DE2936353A1

DE2936353A1 - Zusatzmittel fuer mit luft vermischten zement oder moertel

Info

Publication number: DE2936353A1
Application number: DE19792936353
Authority: DE
Inventors: Eisaburo Okada; Koji Sakagami
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1978-09-25
Filing date: 1979-09-08
Publication date: 1980-04-10
Also published as: NL7907017A; GB2032906B; CA1131850A; JPS5819618B2; FR2436760A1; JPS5547260A; ES484408A1; GB2032906A; US4249948A

Description

P A T K N T Λ N W Λ L T Lü 29 3 6 35 DR. KARL TH. HEGEL DIPL.-ING. KLAUS DICKEL

(JMO8SU ULiHOSPHAKSl-; 223 2OOO HAMBURO SO .lUIJUS-KHKIN-STHASSH 33 HO(K) MÜNCUKN (H)

POSTFACH 5OOBO2 'l'RLEFON WHM ΓΚΙ,ΚΙΟΝ (OHi)) HH Γ,2

Zugelassen beim Europäischen Patentaii

Tclo^rnmm-Adrrsso: Doelliit'rpiiU'iil I [

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 2OOO Hamburg, den

H 3010 Dr.He/mk

KAO SOAP CO.,LTD. 1, Nihonbashi-Kayabacho 1 chome, CHUO-KU, TOKYO, JAPAN.

ZUSATZMITTEL FÜR MIT LUFT VEBMISCHTEN ZEMENT ODER MÖRTEL

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzmittel für mit Luft vermischten Beton oder einen entsprechenden Mörtel, das aus einem Salz einer oc-Olefinsulfonsäure besteht.

Wenn zu hydraulischen Zementmassen ein Zusatzmittel zugegeben wird, das in der Lage ist, dem Beton oder Mörtel die Eigen-

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Postscheckkonto: Hamburg 281220-205 · Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813 HJ)"

BLZ 2008OOOO

schaft zu verleihen, daß dieser Luft mitreißt,(was im folgenden als"Luftanreicherungsmittel"bezeichnet wird),erwartet man die Erzielung folgender Wirkungen;

(1) eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit und eine gleichzeitige Verminderung des Wasser-Zement-Verhältnisses zur Menge der feinen Zuschlagstoffe in der Masse;

(2) eine Verminderung des Ausblutens infolge der Zunahme der Wasserrückhaltekraft der Luftblasen;

(3) eine Verbesserung der Pumpbarkeit; und

(4) eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Ausfrieren und Auftauen.

Als meist gebräuchliche, hauptsächliche Zusatzmittel solcher üblichen Luftanreicherungsmittel können anionische oberflächenaktive Mittel genannt werden, wie Salze von hochoxidierten Harzsäuren, Salze von Proteinen, Alkylbenzolsulfonatsalze , Triäthanolaminsalze von Alkylsulfonaten und Polyoxyäthylenalkylsulfonatsalze, sowie nichtionische oberflächenaktive Mittel wie Polyoxyäthylenalkylarylather. Als Luftanreicherungsmittel, das gleichzeitig die Wassermenge vermindert, (was im folgenden als "Wasserverminderndes Luftanreicherungsmittel" bezeichnet wird), können Ligninsulfonate und Kondensate von Formaldehyd mit aromatischen Kohlenwasserstoffsulfonaten genannt werden, wie beispielsweise hochmolekulare Kondensate von Natriumnaphthalinsulf onat mit Formaldehyd.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "luft-

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anger ei chert βατ Beton¹¹ oder "luftangereicherter Mörtel¹¹ einen Beton oder Nortel, der ein Luftanreicherungsmittel oder ein wasserverminderndes Luftanreicherungsmittel enthält.

