DE2651772C3

DE2651772C3 - Zementzusatz

Info

Publication number: DE2651772C3
Application number: DE2651772A
Authority: DE
Inventors: Takasi Kagoshima Enoue (Japan)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-11-13
Filing date: 1976-11-12
Publication date: 1979-12-13
Also published as: FR2331530A1; PH13342A; AU504463B2; DE2651772A1; JPS52119632A; US4119597A; DE2651772B2; AU1951576A; JPS554707B2; GB1561748A

Description

Es sind verschiedene wasserabstoßend wirkende Zementzusätze bekannt, die beim Vermischen mit Zement einen hochwertigen, wasserabstoßenden Zementmörtel e -geben. Keiner dieser Zusätze führt jedoch in bezug auf Schrumpfverhalten, Hafteigenschaften, Chemikalienfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Abriebbeständigkeit zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Außerdem sind auch dit wasserabstoßenden Eigenschaften nicht ausreichend. Schließlich läßt sich bei herkömmlichen Zusätzen ein Ausblühen aufgrund des Calciumhydroxidgehaits im Zement bei der praktischen Verwendung nicht vermeiden.

Aus der Zeitschrift »Deutscher Baumarkt«, Düsseldorf, 12. August 1950, S. 1 bis 3, ist bekannt. Polyvinylalkohol als Zementzusatz zu verwenden. Jedoch sind diese Verbindung enthaltende Mehrkomponentenzementzusätze bisher nicht bekannt. Auch sind die Eigenschaften eines Zementmörtels, der als Zusatz nur Polyvinylalkohol enthält, hinsichtlich Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Wasserabstoßung und Schrumpfverhalten noch unbefriedigend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zementzusatz zur Verfügung zu stellen, der verbesserte Eigenschaften in bezug auf Nichtschrumpfbarkeit, Festigkeit, Haftverhalten, Wasserabstoßung, Chemikalienfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Abriebfestigkeit bewirkt. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.

Erfindungsgemäß wird eine wäßrige Lösung eines Polyvinyialkoholharzes und von Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid unter Rühren mit einem wäßrigen Dispersoid, das aus einem pflanzlichen Öl oder Fett und einem Dispergiermittel unter Dispersion in frischem Wasser hergestellt worden ist, vermischt.

Das durch Vermischen der erfindungsgemäßen Bestandteile erhaltene Gemisch wird vor der Verwendung mit Wasser verdünnt und zu Portlandzement gegeben.

Der erfindungsgemäße Zementzusatz bewirkt beträchtliche Eigenschaftsverbesserungen, ohne daß die Dispergierfähigkeit des Zements beeinträchtigt wird.

Der erfindungsgemäße Zementzusatz wird dem Zement oder gegebenenfalls einem Gemisch aus Zement und Zuschlagstoffen zugesetzt

Durch Vermischen des erfindungsgemäßen Zusatzes mit Zement erhält man Beton von hoher Qualität So lassen sich aus Zement, Zuschlagstoffen, Wasser und dem erfindungsgemäßen Zusatz nach Vermischen und entsprechender Härtung Beton oder Mörtel von hoher Festigkeit herstellen, der nicht schrumpft, und eine hohe Haftung sowie wasserabstoßende Eigenschaften aufweist Diese Produkte sind auch gegen Abrieb, Chemikalien und Korrosion sehr gut beständig.

