DE2745270B2

DE2745270B2 - schungen

Info

Publication number: DE2745270B2
Application number: DE2745270A
Authority: DE
Inventors: James Allen Mantua Ohio Ray (V.St.A.)
Original assignee: Martin Marietta Corp
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GR70675B; NL7711014A; BE859488A; IT1088857B; NL173741C; ZA776015B; JPS5648450B2; AU2947677A; DE2745270C3; US4089696A; AR216102A1; GB1593159A; DE2745270A1; BR7706714A; AU513703B2; CA1090835A; JPS5356223A; FR2367029A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Zusätzen in hydraulischen Zementmischungen, beispielsweise hydraulischen Zementbetonen oder -mörteln. Zementbreimischungen, nicht-plastischen Zement- oder Betonmischungen, wie Betonblockmiscnungen und trockene Mischungen zur Herstellung derartiger Betone und Mörtel.

Von zahlreichen zur Erzielung einer verbesserten Druckfestigkeit angewandten Zusätzen ist es bekannt, daß sie auch als Verfestigungsverzögerer wirken und die i.< der hydraulischen Zementmischung eingesetzte Menge an Wasser verringern. Im allgemeinen ergibt eine Verringerung der angewandten Menge an Wasser eine Erhöhung der Druckfestigkeit Als Verzögerungsmittel verlangsamen derartige Zumischungen das chemische Verfahren der Hydratation, so daß der Beton plastisch und während eines längeren Zeitraumes verarbeitungsfähig verbleibt als ein Beton ohne ein derartiges Verzögerungsmittel. Unter den allgemein für verbesserte Druckfestigkeiten eingesetzten Materialien sind Lignosulfonate, wie Calciumlignosulfonat, Salze von Hydroxycarbonsäuren, Zucker wie Glucose (Dextrose) oder Maltose und hochpolymerisierte Polysaccharide, wie Dextrine, bekannt.

Obwohl die Zusätze, welche eine Verfestigungsverzögerung und eine gewisse Verbesserung der Druckfestigkeitseigenschaften herbeiführen können, als Verfestigungsverzögerungsmittel an sich brauchbar sind, treten jedoch häufig Fälle auf, in denen eine verbesserte Druckfestigkeit gewünscht wird, jedoch irgendeine signifikante Verzögerung der Geschwindigkeit der Härtung der Zement- oder Betonmischungen unerwünscht ist. Ein Beispiel hierfür ist die Betonverarbeitung unter kalten Bedingungen, insbesondere Winterwetterbedingungen mit Gefriertemperaturen. In einem solchen Fall ist es weil günstiger, eine beschleunigte Verfestigungshärtung und Festigkeitsentwicklung für die Zementoder Betonmischung zu erreichen, da dies eine frühere Entfernung von Formrahmen oder Schalungsteilen, eine Beschleunigung der Reparaturarbeit und eine Verringerung der für die Feuchtigkenshärtung erforderlichen Zeit erlaubt. Um den unerwünschten Verzögeiiingseffekt zu vermeiden, weiden häufig bekannte Beschleunigungsverfanrcn. die die Geschwindigkeit der Hydratation für eine frühe Festigkeitsentwicklung erhöhen, angewandt, um die Verzögerungstendeaz des Wasserverringerungsmittels zu Oberwinden, Unter den verschiedenen for diesen Zweck angewandten Verfahren gibt es die Erhöhung des Anteiles von Portlandzement in der Mischung, die Anwendung eines verfügbaren Zementes vom raschesten Verfestigungstyp, das Erhitzen von Wasser oder anderen Komponenten des Betons und die Anwendung von chemischen Zusätzen, die katalytisch oder sonstwie zur Erhöhung der Geschwindigkeit wirken, mit der der Beton härtet Calciumchlorid und Alkanolamine, wie Triäthanolamin, werden üblicherweise als Beschleunigungszusätze angewandt

In solchen Fällen, wo das Beschleunigungsmittel zusammen mit einem festigkeitserhöhenden, jedoch verzögernden Zusatz zugegeben wird muß das Beschleunigungsmittel in ausreichender Menge verwendet werden, damit es den Verzögerungseffekt neutralisiert, oder falls notwendig, einen Beschleunigungseffekt der Mischung erteilt Dies kann zu nicht vorhersehbaren Ergebnissen führen, da der Beschleuniger dann in ziemlich großen Mengen eingesetzt werden muß. Ferner kann die Anwendung von Chloriden zu Korrosionsproblemen führen, die einen zusätzlichen unerwünschten Nebeneffekt, insbesondere bei vorgespanntem Beton, darstellen.