Hs typische Beispiele üblicher hochwertiger tfasserverminderungsmittel für Beton können hochmolekulare Kondensate von formaldehyd mit S-Naphthalinsulfonaten genannt werden, ferner Kondensate von Foraaldehyd mit sulfoniertem Greosotöl aus Erdölzersetzungsprodukten und Sulfonate von Kondensationsprodukten aus Melanin und Formaldehyd. Alle diese Mittel besitzen die Eigenschaft, die Härtung nicht zu verzögern und nur ein geringes Schäumen zu verursachen. Der Ausdruck "die Härtung nicht verzögern" bedeutet, daß bei Zusatz des wasservermindernden Mittels zum Zement dieser innerhalb 24 Stunden härtet. Der Ausdruck "wenig schäumend" bedeutet, daß bei Zusatz des wasservermindernden Mittels zum Zement die Menge der mitgerissenen Luft weniger als 3 Vol.-% beträgt. Im allgemeinen kann ein wasserverminderndes Mittel mit einer Oberflächenspannung von 60 dyn/cm oder weniger in einer Menge von 2 g je Liter dem Zement ein geringes Schaumvermögen im oben angegebenen Sinne verleihen. Mittel, die keine Luft mitreissen, aber in hohem Maße wasservermindernd wirken, sind bisher in der Hauptsache bei sogenannten hochfesten Betons angewendet worden. Luftmitreiseende oder luftmitreissende und wasservermindernde Mittel sind bisher in der Hauptsache bei Beton für Baukonstruktionen oder bei Beton mit verhältnismäßig geringer

Festigkeit verwendet worden. Daher ist ein luftmitreissendes,

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wasserverminderndes Mittel hoher Qualität bisher in Kombination mit einem Belüftungsmittel kaum benutzt worden.

In neuerer Zeit ist in Deutschland ein Sulfonat eines Kondensationsproduktes aus formaldehyd und Melamin, das ein qualitativ hochwertiges wasserverminderndes Mittel darstellt, als Flußmittel für sogenannten Fliessbeton verwendet worden. Weiterhin wurde gefunden, daß ein Salz eines hochmolekularen Kondensationsproduktes von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure, welches ein hochwertiges wasserverminderndes Mittel darstellt, als Flußmittel ausgezeichnet wirkt. Bei der Herstellung von Fliessbeton hat sich ergeben, daß die vom Zement mitgerissene Luft, was durch Zusatz eines Belüftungemittels oder eines Luftverminderungsmittels zur Grundmasse des Zements verursacht ist, d.h. also der Zement vor Zusatz des Fliessmittels, entschäumt wird, wenn das oben-erwähnte Fliessmittel von der Art eines hochwertigen wasservermindernden Mittels zugesetzt wird, so daß die beabsichtigte Wirkung kaum erreicht werden kann. Auch bei hochfesten, vorgestreckten Betonerzeugnissen, wie Eisenbahnschwellen, Eisenbahnplatten und Brückenträgern, die der Luft ausgesetzt sind, frieren und wiederauftauen, werden hochwertige Wasserverminderungsmittel oft in Kombination mit Belüftungsmitteln verwendet, und auch in diesen Fällen wird die mitgerissene Luft wieder entschäumt. Kurz gesagt, ist es selbst bei der Verwendung einer Kombination von üblichen im Handel erhältlichen, hochwertigen Wasserverminderungsmitteln mit üblichen im Handel erhältlichen Belüf-

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tungsmitteln unmöglich, einen Zement herzustellen, bei dem die Funktionen beider Zusatzmittel in der erforderlichen Weise zur Geltung kommen, d.h. man erhält keinen Zement, der die beiden Eigenschaft in sich vereinigt, (1) daß in nicht-gehärtetem Zustand sein Fliessvermögen deutlich stark ist und (2) daß in dem gehärteten Beton eine genügende Menge mitgerissener Luft enthalten ist.

In Verbindung mit der Beständigkeit gegenüber Ausfrieren und Wiederauftauen, was eine der wichtigsten Eigenschaften eines lufthaltigen Betons darstellt, hat das Amerikanische Beton-Institut vorgeschlagen, daß der Luftverteilungsfaktor weniger als 250 u betragen soll, vorzugsweise unter 200 ti liegen soll, und dieser Koeffizient wird als wichtiger Faktor bei der Herstellung eines lufthaltigen Betone angesehen, sowie als Haltbarkeitsindex bei der Prüfung des Verhaltens beim Ausfrieren und Wiederauftauen.