Der erfindungsgemäße Zementzusatz ergibt beim Vermischen mit Portlandzement und Wasser einen breiartigen Zementmörtel mit günstigen Dispersionseigenschaften. Der Zusatz unterdrückt eine Verzögerung der Härtung und die Wärmebildung. Ferner führt er zu wasserrückhaltenden Eigenschaften. Somit erhält man bessere Ergebnisse bei der ! iäriung von Zementmörtel, insbesondere in bezug auf die Anfangsfestigkeit. Durch eine Erhöhung der Menge an Aluminiumsulfat oder pflanzlichem öl oder Fett im erfindungsgemäßen Zusatz erreicht man eine rasche Härtung, so daß der hergestellte Zement oder Mörtel früher eine hohe Druckfestigkeit erreicht Beton wird im allgemeinen durch Vermischen von Zement, Zuschlagstoffen und Wasser hergestellt, wobei man die notwendige Druckfestigkeit erst nach 3 bis 4 Wochen erreicht. Soll die hierfür notwendige Zeit verkürzt werden, wird je nach den Llmständen entweder ein rasch härtender Zement oder ein besonderes Härtungsverfahren angewendet. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie aufwendig sind und einen großen Raumbedarf haben und außerdem Schwierigkeiten bei der Qualitätskontrolle bereiten.

Durch den erfindungsgemäßen Zementzusatz werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Ut,!er Verwendung des erfindungsgemäßen Zementzusatzes gelingt es, einen rasch härtenden Beton von hoher Druckfestigkeit unter Verwendung üblicher Einrichtungen herzustellen.

Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemä-Ben Zementzusatzes werden Portlandzement und gegebenenfalls Zuschlagstoffe vermischt. Das erhaltene Gemisch wird zermahlen und in die gewünschte Form gebracht. Anschließend wird in bestimmter Weise gehärtet, wodurch man hochfeste Produkte, wie Betonrohre und -stangen, erhält.

Durch den erfindungsgemäßen Zusatz wird eine besondere Verbesserung in bezug auf die Scherfestigkeit von armiertem Beton oder Mörtel sowie eine Verbesserung der rostverhindernden Eigenschaften erzielt.

Da sich der erfindungsgemäße Zusatz in einem einfachen Verfahren bzw. durch einfaches Vermischen in einer einfachen Vorrichtung herstellen läßt, gelingt damit die großtechnische Herstellung von Betonprodukten ohne Belastung der Umwelt.

Die Art des verwendeten Polyvinylalkohols (PVA) ist, insbesondere dessen Polymerisationsgrad, nicht kritisch. Vorzugsweise weist der verwendete PVA einen Verseifungsgrad von mindestens 70% auf. Insbesondere werden handelsübliche Polyvinylalkohole mit einem Polymerisationsgrad von 300 bis 2500 und einem Verseifungsgrad von 70 bis 100 Molpro/ent verwendet. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von PVA in

einer 3- bis 30prozentigen wäßrigen Lösung,

Die Löslichkeit von PVA in Wasser hängt vom Versejfungsgrad ab. Bei Verwendung von Polyvinylalkohol mil: hohem Verseifungsgraci ergibt sich in überraschender Weise eine stark wasserabstoßende Wirkung. !Somit kann PVA mit einem weiten Bereich des Verseifungsgrads ohne Schwierigkeiten verwendet werden.

Die Menge des Aluminiumsulfats oder Calciumhydroxids hängt vein Polymerisationsgrad und der Konzentration des; PVA sowie von der gewünschten Viskosität der gebildeten Lösung ab. Durch Wahl entsprechender Mengen an Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid kann die Viskosität des erfindungsgemäßen Zusatzes variiert werden. Vorzugsweise beträgt die Menge an Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid 0,1 bis 300%, bezogen auf PVA. Beide Verbindungen werden vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung zur wäßrigen PVA-Lösung gegeben. Da beim Vermischen Schaumbildung auftreten kann, wird vorzugsweise ein Antischaummittel zugesetzt. Als Antischaummittel wird beispielsweise ein Silicon und Tributyiphosphat in einer Menge von 0,01 bis 0,5%, bezogen auf PVA, zugesetzt. Die Lösung des PVA soll mit einer wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid gründlich vermischt und darin dispergiert werden. Anschließend soll die Lösung vor dem Vermischen mit dem Dispersoid (B) 24 Stunden stehengelassen werden, da sonst keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten werden.

Vorzugsweise wird die wäßrige Lösung (A) in einer Menge von 60 bis 70 Gewichtsprozent und das Dispersoid (B) in einer Menge von 30 bis 40 Gewichtsprozent, verwendet.