Andere Mittel, wie z. B. Harnstoff und Calciumformiat und die vorstehend aufgeführten Alkanolamine, begünstigen die Korrosion von Metall bekanntlich nicht haben jedoch einen weniger ausgeprägten Effekt zur Beschleunigung der Geschwindigkeit der Härtung des Betons. Es ist ferner von der Anwendung von Aldehyden und Polymeren derselben von niedrigem Molekulargewicht beispielsweise Paraformaldehyd oder Paraform, bekannt, daß sie stark die Gescnwindigkeit der Härtung des Portlandzement enthaltenden Betons beschleunigen, jede h werden in einer wäßrigen Lösung solcher Materialien unangenehme und toxische Dämpfe entwickelt. Infolgedessen ist die Menge derartiger Zusätze, die in Beton zum Zwecke der Verfestigungsbeschleunigung ohne Erzielung derartiger unerwünschter Dämpfe einverleibt werden kann, äußerst begrenzt

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Zusätzen zur Einverleibung in hydraulische Zementmischungen, die eine verbesserte Druckfestigkeit und/ oder beschleunigte Geschwindigkeit der Härtung und Verfestigung der erhaltenen Zementprodukte liefern, während sie keine nachteiligen Wirkungen auf die hydraulischen Mischungen, w^;e ein übermäßiges Mitreißen von Luft oder die Ausbildung unerwünschter Dämpfe oder Korrosionseffekte, vprursachen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch Verwendung mindestens eines Essigsäureesters des Glycerins ais Zusatz zu hydraulischen Zementmischungen, Beton oder Mörtel, auf der Basis von Zement vom Portlandtyp und Zement von hohem Aluminiumoxidgehalt in einer Menge bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements.

In dem vorliegenden Zusammenhang wird der Ausdruck »hydraulischer Zement« so verstanden, daß samt liehe zementartigen Massen, die zur Verfestigung und Härtung unter Einwirkung von Wasser umfaßt sind, wie zum Beispiel Porttandzementc, sirlf;ubcständigc Zemente. Hochofenzemente, Pozzolan/cmentc und Ze mente mit hohem Aluminiumoxidgehalt, da die erfindungsgemäß zu verwendenden Zusätze sämtlichen hydraulischen Zementmischungen einverleibt werden

können. Die bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Zusätze erfolgt jedoch in Zementmischungen voin Portlandtyp, Der Ausdruck »Zement vom Portlandtyp« bedeutet, daß sämtliche zementartigen Massen umfaßt werden, die einen hohen Gehalt an Tricalciumsilicat besitzen und somit aus Portlandzement bestehen oder chemisch ähnlich oder analog zu Portlandzement sind, dessen Vorschrift in ASTM C150-74 angegeben ist Hierdurch werden Zemente umfaßt, in denen Flugasche, beispielsweise von Dampfoder Krafterzeugungsstationen, Pozzolanschlacke und solche z.B. von Hochöfen, oder Mischungen hiervon einverleibt sind und die einen Zement vom Portlandtyp ergeben.

Allgemein ist die Erfindung auf hydraulische Zementmischungen, die hydraulischen Zement, Zuschlag, ausreichend Wasser zur hydraulischen Verfestigung des Zementes enthalten, anwendbar, wobei der Zusatz in ausreichender Menge zur Erhöhung der Druckfestigkeit der gehärteten Mischung vorliegt Der Zusatz wird vorzugsweise aus der Gruppe von Monoacetin, Diacetin, Triacetin oder Mischungen hiervon gewählt und soll allgemein in einer Menge zwischen etwa 0,01 und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zementes, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,025 bis 2 Gew.-°/o, verwendet werden, obwohl, wenn der Zusatz aus Monoacetin besteht eine Menge im Bereich zwischen etwa 0,025 und 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, insbesondere von etwa 0,05 bis 1 Gew.-%, bevorzugt wird. Wenn der Zusatz aus Diacetin besteht wird eine M.ige im Bereich von etwa 0,025 bis 1 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht des Zementes, insbesondere zwischen etwa 0,1 und 1,0 Gew.-°/o, bevorzugt, und wenn der Zusatz a-is Triacetin bf steht, wird eine Menge im Bereich von etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zementes, bevorzugt.

Die Verwendung eines Essigsäureesters des Glycerins als Zusatz ist günstig für die technischen Eigenschaften der hydraulischen Zementmischungen, da sich Produkte mit einer verbesserten Druckfestigkeit gegenüber gleichen Mischungen, die ohne den Zusatz hergestellt wurden, ergeben. Weiterhin ergibt die Anwendung dieses Zusatzes in Zementen vom Portlandtyp innerhalb der bevorzugten Bereiche im allgemeinen eine Beschleunigung der Geschwindigkeit der Härtung und Verfestigung der hydraulischen Mischungen, ohne daß Korrosionsprobleme, wie sie sich bei Chloridbeschleunigern, wie Calciumchlorid, einstellen, oder eine unzulässige Erhöhung der Menge der in dem erhaltenen Betonprodukt mitgerissenen Luft verursacht werden.