Wenn ein handelsübliches Belüftungsmittel oder ein Luftverminderungsmittel allein verwendet wird, liegt der Luftverteilungsfaktor des Betons unter 200 11 oder nur wenig über 20On, und die Beständigkeit beim Ausfrieren und Wiederauftauen ist zufriedenstellend. Wenn jedoch ein solches Belüftungsmittel oder ein Mittel, das den Wasser- und den Luftgehalt vermindert, in Kombination mit einem hochwertigen Wasserverminderungsmittel, also einem Fliessmittel, verwendet wird, liegt der Luftverteilungsfaktor selbst dann, wenn das letztere Mittel in

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größerer Menge als üblich angewendet wird, über 250 u, und die Beständigkeit beim frieren und Wiederauftauen ist vermindert.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik hat die Anmelderin Untersuchungen im Hinblick darauf durchgeführt, ein Belüftungsmittel zu entwickeln, das die Eigenschaft besitzt, selbst wenn es in Kombination mit einem hochwertigen Wasserverminderungsmittel verwendet wird, einen Beton zu schaffen, der eine Beständigkeit beim Ausfrieren und Wiederauftauen besitzt, die derjenigen eines gewöhnlichen Porenbetons vergleichbar ist, d.h. also einen Luftverteilungsfaktor unter 200 u aufweist. Als Ergebnis wurde gefunden, daß eine speziell begrenzte Klasse von anionischen oberflächenaktiven Mitteln dieses Erfordernis in befriedigender Weise zu erfüllen vermag. Auf dieser Grundlage ist die vorliegende Erfindung vervollständigt worden.

Gemäß vorliegender Erfindung ist also im einzelnen ein Zusatzmittel für Porenbeton oder porenhaltigen Mörtel geschaffen worden, das aus einem Salz einer °c -Olefinsulfonsäure besteht.

Das öc -Olefin, das zur Erzielung eines Salzes einer OC-Olefinsulfonsäure gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, ist eine Verbindung, die eine Doppelbindung am Ende des Moleküls, also in der ⁰C-Stellung, aufweist} derartige Olefine werden gewöhnlich durch Kracken einer Erdölfraktion oder durch PoIy-

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- r-

merisation von ithylen gewonnen. Das gemäß vorliegender Erfindung verwendete Salz einer ⁰^ -Olefinsulfonsäure kann durch Sulfonieren eines solchen c<-Ölefins mit Schwefeltrioxidgas, konzentrierter Schwefelsäure oder Chlorsulfonsäure hergestellt werden, worauf das Sulfonierungsprodukt hydrolysiert wird. Ein Natriumsalz einer ⁰^-Olefinsulfoneäure mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen wird als Salz der ¹^-Olefinsulfonsäure gemäß vorliegender Erfindung bevorzugt. Das Salz stellt ein ausgezeichnetes oberflächenaktives Mittel dar und besitzt eine hervorragende Wirkung als Belüftungsmittel; es läßt sich in Kombination mit einem hochwertigen VasServerminderungsmittel verwenden, ohne daß seine Wirkung als Belüftungsmittel verschlechtert wird. Das Salz der ⁰^-Olefinsulfonsäure ist speziell ein gutes Belüftungsmittel, wenn es allein verwendet wird. Es übt aber auch in Kombination mit einem hochwertigen Wasserverminderungemittel immer noch eine ausreichende Wirkung als Belüftungsmittel aus. Wenn man dieses Salz zur Herstellung von Zement oder Mörtel verwendet, wird die Fähigkeit,Luft mitzureissen, beträchtlich verbessert. Das Fliessvermögen des Zements oder Mörtels vor seiner Formgebung wird erleichtert, und die Widerstandsfähigkeit des geformten Betons gegenüber mehrfachem Ausfrieren und Wiederauftauen ist deutlich erhöht. Zu den Salzen der ⁰^ -Olefinsulfonsäure gemäß vorliegender Erfindung gehören ausser Natriumsalzen solche von Ammonium, Erdalkalien, niederen Aminen wie Methylamin oder Ithanolamin, und Morpholin.

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Als hochwertige Vasserverminderungsmittel für Zement werden gemäß vorliegender Erfindung vorzugsweise hochmolekulare Kbndensationsprodukte von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure, Kondensate von Formaldehyd mit sulfoniertem Creosotöl aus Erdölzersetzungsprodukten und sulfoniertβ Kondensat! ons produkte von Formaldehyd und Melamin verwendet. Das Kondensat aus Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure, wie es gemäß vorliegender Erfindung verwendet wird, ist ein hochmolekulares Polymerisat, das durch Kondensation von Naphthalinsulfonsäure mit Formaldehyd in solchem Ausmaß gewonnen ist, daß die rückständige Menge der nicht in Reaktion getretenen Naphthalinsulfonsäure weniger als 8 Gew.-% beträgt. Das Salz des SuIfonierungsproduktes des Kbndensationsproduktes von Formaldehyd und Melamin ist eine Verbindung, die durch Kondensation von sulfoniertem Melamin mit Formaldehyd in solchem Maße gewonnen ist, daß die Viskosität einer wässerigen Lösung der Verbindung, die eine Feststoffkonzentration von 20 Gew.-% aufweist, 8 bis 180 cps beträgt. Zu den Creosotölen aus Erdölzersetzungsprodukten gehören Acenaphthen, aromatische Kohlenwasserstoffmischungen wie Creosotöl und gekrackte Erdölfraktionen·