Als Dispergiermittel werden vorzugsweise Polyalkylary!sulfonate dem Dispersoid (B) zugesetzt. Vorzugsweise werden pro 1 Teil des Dispersoids (B) 0,01 bis 0,3 Gewichtsteile eines pflanzlichen Öls oder Fetts zugesetzt.

Als pflanzliches Öl wird beispielsweise Sojabohnenöl verwendet. Dabei werden vorzugsweise 0,01 bis 0,3 Teile Sojabohnenöl zu 1 Teil des Dispergiermittels gegeben. Außerhalb dieses Bereichs -werden die gewünschten Eigenschaften nicht erzielt.

Ein gründlich verrührtes Gemisch des Dispergiermittels und des pflanzlichen Öls oder Fetts wird mit frischem Wasser in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil des Dispergiermittels versetzt. Das erhaltene wäßrige Dispersoid (B) seil nicht unmittelbar nach dem Vermischen verwendet werden, wenn eine hohe Qualität des Endprodukts erzielt werden soll. Vorzugsweise wird das Dispersoid mindestens 24 Stunden stehengelassen, bevor es mit der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) vermischt wird. Das Gemisch aus (A) und (B) soll vor der Verwendung etwa 20 Stunden stehengelassen werden, um eine hohe Qualität des Endprodukts zu erreichen.

Wie bereits erwähnt, wird der erfindungsgemäße Zusatz bzw. das wäßrige Dispersoid von Polyvinylalkoholhatz vor der Verwendung mit Wasser verdünnt, wodurch man ein verdünntes, wäßriges Dispersoid von Polyvinylalkoholharz erhält. Bei Zugabe dieses Zusatzes zu Zement erhält man einen breiartigen Mörtel von ausgezeichneter Fließfähigkeit und günstigen Eigenschaften in bezug auf Viskosität, Ballungsfähigkeit, Adhäsionskraft uiid Wasserabstoßung. Die Druck- und Biegefestigkeit der Endprodukte werden stark verbessert. Ferner sind auch die Zugfestigkeit, die Bestänclig-

keit gegen Rißbildung und die dynamische Festigkeit sowie die Beständigkeit gegen Abrieb, Chemikalien und Korrosion stark verbessert, ohne daß die charakteristischen Eigenschaften des Dispergiermittels verlorengehen. Die ausgezeichnete Dispergierfähigkeit des Dispergiermittels erlaubt eine hohe Fließfähigkeit ungeachtet des geringen W/Z-Verhältnisses. Die Wassermenge, die dem Zement zugesetzt wird, kann um 10 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, vermindert werden.

Aufgrund der starken Wasserabstoßung der Endprodukte ergibt sich eine gute Beständigkeit gegen Wasser, Chemikalien, Basen und Säuren.

Es wurde festgestellt, daß sich der erfindungsgemäße Zusatz zur Herstellung eines hochwertigen Betons eignet, da eine Trennung von Zuschlagstoffen im Beton, die bei herkömmlichem Beton auftreten kann, aufgrund der erhöhten Viskosität (im Vergleich zu herkömmlichem Beton) verhindert wird.

Der erfindungsgemäße Zusatz bewirkt ferner eine verzögerte Koagulation, eine kvitrollierte Hydrataiionswärme bzw. Hydratationstemper.-iur des Zements und eine wasserrückhaltende Wirkung. Insbesondere wird die Haftung zwischen den Zement- und Zuschlagteilchen verstärkt, was zu einem merklichen Anstieg der Beständigkeit gegen Druck, Biegen und Dehnen führt. Ferner wird die Rißbildung im Beton verhindert bzw. deutlich vermindert. Die Verbesserung der Beständigkeit gegen Alkalien führt zu einer Verhinderung des Ausblühens von Calciumhydroxid. De? erfindungsgemäße Zusatz kann im Zement eine Bindung mit Wasser eingehen, wodurch die Viskosität des Zementbreis selbst erhöht wird und der Austritt von freiem Wasser verhindert wird. Ferner wird eine gründliche Hydratisierung von Beton und Mörtel erreicht.