Die gemäß der Erfindung zu verwendenden Essigsäureester des Glycerins können durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden:

Il M H

II— C · — C-C- -Il

O O O

I I !

R₁. K, R₁

in der Ri, K und R₁ ein Wasserstoffiitom oder eine Acetylgruppe (CH >CO) bedeuten. Falls ein Wasserstoff alom durch eint? Acetylgruppe ersetzt ist. handelt es sich um Glyceryliiiüiioaci'liit oder M. Moacetin. Falls zwei Acetylgruppen vorliegen, handelt es sich um GIyceryldiacetat oder Diacetin, und bei drei Acetylgruppen handelt es sich um Glyceryitriacetat oder Triacetin.
Die Acetine sind unter Umsetzung von Essigsäure und Glycerin hergestellte Ester, die klare oder farblose dicke Flüssigkeiten sind, die in Wasser und Alkohol löslich oder damit mischbar sind. Die Acetine sind handelsübliche Produkte und haben bekannte Brauchbarkeiten als äußerliche Medikamente, Plastifizierer

ίο und Lösungsmittel

Bei der praktischen Ausführung der Erfindung werden die Acetine in hydraulische Zementmischungen, wie aus Portlandzement oder Zement vom Portlandtyp erhaltene Betone und Mörtel oder Betone und Mörtel aus Zement mit hohem Aluminiumoxidgehalt und Trockenmischungen zur Herstellung derartiger Betone und Mörtel in ausreichender Menge zur Erhöhung der Druckfestigkeit der gehärteten Mischung nach deren Verfestigung einverleibt Allgemein werden die Acetine

j?n der Zementmischung in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,025 bis 2,0 Gew.-°/o, einverleibt Falls der Zusatz aus Monoacetin besteht wird der Zusatz bevorzugt in einer Menge von 0,025 bis 1 Gew.-°/o, insbesondere 0,05 bis 1 Gew.-%, verwendet. Falls der Zusatz aus Diacetin besteht wird er bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,025 bis 1 Gew.-°/o, insbesondere von 0,1 bis 1,0 Gew.-%, eingesetzt Falls der Zusatz aus Triacetin besteht, liegt der bevorzugte Zugabe-

j(i bereich zwischen 0,01 und 1,0 Gew.-°/o.

Der gemäß der Erfindung zu verwendende Zusatz wird in die hydraulischen Zementmischungen vorzugsweise durch Hinzufügen zu einem Teil des zur Vermischung des hydraulischen Zementes und des Zu-

j) schlags verwendeten Mischwassers eingebracht Der Zusatz kann jedoch auch in irgendeiner anderen üblichen Weise einverleibt werden, und das umfaßt das Hinzufügen zu einem Trockengemisch, bevor das Wasser diesem einverleibt wird.

j" Der Ausdruck »Zuschlag« umfaßt sowohl feine Zuschläge, wie Sand, als auch grobe Zuschläge, wie gebrochenen Stein oder Kies, wie dies auf dem Fachgebiet üblich ist. Im allgemeinen kann für Mörtel der Zuschlag aus Sand oder andprem feinen Werkstoff bestehen, der

• i die Anfordernisse gemäß ASTM-Standard C-33 erfüllt. Für Betone kann der Zuschlag aus Sand oder einem anderen feinen Werkstoff plus gebrochenem Stein oder Kies oder anderem groben Werkstoff gemäß ASTM-Standard C-33 bestehen. Die genaue Größe, Reinheit,

■«ι Qualität und Menge oder die Bereiche hiervon an feinen und groben Zuschlägen vaiieren in Abhängigkeit von drm gewünschten Gebrauchszweck und den Eigenschaften des Mörtels oder Betons. Für die üblichsten Gebrauchszwecke liegt die Größe des feinen Zuschlags,

i"> obwohl sie nicht hierauf begrenzt ist, innerhalb des Bereiches entsprechend einer lichten Maschenweite von 4,7 mm bis 0,15 mm, während die Größe des groben Zuschlags innerhalb des Bereiches von 8 cm bis 4,7 mm liegt. Der grobe Zuschlag ist üblicherweise von

w> mineralischem Ursprung, wie Kies oder Gesteinssplitt, er kann jedoch auch in eiaigen Fällen mindestens teilweise aus sortiertem metallischen Material, wie Eisenschnitzel, Schlacke oder anderem hergestellten Zuschlag bestehen.