Um das Additiv gemäß vorliegender Erfindung dem Zement oder Mörtel zuzusetzen, kann (1) ein Verfahren verwendet werden, bei dem das Salz der °c -Olefinsulfonsäure mit dem hochwertigen

man Vasserverminderungsmittel vermischt wird, worauf/die Mischung

die
in Vasser löst und/Lösung dem Zement oder Mörtel zusetzt; (2)

kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem das hochwertige

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•/15 ·

Wasserverminderungsmittel und das Salz der <X -Olefinsulf onsäure getrennt voneinander in Wasser gelöst und die entsprechenden Lösungen dem Zement oder Nortel zugesetzt werden; oder es wird eine wässerige Lösung, die die Additive in hoher Konzentration enthält, hergestellt und dann dem Zement oder Mörtel zugesetzt; und (3) kann man ein Verfahren verwenden, bei dem die trockenen Feststoffe aus dem hochwertigen Wasserverminderungsmittel und der oc-ÖlefinsulfonsSure dem wasserfreien Zement durch Trockenvermischen einverleibt werden.

Wenn das Salz des Kondensationsproduktes aus Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure oder des Kondensats aus Formaldehyd mit einem Sulfonierungsprodukt eines Creosotöls aus einem Erdölzersetzungsprodukt als hochwertiges Wasserverminderungsmittel verwendet werden, ist es vorzuziehen, das Salz der QC-Olefinsulfonsäure in Mengen von 0,19 bis 10 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Wasserverminderungsmittels anzuwenden. Wenn das Salz des Sulfonierungsprodukts des Kondensats aus Melamin und Formalin als hochwertiges Wasserverminderungsmittel verwendet wird, ist es vorzuziehen, das Salz der ^°-Olefinsulfonsäure in Mengen von 0,095 bis 5 Gew.-Teilen auf 100 Gewichtsteile des Wasserverminderungsmittels anzuwenden.

Die verwendete Menge des Belüftungsmittels gemäß vorliegender Erfindung schwankt in Abhängigkeit von der erforderlichen Menge Luft, dem gewünschten Setzwert, der Art und Menge des Zements, des verwendeten Zuschlagsstoffes, der Vermischungsart, der

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Art der verwendeten Mischmaschine, der Temperatur und anderen Faktoren, so daß sie nicht leicht angegeben werden kann. Um eine Luftmenge von 4,0 + 0,5 Vol.-% im fertigen Beton nach den Qualitätsvorschriften der japanischen Industrienorm JASS5T-401 für oberflächenaktive Mittel als Zusatzstoffe für Zement zu erzielen, wie dies durch die japanische Bauvereinigung festgelegt ist, und dabei eine Luftmenge von 4 bis 4,5 Vol.-% in dem Forenbeton entsprechend dem Standard für Forenbeton zu erzielen, wie er durch die Japanische Vereinigung der Zivil-Ingenieure festgelegt ist, wird

(A) das Salz der °C -Olefinsulfonsäure vorzugsweise in einer Menge von 0,002 bis 0,015 Gew.-#, berechnet auf das Zementgewicht, zugesetzt,

(B) das hochwertige Vasserverminderungsmittel wird in einer Menge von (B-I) 0,15 bis 1,05 Gew.-#, berechnet auf das Zementgewicht,zugesetzt, sofern es sich um ein Kondensat aus Formaldehyd und B-Naphthalinsulfonsäure oder ein Formaldehydkondensat eines Sulfonierungsproduktes eines Creosotöls aus einem Erdölzersetzungsprodukt handelt, oder (B-2) in Mengen von 0,3 bis 2,1 Gew.% berechnet auf das Zementgewicht, wenn ein Sulfonierungsprodukt eines Melamin-Formaldehyd-Kondensats vorhanden ist.