Eine besondere wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Zusatzes besteht darin, daß er sehr frühzeitig eine hohe Festigkeit, eine wasserabstoßende Wirkung (wobei kein Wasser durchtreten kann) unJ eine erhöhte Haftfestigkeit bewirkt.

Wie bereits erwähnt, läßt sich der erfindungsgemäße Zjsatz auf beliebige Portlandzemente anwenden, einschließlich normalem Zement, rasch härtendem Zement, weißem Zement, Hochofenzement und Flugaschezement. Er kann auch mit einer Reihe von pulverförmigen anorganischen Materialien verwendet werden, die als Bauwerkstoff dienen, beispielsweise Gips, Calciumcarbonat, Dolomit und Ton.

Wenn es auf das Einstellen der Koagulation des Zements oder die Erzielung einer hohen Anfangsfestigkeit in einem frühen Stadium ankommt oder wenn Betonfertigprodukte hergestellt werden sollen, muß die Menge des zugesetzten Aluminiumsulfats und des pflanzlichen Öls oder Fetts entsprechend variiert werden.

Die besonderen Eigenschaften des erfitKlungsgemäßen Zusatzes sind nicht auf die bloße Anwesenheit von PVA, Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid zurückzuführen. Vielmehr wirken PVA, Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxid und Wasser mit dem wäßrigen Dispersoid, das aus dem Dispergiermittel, dem pflanzlichen Öl oder Fett und Wasser besteht, in synergistischer Weise zus unmen.

Die Konzentration und die Viskosität des erfindungsgemäßen Zusatzes können je nach dem Verwendungszweck beliebig variiert werden, indem man die Anteile der einzelnen Bestandteile der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) und des wäßrigen Disper-

SOi(Js(IJ) verändert.

Mörtel und Beton, die den erfindungsgcmiißen Zusatz enthalten, weisen eine hohe Haftfähigkeit auf und können somit auf Asphalt. Gemische aus Asphalt und Gummi, Holz und Plattcnniaterial aufgebracht werden. Das wiiUrige Dispersoid des Polyvinylalkoholharzes ist so stabil, daß es I |ahr bei Raumtemperatur gelagert werden kann, ohne daß eine Trennung oder Gelbildung eintritt.

[■in wäßriges Dispersoid (B) hoher Qualität liil.lt sich herstellen, indem man I Teil Dispergiermittel. 0.01 bis 0.3 Gewichtsteile pflanzliches Öl oder I'ett gründlich vermischt und anschließend 0.5 bis J Teile frisches Wasser zugibt, gründlich vermischt und das Gemisch mindestens 24 .Stunden stehenläßt.

Durch Vermischen und gründliches Rühren der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzcs (A) und des wäßrigen Dispcrsoids (B) und nach mindestens

flüssigen Zementsatz, der 4 bis 31 Prozent nichtwäßrige Bestandteile enthält und dessen Viskosität bei 20 C 4¹JO bis 30 00OcP bet ragt

Im allgemeinen wird der erfindungsgcmäße Zusatz in einer Menge von 6 bis 18 Gewichtsprozent, bezogen auf den Portlandzement, zugesetzt. Sofern es besonders auf eine Verhinderung des Schrumpfcns ankommt, ist ein Zusatz von b bis 18 Gewichtsprozent bevorzugt. I.in Zusatz unter b Gewichtsprozent reicht nicht aus. um ein Schrumpfen zu verhindern und die anderen günstigen rigenschaften /u gewährleisten.

Die figur zeigt ein Diagramm, aus dem die w.isscrrücklialtenden [Eigenschaften eines unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellten Mörtels hervorgehen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel I

In einem Lösebehältcr wurden 12 Teile einei b.25prozentigen wäßrigen Lösung eines PVA (l'olyme risationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozenl und 0.10 Teile einer lOprozentigcn wäßrigen Alumini iimsulfallösung vorgelegt. Die Bestandteile wurder gründlich vermischt und mit 0.002 Teilen eines Silicon; als Antischaummittel versetzt. Das gesamte Gemisch wurde 1 Stunde gerührt und sodann 24 Stundcr stehengelassen. Man erhielt 12.102 Teile einer wäßriger Lösung eines Polyvinylalkoholharzes (A).