"' Ferner liegt allgemein für trockene Mörtelmischungen der Anteil des feinen Zuschlages zu Zement im Bereich von etwa 25 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zementmischung, was von der Art des Zu-

schlags und den gewtJr/schten Eigenschaften und Gebrauchszwecken der Mischung abhängig ist.

Sowohl fOr Mörtel als auch Zemente muß die angewandte Wassermenge allgemein ausreichen, um die hydraulische Verfestigung des in der Mischung vorliegenden Zements zu bewirken und eine geeignete Verarbeitungsfähigkeit zu liefern. Diese Menge kann innerhalb des Bereiches von etwa 20 bis 60 Gew.-% des Zementes in der Mischung für Mörtel und etwa 25 bis 70 Gew.-% des Zementes in der Mischung für die Betone Iiegea Die genauen Wassermengen hängen von dem Endgebrauchszweck der Zementmischung sowie von dem in der Mischung vorliegenden Zuschlag ab.

Zur Erläuterung der bei der praktischen Anwendung der Erfindung erhältlichen vorteilhaften Ergebnisse wurden Zementmischungen ohne Zusatz hergestellt und mit solchen Mischungen, denen Monoacetin, Diacetin und Triacetin in unterschiedlichen Mengen einverleibt wurden, verglichen. Die gleiche Art und Qualität des Zementes wurde bei jeder Mischung verwendet, und Anteil und Art des angewandten Zuschlags waren praktisch gleich. Eine ausreichende Was'.;rmenge wurde zu jeder Mischung zur hydraulischen Verfestigung der Zementmischung und zur Herstellung von Zementmischungen von praktisch der gleichen Konsistenz zugesetzt Die Prüfungen, aus denen die Ergebnisse abgeleitet wurden, waren die üblicherweise angewandten und standardisierten gemäß ASTM-Standard zur Prüfung von Zementmischungen. Zusätzlich wurden Vergleiche mit Tnäthanoiamin und Calciumchlorid (CaCb) vorgenommen, da Chloride und Triäthanolamin als Beschleunigungszusätze bekannt und im Handel sind.

Die in Tabelle I aufgeführten Ergebnisse erläutern die Anwendung der Acetine, d. h. Monoacetin, Diacetin und Triacetin, in Mengen bis zu 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zementes in zwei Portlandzementmischungen vom Typ I, wobei die Zemente von unterschiedlichen Herstellern stammten, zur Bildung von Betonen. Das angewandte Verhältnis von feinem Zuschlag zn grobem Zuschlag betrug 0,48 bei den Versuchen 1 bis 20 und 0,49 bei den Versuchen 21 bis 36, die Menge des Zementes je 0,76 cm³ betrug 5 Säcke (Zementsack mit einem Gewicht von 42,7 kg) und die Konsistenz der Betone war so, daß sie Setzungen im Bereich von 7,62 cm bis 9,5 cm hatten. Wie ersichtlich,

Tabelle I

ergab die Anwendung der Acetine praktisch die gleiche oder erhöhte Druckfestigkeit gegenüber ähnlichen Mischungen ohne den Zusatz ohne nachteilige Beeinflussung der Verfestigungszeiten der Zementmischungen oder Erhöhung der Menge der darin mitgerissenen Luft Tatsächlich ergab die Zugabe der Acetine eine allgemein günstige Beschleunigung der Verfestigungszeiten für die angewandten Zementmischungen. Im Vergleich zur Anwendung eines Triäthanolzusatzes ergaben die Acetine vergleichbare Zunahmen der Druckfestigkeit, wobei jedoch ein niedrigeres Ausmaß der Beschleunigung erzielt wurde.

Bei Monoacetin und Triacetin ergab ihre Anwendung klar eine günstige Beschleunigung im Vergleich zu Mischungen ohne Zusatz. Mit Diacetin ergab dessen Anwendung eine geringe Verzögerung der Geschwindigkeit der Härtung bei einer der Qualitäten des Portlandzementes vom Typ I und eine Beschleunigung der Geschwindigkeit der Härtung bei der anderen Qualität des Portlandzementes vom Typ 1 im Vergleich zu Zementmischungen ohne Zusatz aus den jeweiligen Qualitäten. Geringe Variationen der Ergebnisse können bei unterschiedlichen Handelsqualitäten von Portlandzement vorkommen, so daß die Ergebnisse im Gesamtzusammenhang zu betrachten sind. Das heißt, fails eine Übersicht dieser Ergebnisse vorgenommen wird, ergibt die Anwendung der Diacetine eine allgemeine oder Gesamtbeschleunigung der Geschwindigkeit der Härtung der Zementmischungen. Deshalb sind zusätzlich zur Anwendung der Acetine zur Erzielung einer Erhöhung der Druckfestigkeiten der Zementmischungen die erfindungsgemäß zu verwendenden Zusätze, d.h. die Acetine, wertvoll als Beschleuniger als solche, insbesondere da sie nicht zu den Arten von Korrosionsproblemen führen, die bei Beschleunigern vom Chloridtyp auftreten.