Durch Segelung der Menge des verwendeten Salzes der °*—Olefinsulf onsäure ist es möglich, die erforderliche Luftmenge von 3 bis 6 Vol.-% für verstärkten Zement entsprechend den Stan-

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dardvorscliriften JASS5 der japanischen Vereinigung für Bauten zu erreichen, sowie einen Luftgehalt von 3 his 6 Vol.-% für einen Porenbeton nach den Standardvorschriften der Japanischen Vereinigung der Zivilingenieure.

Bei der Herstellung von Zement oder Mörtel unter Verwendung eines Zusatzmittels gemäß der Erfindung entfaltet sich die Funktion des hochwertigen Wasserverminderungsmittels in vollem Maße, und der entstehende Porenbeton hat eine genügende Beständigkeit beim Ausfrieren und Viederauftauen, so daß der relative, dynamische Elastizitätsmodul bei 300-fachem Frieren und Viederauftauen höher als 95 % liegt, wobei der Luftverteilungsfaktor in vielen Fällen geringer ist als 20Ou und jedenfalls stets geringer als 230 v. und niemals den kritischen Vert von 250 m. übersteigt, wie er durch die Vorschriften der japanischen Assoziation der Zivilingenieure vorgeschrieben ist.

Im folgenden solj^nun die Eigenschaften des unter Verwendung des Additivs gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Porenbetons im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden erläuternden Beispiele beschrieben werden. In den Beispielen ist der Setzwert und der Luftgehalt des nicht-gehärteten Zements nach dem Verfahren der japanischen Industrienorm JIS A-1101 und JIS A-1128 bestimmt. Der Beständigkeitstest beim Ausfrieren und Viederauftauen und die Messung des Luftverteilungsfaktors wurden nach dem Verfahren A der amerikanischen Standardvorschriften ASTM C-666 und der abgeänderten Spitzen-

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./If-

zählmethode nach ISTM C-4-57 vorgenommen. Die Proben für den Beständigkeitstest beim Ausfrieren und Viederauftauen besaßen eine Größe von 10 cm χ 10 cm χ 40 cm und wurden nach, den japanischen Industrienormen JIS A-1121 hergestellt.

Den Ergebnissen des Beständigkeitstestes beim Ausfrieren und Viederauftauen wird bei der vorliegenden Erfindung besondere Bedeutung beigemessen, da anzunehmen ist, daß die obenerwähnten Effekte (1), (2) und (3) in zufriedenstellender Weise durch einen Porenbeton oder einen porösen Mörtel erzielt werden, wenn der Zement eine gute Beständigkeit beim Ausfrieren und Wiederauftauen zeigt.

Die gemäß den Beispielen verwendeten Materialien waren gewöhnlicher Portland-Zement (hergestellt von der Firma Onoda Zement), feine Zuschlagsstoffe (nämlich Sand aus Kinokawa, spezifisches Gewicht »2,60, FM ■ 2,72), grober Zuschlagsstoff (nämlich pulverisierter Stein, hergestellt in Takarazuka, spezifisches Gewicht - 2,62, Maximalgröße - 20 mm, PM ■ 6,84), sowie ein im Handel erhältliches Salz eines Hochkondensats von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure (Größe 150, hergestellt und verkauft von der Firma Kao Soap K.K.) oder ein im Handel erhältliches Salz eines Sulfonierungsproduktes eines Kondensats von Formaldehyd und Melamin (unter der Bezeichnung: Melment FIO, hergestellt von der Firma Showa Denko K. JE.) als hochwertige Wasserverminderungsmittel.

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Sie Zementzusanmensetzung ist aus Tabelle 1 ersichtlich.

TABELLE 1

Sie in den Beispielen und den Vergleichs versuchen verwendete Zusammensetzung	Mengen in Kk/ar des Zements
Wasser/ S/A Zement/ (#) Verhältnis (90	Zement Wasser S G
54,3 40	300 163 717 1079

Die Mischung erfolgte 3 Minuten lang mit Hilfe eines starken Bührmischers, der ein Fassungsvermögen von 50 Litern aufwies.

In der Tabelle 1 bedeutet ¹¹V" : Wasser, "C" : Zement, "S^M : feine Zuschlagstoffe, "G¹¹ : grobe Zuschlagstoffe; "A" ist die Summe aus ¹¹S*¹ und ^MG^W.

Die am Zement erzielten Versuchsergebnisse sind aus Tabelle 2 ersichtlich.

