁N- Diglycidylanilin, Diethylenglycol-diglycidylether, 1 ,4-Butandiol- diglycidylether bzw. Mischungen davon.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktivkomponente (B) Fettsäuren aus der Gruppe Tallölfettsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Sonnenblumenölfettsäure, Kokosölfettsäure (C₈-Ci₈), Kokosölfettsäure (Ci₂-Ci₈), Sojaölfettsäure, Leinölfettsäure, Dodecansäure, Ölsäure, Linolsäure, Palmkernölfettsäure, Palmölfettsäure, Linolensäure, Arachidonsäure eingesetzt werden.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktivkomponente (B) Alkanole aus der Gruppe 1-Eicosanol, 1- Octadecanol, 1-Hexadecanol, 1-Tetradecanol, 1-Dodecanol, 1-Decanol, 1- Octanol eingesetzt werden

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktivkomponente (B) Dialkylamine aus der Gruppe 2- Ethylhexylamin, Dipentylamin, Dihexylamin, Dioctylamin, Bis(2-ethylhexyl) amin, N-Methyloctadecylamin, Didecylamin, eingesetzt werden.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Glycidyl-Komponente (A) mit der Reaktivkomponente (B) bei Temperaturen von 20 bis 250⁰C ggf. in Gegenwart eines sauren oder basischen Katalysators vorgenommen wird.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Glycidyl-Komponente und der Reaktivkomponente im stöchiometrischem bzw. nahezu stöchiometrischem Verhältnis erfolgt.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxy-Derivat zur Massenhydrophobierung von zementären Baustoffmassen eingesetzt wird.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxy-Derivat zur Unterdrückung von Ausblühungen auf Oberflächen von gehärteten zementären Baustoffmassen eingesetzt wird.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Epoxy-Derivate der nicht ausgehärteten zementären Baustoffmasse in einer Menge von 0,001 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Zementanteil, zugesetzt werden.