Die in Tabelle II aufgeführten Ergebnisse veranschaulichen die Anwendung von Acetinen in Portlandzementmischungen vom Typ I, deren Zementkomponenten die gleichen sind wie bei den Versuchen gemäß Tabelle I zur Bildung von Betonen. Das angewandte Verhältnis von feinem Zuschlag zu grobem Zuschlag betrug 0,48, es wurden 5 Säcke Zement ja 0,76 m³ Beton verwendet und die Betone hatten Setzungen im Bereich von 8,5 cm bis 9,5 cm.

Mischungs-	Zusatz	Menge,	Wasser,	Luft,	Geschwindigkeit	Druckfestigkeit des	28 Tige
Nr.		Gew.-% d.	kg/ms d.	Vol-% d.	der Härtung,	Zementproduktes,
		Zementes	Zement	Zement	bezogen auf	kg/cm^	319,2
			produktes	produktes	Mischung ohne		339,9
					Zusatz, Std.	7 Tage	320,2
Zement Nr.	1						309,0
1	oh'.ie	0	190,4	1,7	0	201,1	3283
2	Triäthanolamin	0,025	187,4	2,1	-7β	217,9	336,0
3	Monoacetin	0.01	188,0	1,8	0	192,6	331,8
4	Monoacetin	0,025	188,6	1,9	0	191,2	357,1
5	Monoacetin	0,05	187,4	2,0	0	203,9	344,1
6	Monoacetin	0,1	187.4	2,0	0	205,3	332,2
7	Monoacetin	0,25	186,2	2,4	0	207,4
8	Monoacetin	0,5	183,2	2,6	-'/2	229,2
9	Monoacetin	1,0	183,2	2,8	-Vb	231,3
10	Triäthanolamin	0,025	187,4	2,0	_3/₄	222,2
	+ Monoacetin	(0,0125
		+ 0,0125)

') Beschleunigung der Verfestigung wird durch ein Minuszeichen (-) angegeben, während die Verzögerung der Verfestigung durch ein Pluszeichen ( + ) angegeben wird.

h'ort sot/tiny

Mischungs- Zusatz
Nr.

Zement	Nr.	2
11		ohne
12		Triäthanolamin
13		Monoacetin
14		Monoacetin
15		Monoacetin
16		Monoacetin
17		Monoacetin
18		Monoacetin
ι y		ινιυι iwaictiii
20		Triäthanolamin
		+ Monoacetin
Zement	Nr	. 1
21		ohne
22		Diacetin
23		Diacetin
24		Diacetin
25		Diacetin
26		Diacetin
27		Diacetin
28		Diacetin
Zement	Nr.	2
29		ohne
30		Diacetin
31		Diacetin
32		Diacetin
33		Diacetin
34		Diacetin
35		Diacetin
36		Diacetin
Zement	Nr.	1
37		ohne
38		Triacetin
39		Triacetin
40		Triacetin
41		Triacetin
42		Triacetin
43		Triacetin
44		TriacetiD
Zement	Nr,	2
45		ohne
46		Triacetin
47		Triacetin
48		Triacetin
49		Triacetin
50		Triacetin
51		Triacetin
52		Triacetin