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TABELLE 2

cn \ ο -j to

Versuch	Zusatzstoffe	Menge	I	Menge	Luftmenge	Set	Luftvertei	Relativer	>	-«-
Nr. 1 1	Hochwertiges Wasser- rerminderungsmittel	0,0	Oberflächenaktives! Mittel	0,0	(*)	zung (cm)	lungsfaktor (U)	dynamischer Elastizitäts	100
J	tot	0,25	Art	0,0		3,3		modul (%) bei 300facher Wiederholung.	98
Vergleichen versuch 1	-	0,52	-	0,0	1,0	10,0	973	vor 50facher Wiederholung zerbrochen	96
Vergleichs versuch 2	Masse 150	0,0	-	0,0054	1,4	9,4	1109	vor 50facher Wie derholung zerbrochen 98
Vergleiohs- versuch J -"_ 4	Melment F10	0,0	-	0,0013	1,0	4,5	954	98
-«_ 5		0,0	A	0,0018	3,7	5,7	162	94
-"- 6	-	0,0 0,0	B	0,02 0,0021	4,4	7,0	124
-•^M— 8	-	0,0	σ	0,0009	4,0	7,0 5,4	147
_«- 9		0,25	D E	0,0072	3,8 4,0	6,5	446 160
-"- 10	-		F	3,9	13,0	199
Masse 150	A	4,0	244

N) CD CO CD CO

TAB~RT.LT: 2 (Portsetzung)

Versuch	Zusatzstoffe	Menge	Oberflächenaktives Mittel	Menge	Luftmenge	Set	Luftvertei	Relativer
Nr.	Hochwertiges Vasser- verminderungsmittel	0,25	Art	0,0042	(%)	zung (cm)	lungsfaktor	dynamischer Elstizitäts-
	Art	0,25	B	0,0075		10,2		modul (%) bei 30Ofacher Wiederholung
Vergleichs versuch 11	Masse 150	0,25 0,25	σ	0,035 0,0051	4,2	10,7	363	92
-w- 12	-H-	0,25	D Έ	0,0024	3,9	13,4 6,6	353	83
-^M- 13 -w- 14		0,0	P	0,0046	3,9	10,3	351 225	vor 50facher Wiederholung zerbrochen 92
-"- 15	-"-	0,25	S1	0,0073	3,7	8,6	306	92
Beispiel 1	-	0,0	S1	0,0041	4,5	10,5	152	99
Beispiel 2	Masse 150	0,25	32	0,0086	4,4	8,8	193	95
Beisjdel 3		0,52	S2	0,0066	4,0	12,5	165	100
Beispiel 4	Masse 150		S1	4,1	11,5	211	96
Beispiel 5	Melment P10		4,4	183	95

Bemerkungen;

1) Die Menge des Zusatzstoffes ist in Gewichtsprozenten der feststoffe, berechnet auf das Zementgewicht, angegeben.

2) Die Abkürzungen für die oberflächenaktiven Mittel bedeuten folgendes:

A : ein Neutralsalz einer hochoxidierten natürlichen

Harzsäure,

B : Natriumalkylbenzolsulfonat,

C : Natriumpolyoxyäthylenalkylphenylsulfat,

D : Polyoxyäthylenalkylaryläther,

£ : Triethanolamin!aurylsulfat,

P : Natriumlaurylsulfat,

51 : NatriumOC-Olefinsulfonat (eine Mischung von

Olefinen mit 16 bis "B Kohlenstoffatomen),

52 : NatriumX-Olefinsulfonat (eine Mischung von

Olefinen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen).

Die in Tabelle 2 angegebenen Eigenschaften wurden nach folgenden Verfahren bestimmt.
Beständigkeitstest beim Ausfrieren und Wieder auftauen:

Die Betonprobe wurde mit großer Geschwindigkeit wiederholt ausgefroren und wiederaufgetaut (bei Temperaturen zwi sehen +5⁰C und -18⁰C) in Laboratoriumswasser. (Die Zeitdauer für einmaliges Ausfrieren und Wiederauftauen betrug 3 Stunden). Die Qualitätsveränderung des Betons wurde nach dem grundlegenden Test der frequenz der Querbeanspruchung geprüft.