In einem weiteren Lösebehältcr wurden 3 Teile Polyalkylarylsulionat (Dispergiermittel) und 0,1 Teil Sojabohncnöl vermischt und 30 Minuten gerührt. Nach Versetzen mit 2.798 Teilen frischem Wasser wurde das erhaltene Gemisch gründlich gemischt, um eine

Vwi!M,iiHiigt; i5iSj>cr Siwi'i /u ^'cwdiii'iciMcii. mai'i Cfi'iicii

5.898 Teile eines wäßrigen Disperse,ds. das 24 Stunden stehengelassen wurde. Durch gründliches Vermischen von 12.102 Teilen der wäßrigen Polyvinylalkoholharzl.ösung (A) und 5.898 Teilen des wäßrigen Dispcrsoids (B) und anschließendem 20stündigem Stehenlassen erhielt man 18 Teile eines viskosen, ockerfarbenen Zementzusat/es. dessen Viskosität bei 20"C 120OcP betrug.

Da¹: .rhallene Produkt wurde mit Portlandzement in einer Menge von b Prozent, bezogen au! den Zement vermischt. Der erhaltene Mörtel wurde in bezug auf knagulalionsfcsiig-'kcit. Schrumpfverhältnis und Wasserabsioßimg gemäß den japanischen Industrienormen MS-R52OI und )IS-A1404 untersucht. Die Ergebnisse sind in den Tabellen I bis IV zusammengestellt.

Tabelle I Koagulation

Wassergehalt (%)

Beginn der Fintwieklung

(Std.-Min.)

F.nde der Entwicklung 7-30

(Std.-Min.)

lirfin-	ller-	Nur
rdinoc-	Ix'imm.	PnH.
gemiiUcr	lichcs	laml-
Zusatz	wasser-	zcment
	abstoßen-
	des Mittel
26.0	26.0	26.0
5-10	2-30	2-39

3-40

341

Tabelle II	Druckfestigkeit	(kg/cnr)	Portland	Firfindungs-	Biegefestigkeit	(kg/cm²)
I estigkeit	Erfindungs	Herkömm	zement	gemäßer Zusatz	Herkömm	Portland
Zeit (Tage)	gemäßer Zusatz	liches Produkt	!10	38,0	liches Produkt	zement
	!80	106	206	60,0	26,8	28,0
	288	180	358	88.0	40,1	42,0
λ	438	310			61.0	68.8
1
2k

Tabelle 111
Sclirumpfvcrhiiltnis

Λη I.ult gehärtete Probe (2OSId., 50% relative Luftfeuchtigkeit)

Zeit , rage) Iirfindungs- Hcrkönim- Portland-

gemaHer liches Produkt zement

Zusatz

13,0
18.4
23,0
25,1

17,2	22,8
33,8	37,0
38.0	46,5
42.0	54.3

Aus Tabelle III ergibt sich, daß das Schrumpfverhältbesser ist als bei herkömmlichen Produkten.

Tabelle IV

Wasserabstoßung

Permeabilitiitsvcrhältnis von Wasser

versetzt. Man erhielt 5.098 Teile eines gründlich dispergierten wäßrigen Pispersoids (B). das man 24 Stunden stehenließ.

Durch Vermischen von 12,902 Teilen der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkohoiharz.es (A) und 5,098 Teilen des wäßrigen Dispersoids (B), gründlichem Rühren des erhaltenen Gemisches und anschließendem 20stündigen Stehenlassen erhielt man 18 Teile eines hoch viskosen Zusatzes, dessen Viskosität 160OcP bei 20⁰C betrug.