ι	Menge.	27 45 270	Luft,	8	Druckfestigkeit des	28 Tage
	Gew.-% ti		Vol-% d.	Geschwindigkeit	Zementproduktes,	302,6
Zementes	Wasser,	Zement	der Härtung,	kg/cm²	311,1
	I. kg/m' d.	produktes	bezogen auf		301,9
	Zement		Mischung ohne	7 Tage	314,6
0	produktes	2,0	Zusatz, Std.	2063	312,8
0,025		2.3	0	219,0	314,9
0,01	186,8	1,9	-5/8	204,2	331,5
0,025	182,6	2,0	-'/β	215,1	357,8
0,05	183,8	13	-1/8	212,7	343,4
0,1	183,8	2,1	-1/4	214,4	322,3
0,25	183,8	2,4	-1/4	224,3
0,5	182,6	2,4	-1/4	232.7
i,0	182,0	2,5	-Ve	242,5	351,2
0,025	180,9	2,5	— ⁵M	221,4	369,1
(0,0125	i 50,3		_3/4		375,8
+ 0,0125)	181,5				387,0
0		1,7		234,4	382,8
0.01		2,0	0	2443	399,7
0,025	178,5	1,9	0	245,0	418,6
0,05	173,8	2,0	+ Ve	251,3	397,6
0,1	173,2	2,0	+ V₈	254,5	352,9
0,25	172,6	2,1	+ '/4	260,0	357,1
0,5	173,2	2.5	+ '/4	277 3	355,7
1,0	172,0	2,6	0	293,5	364,9
0	169,6	1,6	-V₈	233,4	3704
0,01	169,0	1,7	0	247,1	384,2
0,025	179,1	1,7	-1/4	247,5	403,5
0,05	176,1	1,6	-1/4	248,9	413,4
0,1	174,9	1.7	-'/4	249,2	350,1
0,25	175,5	1,8	-1/4	261,2	373,6
0.5	176.7	2,1	-1/4	2643	3644
1,0	176,1	2,5	-'/2	299,1	3764
0	173,2	1,7	-1	235,9	370,1
0,01	172,6	1,8	0	253,4	3844
0,025	178,5	1,8	-Ά	2474	399,7
0,05	176,1	1,8	-1/4	2544	4034
0,1	176,1	13	-1/4	2503	349,7
0,25	176,1	13	-1/4	264,0	350,1
04	176,1	23	-1/4	2744	357,1
1,0	176,1	2,6	-1/4	274,9	356,0
0	173,8	1,7	-1/2	2623	3653
0,01	172,6	1,8	0	268,2	394,7
0,025	1773	1,7	0	270,7	4153
0,05	1743	1,7	-l/g	268,6	409,2
0,1	1743	1,8	-1/8	270,7
0,25	1743	2,0	-1/4	2963
04	1743	2a	0	3064
1,0	1733	2,6	-1/4	315,6
172,6		-V4
170,8

') Beschleunigung der Verfestigung wird durch ein Minuszeichen (—) angegeben, während die Verzögerung der Verfestigung durch ein Pluszeichen (+) angegeben wird

Wie aus der Tabelle II ersichtlich, ergeben die Acetine, obwohl sie weniger beschleunigend sind als die Chloride, vergleichbare bis überlegene Zunahmen der Druckfestigkeit Obwohl eine Versuchsmenge von 2,0

Gew.-% sich in einer der Qualitäten des Zements als geringfügig verzögernd erwies, läßt es sich als Beschleunigungsmittel betrachten, und die Verwendung des Zusaizes gemäß der Erfindung in dieser Menge er-

gab eine Erhöhung der Druckfestigkeit des erhaltenen Zementproduktes.

Die in Tabelle III aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß Gemische der Acetine mit den gleichen günstigen Ergebnissen angewandt werden können, als sie bei Einzelanwendung der Acetine erhalten werden. In diesen Beispielen wurden Monoacetin, Diacetin und Triacetin einzGi'.. und eine Mischung aus Diacetin plus Triacetin in Portlandzement vom Typ I, die denjenigen in den Beispielen der Tabelle 1 gleich waren, mit Mengen von 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, angewandt, um Betonmischungen herzustellen. Das angewandte Verhältnis von feinem Zuschlag zu grobem Zuschlag betrug 0,48. Die Menge des Zements betrug 5

10

Säcke je 0,76 m^J (213,4 kg) und die Konsistenz der Betone war so, daß sie Setzungen im Bereich von 8,5 cm bis 9,5 cm hatten. Die Druckfestigkeiten wurden nach einem und 28 Tagen im Vergleich zu den üblichen 7 und 28 Tagen gemessen, um die Anwendung der Acetine als Früh-Festigkeitsentwicklungszusätze zu bewerten. Obwohl die Festigkeiten nach einem Tag allgemein niedriger als diejenigen der Mischung ohne Zusatz waren, belegen die Druckfestigkeiten nach 28 Tagen sowie die Tatsache, daß das Acetingemisch eine Beschleunigung der Geschwindigkeit der Härtung der Zementmischung ergab, die Brauchbarkeit der Gemische der Acetine in der gleichen Weise, wie die Acetine als einzelne brauchbar sind.