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- vr -.33-

Die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Ausfrieren und Wiederauftauen wird gewöhnlich nach dem relativen dynamischen EIa -stizitätsaodul bewertet, der durch die folgende formel wiedergegeben wird; dabei bedeutet ein Wert, der näher an 100 liegt, eine bessere Widerstandsfähigkeit:

Pc - (n^/n²) χ 100

In dieser formel bedeutet Pc den relativen dynamischen Elastizitätsmodul in Prozenten nach einer Anzahl von ^Mc^N Ausfrier- und Wiederauf taumaßnahmen; n. ist die primäre Biegevibrationsfrequenz vor dem Ausfrieren und Wiederauftautest, und η ist die primäre BiegeVibrationsfrequenz nach einer Anzahl von "c" Ausfrier- und Wiederauftaumaßnahmen.

Blasenverteilungsfaktor:

Der Blasenverteilungsfaktor wird als Index verwendet, der den durchschnittlichen Verteilungszustand von Luftblasen angibt, die im Zement enthalten sind. Es gibt verschiedene Verfahren, um diesen faktor zu bestimmen. In den Beispielen wurde die abgeänderte Spitzenzählmethode verwendet. Im einzelnen geschieht dies dadurch, daß die gut polierte Betonoberfläche linear von einem Mikroskop durchgeprüft und die Zahl der Blasen gezählt wird. Der Blasenverteilungsfaktor (L") wird nach folgender Gleichung berechnet:

3m\ ♦ d* - 37

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ORIGINAL INSPECTED

In dieser Formel bedeutet L den Blasenverteilungsfaktor, P ist die Betonmasse (berechnet nach der Zusammensetzung), A ist die Menge der Luft in der gehärteten Masse; diese wird nach der Formel A - 1OOSs/St berechnet, in dieser bedeutet Ss die Gesamtzahl der Haltepunkte (also der gemessenen Werte), wobei der Indexpunkt mit dem Blasenquerschnitt in Übereinstimmung steht, während St die gemessene Anzahl der gesamten Haltepunkte während der Durchprüfung darstellt. <X. ist die Blasenoberfläche, die durch die Formel ^c « 4/1 wiedergegeben wird, in der 1 die durchschnittliche Profiltiefe der Blasen bedeutet, die ihrerseits durch die formel 1 - A/10On bestimmt ist} in dieser hat A die oben-angegebene Bedeutung, und η ist die durchschnittliche Zahl der je Längeneinheit durchgeprüften Blasen, diese wird bestimmt durch die formel: η ■ N/T, in der T die Gesamtzahl (der gemessene Wert) der durchgeprüften Blasenquerschnitte darstellt, und N die gesamte durchgeprüfte Länge (der gemessene Wert). Aus den Ergebnissen der Vergleichs versuch, θ 1 bis 3 ist offensichtlich, daß bei fehlendem Zusatz eines Additivs oder wenn lediglich ein hochwertiges wasserverminderndes Mittel zugesetzt wird, der Beton keine wesentliche Beständigkeit beim Ausfrieren und Wiederauftauen zeigt·

In den Vergleichsversuchen 4 bis 6, 8 und 9, sind die Ergebnisse angegeben, die bei Verwendung eines im Handel erhaltlichen Belüftungsmittels allein erzielt werden. Aus den Vergleichsversuchen 10 bis 12, 14 und 15 ist augenscheinlich,

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daß bei Verwendung des Mittels"Größe 150" ia. Kombination mit einem derartigen im Handel erhältlichen Belüftungsmittel die Wirkung des im Handel erhältlichen Belüftungsmittels vermindert ist.

Aus den Ergebnissen der Beispiele 2, 4 und 5 läßt sich leicht entnehmen, daß selbst dann, wenn ein Salz einer oc -Olefinsulfonsäure gemäß vorliegender Erfindung in Kombination mit einem hochwertigen Vasserverminderungsmittel verwendet wird, und der Blasenverteilungsfaktor etwa 200 u beträgt, der relative dynamische Elastizitätsmodul nach 300 Versuchen höher als 95 % ist, und somit ein hervorragender Porenbeton hergestellt werden kann. Weiterhin zeigen die Ergebnisse der Beispiele 1 und 3i daß selbst dann wenn ein Salz einer ^c -Olefinsulfonsäure gemäß vorliegender Erfindung für sich allein verwendet wird, ein guter Forenbeton hergestellt werden kann.