Das vorstehend erhaltene Produkt wurde in einer Menge von 6 Gewichtsprozent zu 500 kg Portlandzement zugemischt. Die Druckfestigkeit eines daraus hergestellten Betons betrug nach 5 bis 7 Tagen mehr als 600 bis 700 kg/cm². Im Gegensatz dazu erhielt man bei herkömmlichem Beton nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von 400 bis 500 kg/cm².

Mit dem erfindungsgemäßen Zusatz gelingt es, die Festigkeitseigenschaften von herkömmlichem Beton

■₄ _ L „_ _j _ _i .„

W <-llg(-lll.llU /.U VCI UCÄSCI II.

Bei Aufbringen eines Mörtels aus Zement und dem Zusatz gemäß Beispiel 2 auf Asphalt und Schichtmaterialien erhält man ausgezeichnete Ergebnisse in bezug auf die Anfangsfestigkeit und die Hafteigenschaften. Auch bei längerer Wettereinwirkung lassen sich keine Veränderungen wie Sprungbildung, Quellen oder Ablösen, beobachten.

lirflndungsgeniältcr
Zusatz

Herkömmliches
Produkt

Portlandzement

0.56

1,00

Die Figur gibt die wasserrückhaltcnde Wirkung eines unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel I hergestellten Mörtels wieder.

Beispiel 3

Das Schrumpfverhältnis von Beton, der unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel 1 in einer Menge von 6 Gewichtsprozent zu Portlandzement hergestellt worden ist, wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

Untersuchungsverfahren

Es wurde eine Koagulationstestvorrichtung gemäß JIS-K5201 verwendet. Eine Nadel von 3 mm Durchmesser wurde mit einer Belastung von etwa 3(X) g auf die Proben aufgebracht. Die Zeit, die die Nadelspitze benötigte, bis sie 3 mm in die Mörteloberfläche eintaucht, wurde gemessen. Die Proben wurden hergestellt, indem man jeweils Mörtel (Zement zu Sand = 1 : 3) in einer Dicke von 5 mm auf eine Schiefertafel aufbrachte.

Beispiel 2

12 Teile einer 3,0prozentigen wäßrigen Lösung eines PVA (Polymerisationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozent) wurden mit 03 Teilen einer 60prozentigen wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat und anschließend mit 0,002 Teilen eines Silicons als Antischaummittel versetzt Nach 1 stündigem gründlichen Vermischen wurde das Produkt 24 Stunden stehengelassen. Man erhielt 12302 Teile einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkoholharz (A).

In einem weiteren Lösebehälter wurden 3 Teile Polyalkylarylsulfonat (Dispergiermittel) und 0,1 Teil Sojabohnenöl 30 Minuten lang vermischt Das erhaltene Gemisch wurde mit 1398 Teilen frischem Wasser

Tabelle V

Zusatz	Druckfestigkeit	Tagen	(kg/cm²)	Schrumpfen in 8 Wochen
	Tagen	131	Tagen	(XlO"⁴)
Ohne	79	171	246	7,04
6 % Zusatz gemäß Beispiel I	101	318	4,20

Aus Tabelle V ergibt sich, daß bei Verwendung des er.'indungsgemäßen Zusatzes das Schrumpfen von Beton um etwa 40 Prozent verringert werden kann.

Beispiel 4

Die Wirkung von verschiedenen Zusätzen auf die Verhinderung von Sprüngen im Beton wurde untersucht Die Betonzusammensetzung der einzelnen Proben ist in Tabelle VI zusammengestellt Portlandzement wurde mit 6 Gewichtsprozent des erfindungsgemäßen Zusatzes bzw. jeweils 3 Gewichtsprozent von anderen Zusätzen, nämlich Zusätzen auf der Basis von aliphatischen Säuren, Wasserglas und Stearinsäure, versetzt Die Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt

	Tabelle VI	Absackung	26	51 772	Menge des	10	Kies	Zeit bis
4	Zusatz				/us;:t/es			zur
					Sand		Sprung
		Wasser	Zement	(kg)		(kg/m-')	bildung
	19,0			0		969	7
Ohne	19,0			9	(kg/m¹)	969	8
Aliphatische Sauren	19,0	(kg/m¹)	(kg/m¹)	9	901	969	8
Wasserglas	19,0	195	300	9	901	969	8
Stearinsäure	19,0	186	300	18	901	969	80
Erfindungsgemäßer Zusatz	186	300		901
	186	300	901
	162	300

Die KorngröHe des Sands ist kleiner als 5 mm, die des Kieses kleiner als 25 mm (Durchmesser).