Tabelle II	Zusatz	Menge,	Wasser,	Luft,	Geschwindigkeit	Druckfestigkeit des	28 Tage	28 Tage
Mischungs-		Gew.% d.	kg/m³ d.	Vol.-% d.	der Härtung,	Zementproduktes,
Nr.		Zements	Zement	Zement	bezogen auf	kg/cm²	319,2	317,4
			produktes	produktes	Mischung ohne		314.2	356,4
					Zusatz, Std.	7 Tage	300,9	369,4
	1						359,6	359,2
Zement Nr.	ohne		183,2	1.7	0	211,2	336,4
53	CaCl₂	1,0	183,2	2.0	-23/8	241,1	349,7
54	CaCI₂	2,0	183,2	2,0	-3V₈	227,1	327,2
55	Triacetin	1,0	183,2	2,3	-172	252,7	365,6
56	Triacetin	2,0	177,9	2,6	-Ve	241,1	3343
57	Monoacetin	1,0	181,5	2,3	-V₈	256,6	353,6
58	Monoacetin	2,0	178,5	2,4	-Ve	243,6
59	Diacetin	1,0	179,7	2,4	-Vs	260,8
60	Diacetin	2,0	177,9	2,5	-Vs	242,9
61	Gemischte Isopropanol-	0,075	182,0	2,7	-Ve	225,7	333,9
62	amine -I- Diacetin	(0,025					349,0
		+ 0,05)					346,6
	2						394,0
Zement Nr.	ohne		186,2	1,9	0	230,9	377,5
63	CaCI₂	1,0	184,4	1,9	-P/4	272,8	388,8
64	CaCl₂	2,0	185,6	1,9	-2V8	2703	368,7
65	Triacetin	1,0	183,2	2,4	-1/2	292.8	384,9
66	Triacetin	2,0	179,1	3,1	+ 5/S	266,8	378,9
67	Monoacetin	1.0	183,2	2,4	-1/2	287,2	350,4
68	Monoacetin	2,0	181,5	2,7	+ '/β	280,5
69	Diacetin	1,0	183,8	2,6	0	280,8
70	Diacetin	2,0	181,5	3,1	+ '/8	282,6
71	Gemischte Isopropanol-	0,075	182,0	3,0	-1/4	245,4	Druckfestigkeit des
72	amine + Diacetin	(0,025					Zementproduktes,
		+ 0,05)					kg/cm²

Tabelle IH	Zusatz	Menge,	Wasser,	Luft,	Geschwindigkeit		1 Tag
Mischungs-		Gew.-% d.	kg/m* d.	VoI.-0/o d.	der Härtung,
Nr.		Zements	Zement	Zement	bezogen auf	58,4
			produktes	produktes	Mischung ohne	53,8
					Zusatz, Std.	51,7
	1					53,4
Zement Nr.	ohne		192,1	1,4	0
73	Diacetin	1,0	186,8	2,3	-'/2
74	Triacetin	1,0	185,6	2,4	-'/2
75	Monoacetin	1,0	Ί87,4	2,1	-i/2
76

') Beschleunigung der Verfestigung wird durch ein Minuszeichen ( —) angegeben, während die Verzögerung der Verfestigung durch ein Pluszeichen ( + ) angegeben wird.

	11	Zusatz	Menge.	27 45	270	(0,5 + 0,5)	iS9,S	2,1	12	Druckfestigkeil des	28 Ta
			Gew.-%				182.6	3,4		Zementproduktes.
!•'ortuM/uni!		Zements					3,5	Geschw ndigkcil	kg/cm-	320,9
Mischungs-			Wasser.	Luft.	1,0		3,3	der Härtung,		346,9
Nr.			d. kg/m> d	Vol.-1/o d.			bezogen auf	1 Tag	370,5
	2		Zement-	Zement-	1.8	Mischung ohne		366,3
	ohne		produktes produktes	2,3	Zusatz, St.l.	65,7
	Diacetin	1.0				61,2	314,2
Zement Nr.	Triacetin	1,0			0	62,9	352,9
77	Monoacetin	1,0	188,6	2,3	-1	65,4
78	1		178,5	3,3	-V4
79	ohne		177,9		-1	58,0	320,9
80	Diacetin plus Triacetin	1,0	178,5		49,6	358,2
Zement Nr.			0
81	2	185,6	-3/4
82	urine	179,7		63,6
	Diacetin plus Triacetin		62,2
Zement Nr.		Ü
S3		-1-5/8
84

(0,5 + 0,5)
') Beschleunigung der Verfestigung wird durch ein Minuszeichen (-) angegeben, während die Verzögerung der Verfestigung

durch ein Pluszeichen ( + ) angegeben wird.