Die Ergebnisse der Vergleichsversuche 7 und 13 zeigen, daß das oberflächenaktive Mittel D kein wirksames Belüftungsmittel darstellt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Hydraulische Zementmasse zur Herstellung von Beton oder Mörtel, bestehend aus hydraulischem Zement, Wasser und gegebenenfalls Zuschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse eine wirksame Menge eines Oc-Olefinsulfonats enthält, um Luft der Masse einzuverleiben.

2. Hydraulische Zementmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS

es sich bei dem ©C-Olefinsulfonat um Natriumoc_olefinsulfonat mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen handelt.

3· Hydraulische Zementmasse nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des oC-Olefinsulfonats 0,002 bis 0,015 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements, beträgt.

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4. Hydraulische Zementmasse zur Herstellung von Beton oder Mörtel, bestehend aus hydraulischem Zement, Wasser und gegebenenfalls Zuschlagsstoffen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hasse:

(1) eine wirksame Menge eines ⁰C-Olefinsulfonats zum Einverleiben von Luft in die Masse enthält, und

(2) eine wirksame Menge eines wasservermindernden Mittels, das aus einem Kondensat von Formaldehyd mit sulfoniertem Greosotöl aus einem Erdölzersetzungsprodukt, einem hochmolekularen Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure oder einem sulfonierten hochmolekularen Kondensationsprodukt von Formaldehyd und Melamin besteht.

5. Hydraulische Zementmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

das ^-Olefinsulfonat aus Natrium oCr-olefinsulfonat mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht.

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6. Hydraulische Zementmasse nach den Ansprüchen 4 oder 5» wobei die Menge des OC-Olefinsulfonats 0,002 bis 0,015 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements, beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das wasservermindernde Mittel aus einem Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit sulfoniertem Creosotöl aus einem Erdölzersetzungsprodukt besteht und die Menge des wasservermindernden Mittels 0,15 bis 1,05 Gew.-%,berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements, ausmacht.

7. Hydraulische Zementmasse nach den Ansprüchen 4 oder 5, bei der die Menge des OO-Olefinsulfonats 0,002 bis 0,015 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements, beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das wasservermindernde Mittel aus einem hochmolekularen Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure besteht, dessen Menge 0,15 bis 1,05 Gew.-% beträgt, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements.

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•ι«·

δ. Hydraulische Zement mas se nach, den Ansprüchen 4 oder 5, bei der die Menge des oc-01efinsulfonats 0,002 bis 0,015 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements, beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß

das wasservermindernde Mittel aus einem hochmolekularen Kondensationsprodukt von formaldehyd mit Melamin besteht, dessen Menge 0,3 bis 2,1 Gew.-% beträgt, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements.

9. Zusatzmittel für eine hydraulische Zementmasse, bestehend im wesentlichen aus :

(A) einem oc-Olefinsulfonat und

(B) einem wasservermindernden Mittel, das seinerseits aus einem Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit sulfoniertem Oreosotöl aus einem Erdölzersetzungsprodukt oder einem hochmolekularen Kondensationsprodukt von Formaldehyd mit ß-Naphthalinsulfonsäure besteht, wobei das Gewichtsverhältnis der Bestandteile A und B in der Größenordnung von 0,19 : 100 bis 10 : 100 liegt.

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ίο. Hydraulische Zementmasse nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß
das OC-Olefinsulfonat aus Natriumoc-olefinsulfonat mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht.

11. Zusatzmittei für eine hydraulische Zementmasse, bestehend im wesentlichen aus:

(A) einem OC-Olefinsulfonat und

(B) einem sulfonierten hochmolekularen Kondensationsprodukt aus Formaldehyd und Melamin, wobei das Gewichtsverhältnis der

Bestandteile A und B in der Größenordnung von 0,095 : 100 bis 5 : 100 liegt.

12. Hydraulische Zementmasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

das OC-OIe f insulf onat aus Natrium Ος-olef insulfonat mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht.

13· Verfahren zur Herstellung eines lufthaltigen Forenbetons oder Mörtels,
gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: Einmischen in eine zementhaltige Masse, die aus hydraulischem Zement und einer Vassermenge besteht, 0300 15/0724

die zum Härten des hydraulischen Zements
wirksam ist, 0,002 bis 0,15 Gew.-#, berechnet auf das Gewicht des hydraulischen Zements,von NatriumOC-olefinsulfonat mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, Rühren der Masse, um Luft hierin zu verteilen und anschließendes Härtenlassen
der Mischung.

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