Die Untersuchungen in Tabelle Vl wurden folgendermaßen durchgeführt: Betonprüfstücke von I m Lange und einem Querschnitt von 16 χ 8 cm² an den Enden enthalten ein enges Mittelstück mit einem Querschnitt von 8x8 cm². Die Enden des Prüfstücks wurden mit einem Bolzen an einem Kupferrahmen fixiert, um die Schrumpfung des Betons zurückzuhalten. Die bis zum Auftreten von Sprüngen oder Rissen verstreichende Zeit wurde festgestellt. Die Untersuchungen wurden in einem geschlossenen Raum bei Temperaturen von 20°C und einer Feuchtigkeit von 45 Prozent durchgeführt.

Bei Beton mit dem erfindungsgemäßen Zusatz tritt eine Sprung- bzw. Rißbildung erst später auf als bei herkömmlich hergestellten Betonproben.

Beispiel 5

Es wurde untersucht, ob Calciumhydroxid aus einem Betonbauteil, das unter Verwendung des Zusatzes von Beispiel 1 hergestellt wurde, ausgelaugt wird. Es wurden Wasserbehälter aus Beton unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellt und unmittelbar nach ihrer Herstellung mit Wasser gefüllt. Der pH-Wert des Wassers blieb fast im neutralen Bereich

Tabelle VIII

Mt (Prozent firwi

Zusatz

1 η-Schwefel- 1 η-Salzsäure säure

Aliphatische Säure	-9,6%	-15,3%
Wasserglas	-9,3%	-15,0%
Stearinsäure	-9,4%	-15,1%
Hrfindungsgemäßer Zusatz	-2,6%	-3,8%

Die Untersuchung wurde gemäß ASTM-C-267 (Untersuchung auf Chemikalienfestigkeit) mit einer Eintauchdauer von 7 Tagen durchgeführt.

Beispiel 7

In einem Lösetank wurden 12 Teile einer 25prozentigen Lösung eines PVA (Polymerisationsgrad 550 und Verseifungsgrad 88 Molprozent) und 0,1 Teil einer lOprozentigen wäßrigen Aluminiumsulfatlösung durch I stündiges Rühren gründlich vermischt. Anschließend

I Vlt.ll VUII

des Leitungswassers entspricht. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

Wasser wurde in einem Betonbehälter, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes hergestellt ist, aufbewahrt

Behälter

Wassermenge
(Tonnen)

pH-Wert

Kleiner Wasserbehälter	500	7,2
Wassertank	1000	7,4
Wasserreservoir	8000	7,4

Beispiel 6

Die Chemikalienfestigkeit von Mörtel mit einem Gehalt von 6 Prozent des Zusatzes von Beispiel 1 in Portlandzement wurde untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt

zugesetzt. Sodann wurde so lange gerührt, bis ein gleichmäßiges Gemisch erhalten wurde. Dieses Gemisch wurde 24 Stunden stehengelassen. Man erhielt 12,11 Teile einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkoholharz(A).

In einem weiteren Lösebehälter wurden 3 Teile Polyalkylarylsulfonat (Dispergiermittel) und 0,3 Teile Sojabohnenöl 30 Minuten unter Rühren vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde mit 2,59 Teilen frischem Wasser versetzt und bis zum Erreichen einer vollständigen Dispersion gründlich gerührt Man erhielt 5,89 Teile eines wäßrigen Dispersoids (B), das 24 Stunden stehengelassen wurde.