Zur Erläuterung der Brauchbarkeit der Acetine in anderen hydraulischen Zementen wurde Diacetin in begrenzten Mengen in einer handelsüblichen Zementmischung von hohem Aluminiumoxidgehalt untersucht. Das Diacetin wurde einfach als Beispiel eines Acetins gewählt und in Mengen von 0,05 und 0,10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, angewandt. Der angewandte Zement von hohem Aluminiumoxidgehalt war Schmelzzement, der typischerweise in Gew.-% 40% AI₂O₃, weniger als 2% TiO₂,38% CaO, 11 % Fe₂Oj, 4% FeO und weniger als 5% SiO₂ enthält, jedoch können auch andere Zemente von hohem Aluminiumoxidgehalt angewandt werden. Die hydraulische Zementmischung bestand aus einer Betonmischung von hohem Aluminiumoxidgehalt mit einem Gehalt von etwa 5'/₂ Säcken (42,7 kg je Sack) an Zement je 0,76 cm³ Beton,

Tabelle IV

das Verhältnis von feinem Zuschlag zu grobem Zuschlag betrug 0,47 und die Konsistenz der Betone war so, daß sie Setzungen im Bereich von 8,5 cm bis 10,2 cm hatten. Die in Tabelle IV aufgeführten Ergebnisse, die zur Vereinfachung lediglich die Druckfestigkeiten nach ein und sieben Tagen zeigen, belegen, daß die Acetine bei Zementen von hohem Aluminiumoxidgehalt zur Erhöhung der Druckfestigkeit der gehärteten Zementmischung wertvoll sind. Die Tatsache, daß die Acetine eine Verzögerung in der Geschwindigkeit der Härtung der angewandten Zementmischung ergaben, bedeutet, daß die Acetine auch brauchbar als Verzögerungsmittel als solche bei Zementen von hohem Aluminiumoxidgehalt sind, während bei Zementen vom Portlandtyp die Acetine als Beschleuniger als solche brauchbar sind.

Menge des Zement, Wasser, Luft, Diacetinzusatzes, kg/cm³ des kg/cm³ des Vol.-% des Gew.-% des Zement- Zement- Zement-Zements produktes produktes produktes

Geschwindigkeit
der Härtung,
bezogen auf
Mischung ohne
Zusatz, Std.

Druckfestigkeit des
Zementproduktes, kg/cm²

1 Tag

7 Tage

ohne 304,8 175,5 1,5 0 245,0 285,4

0,05 300,6 170,8 2,9 +V< 267,1 307,9

0,10 300,6 169,6 3,0 +2'A 268,6 333,9

') Beschleunigung der Verfestigung wird durch ein Minuszeichen (-) angegeben, während die Verzögerung der Verfestigung durch ein Pluszeichen (+) angegeben wird.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, in die in der vorstehenden Weise hergestellten Zementmischungen weitere auf dem Fachgebiet bekannte Zusätze für diejenigen Zwecke, wofür sie normalerweise eingesetzt werden, zuzugeben. Derartige weitere Zusätze können beispielsweise Luft-Mitreißmittel, Luft-Ausschlußmittel, Pozzolanmaterialien, Flugasche, Färbungsmittel, Wasserabweisungsmittel oder Verfestigungsbeschleuniger sein. Die Acetine können auch in Verbindung mit einer Kombination derartiger Zementzusätze zur Erzielung gewünschter Änderungen der physikalischen Eigenschaften des herzustellenden Betons verwendet werden, wie es durch Versuche in den Tabellen I und II beiegt ist, in denen Kombinationen der Acetine mit einem Triäthanolamin al.-; Zusatz und einer Isopropanolaminmischung als Zusatz angewandt wurden.

Es liegt auch im Bereich der Erfindung, die Acetine zusammen mit üblichen Verfestigungsbeschleunigungsmitteln, wie Lignosulfonaten, Zucker, Glucosacchariden oder Kombinationen hiervon anzuwenden, um Verbesserungen der Druckfestigkeit der gehärteten Mi-

bo schung zu erzielen, jedoch mit einem niedrigeren Verzögerungseffekt, als er sich bei diesen Verfestigungsverzögerungsmitteln ergibt Die Acetine und die bekannten Verfestigungsverzögerungsmittel können auch zusammen mit üblichen Verfestigungsbeschleunigungs-

s5 mitteilt, wie sie vorstehend aufgeführt wurden, verwendet werden, um die gewünschte Kombination der Vorteile zu erzielen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung mindestens eines Essigsäureesters des Glycerins als Zusatz zu hydraulischen Zementmischungen, Beton oder Mörtel, auf der Basis von Zement vom Portlandtyp und Zement von hohem Aluminiumoxidgehalt in einer Menge bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements.

Z. Verwendung nach Anspruch 1, wobei als Zusatz Monoacetin, Diacetin, Triacetin oder Gemische hiervon ausgewählt werden.

3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei als Zusatz Triacetin in einer Menge zwischen 0,01 und 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, und Monoacetin oder Diacetin in einer Menge zwischen 0,025 und 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Zements, bei Mischungen auf der Basis von Portlandzement verwendet werden.

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