12,11 Teile der wäßrigen Lösung des Polyvinylalkoholharzes (A) und 5,89 Teile des wäßrigen Dispersoids (B) wurden gründlich vermischt und 20 Stunden stehengelassen. Man erhielt 18 Teile eines viskosen Zusatzes, dessen Viskosität bei 220OcP bei 20⁰C beträgt

Dieser Zusatz wurde in einer Menge von 10 Gewichtsprozent mit Poretlandzement vermischt Der erhaltene Mörtel (Gewichtsverhältnis von Zement zu Sand 1 :3) wurde gemäß J1S-R5201 auf seine Haftfestigkeit untersucht Die Ergebnisse sind in Tabelle IX zusammengestellt

Tabelle IX

Zusatz Haftfestigkeit
(kg/cm²)

7 Tage 28 Tage

Aliphatische Säure 5,1 5,5

Wasserglas 5,3 5,1

Stearinsäure 5,22 5,8

Erfindungsgemaßer Zusatz 18,8 31,6

Die Zahlen sind Mittelwerte.

Es wurde ein Abriebversuch an einem Gemisch aus Zement und Sand (Verhältnis von Zement zu Sand 1:3; Zeit 4 Wochen) durchgeführt, wobei der Zement 6

Tabelle X Beispiel

Prozent des Zusatzes nach Beispiel 1 enthiell Die Ergebnisse sind in Tabelle X zusammengestellt.

Zusatz Abrieb
1 2

Durchschnitt

Aliphatische Siiure

Wasserglas

Stearinsäure

Erfindungsgemäßer Zusatz

Diese Untersuchung wurde gemäß dem Abriebtest für Holzwerkstoffe gemäß JlS durchgeführt. Das Blasen wurde 3 Minuten mit Preßluft von 2 kg/cm² bis 40 kg/cm² fortgesetzt. Das Ausmaß des Abriebs wurde ι aus der Gewichtsdifferenz vor und nach dem Blasen bestimmt.

Aus den vorstehenden Beispielen ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Zusatz folgende hervorstehenden Eigenschaften aufweist: Erhöhung der Wasserabsto- » Bung um einen Faktor von etwa 3 bis 4; Verbesserung der Druckfestigkeit um den Faktor etwa 1,3, der

17,1
16,8
17,8
5,36

16,05
16,05
16,6
5,29

Biegefestigkeit um den Faktor etwa 1,4 und der Haftfestigkeit um den Faktor etwa 6, jeweils im Vergleich zu herkömmlichen Produkten. Ferner ergibt sich auch eine Verbesserung der Zugfestigkeit. Der Zusatz bewirkt eine vollständige Verhinderung der Rißbzw. Sprungbildung, eine verbesserte Beständigkeit gegen Chemikalien und Abrieb, und er verhindert die Bildung von Ausblühungen aus dem Zement. Keiner der herkömmlichen Zusätze hat eine vergleichbare Wirkung.

i Biaü ZL-icimurmcn

Claims

Patentansprüche:

1. Zementzusatz auf Basis eines Polyvinylalkoholharzes, dadurch gekennzeichnet, daß das ^r, Polyvinylalkoholharz, bestehend aus einer Lösung eines Polyvinylalkohol, Aluminiumsulfat und/oder Calciumhydroxid in Wasser, im Gemisch mit einem wäßrigen Dispersoid, bestehend aus einem pflanzlichen öl oder Fett einem Dispergiermittel und Wasser, vorliegt

2. Zementzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die wäßrige Lösung (A) 0,1 bis 50 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat und/oder Calciumhydroxid, bezogen auf den Polyvinylalkohol, ! "> enthält.

3. Zementzusatz nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet daß das wäßrige Dispersoid (B) 0,01 bis 0,3 Gewichtsteile eines pflanzlichen Öls in I Gewichtsteil Polyalkylarylsulfonat enthält >o

4. Zementzusatz nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß er 60 bis 70 Gewichtsteile der wäßrigen Lösung (A) und 40 bis 30 Gewichtsteile des wäßrigen Dispersoids (B) enthält.