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Diese Erfindung betrifft ein Zement-Dispersionsmittel,
das einer hydraulischen Zusammensetzung wie einer Zementpaste, Mörtel und
Beton eine angemessene Fließfähigkeit
verleihen kann und eine ausgezeichnete Wirkung auf die Beibehaltung
der Flüssigkeit
der Zusammensetzung hat.
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Beispiele von Zement-Dispersionsmitteln,
die bisher zur Verbesserung der Fließfähigkeit einer hydraulischen
Zusammensetzung verwendet worden sind, umfassen Salze von Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensaten
(nachfolgend mit "Naphthalin-Verbindungen" bezeichnet), Salze
von Melaminsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensaten
(nachfolgend mit "Melamin-Verbindungen" bezeichnet) und
Salze von Polycarbonsäuren
(nachfolgend mit "Polycarbonsäuren-Verbindungen" bezeichnet).
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Ein Zement-Dispersionsmittel mit
einem Naphthalinsulfonat-Formalin-Kondensat
und einer wasserlöslichen
Polymerverbindung mit 1500 oder mehr Oxyethylen-Radikalen ist aus
JP 84-12713 bekannt.
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Jede dieser Zement-Dispersionsmittel
weist ein Problem auf, obwohl es ausgezeichnete Eigenschaften hat.
Z. B. haben die Polycarbonsäure-Verbindungen
das Problem, daß sie
signifikant die Härtung
einer hydraulischen Zusammensetzung wie Beton verzögern, während sie
ein ausgezeichnetes Dispersionsvermögen entfalten. Auf der anderen
Seite haben die Naphthalin-Verbindungen und die Melamin-Verbindungen
ein ausgezeichnetes Dispersionsvermögen und hydraulische Zusammensetzungen,
die jeweils eine dieser Verbindungen enthalten, haben ausgezeichnete
Härtungseigenschaften.
Jedoch haben solche hydraulische Zusammensetzungen das Problem,
daß sie
einen großen
Setzmaßverlust
entfalten (d. h. eine zunehmende Verminderung der Fließfähigkeit).
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Somit wurden bisher Verbindungen,
die alle Eigenschaften entfalten, die für Zement-Dispersionsmittel erforderlich
sind, noch nicht gefunden, und die gegenwärtige Situation ist die, daß konventionelle
Zementdispersionsmittel einige Probleme beinhalten.
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Angesichts der oben beschriebenen
Situation haben diese Erfinder intensive Studien durchgeführt, um ein
Zement-Dispersionsmittel
zu entwickeln, das alle dafür
erforderlichen Eigenschaften erfüllt.
D. h., sie haben die Eigenschaften von hydraulischen Zusammensetzungen
mit verschiedenen Tensiden, einschließlich Zement-Dispersionsmitteln
geklärt
und die Dispersionsmechanismen solcher Tenside untersucht, unter
Berücksichtigung
der sterischen Hinderung der Tenside bezüglich Adhäsionen unter den Teilchen wie
Zement und die Absorptionseigenschaften der Tenside bezüglich beispielsweise
Zement. Auf der Basis der Ergebnisse dieser Studien haben diese
Erfinder die klinische Struktur eines Zement-Dispersionsmittels
entwickelt und ein Zement-Dispersionsmittel erhalten, das solche
Eigenschaften aufweist, daß es
eine ausgezeichnete Dispersionseigenschaft und Wirkung bezüglich der
Beibehaltung der Fließfähigkeit
einer hydraulischen Zusammensetzung aufweist und daß die hydraulische
Zusammensetzung bei ihrer Härtung
weniger verzögert
ist, wobei die kombinierten Eigenschaften mit den existierenden
Zement-Dispersionsmitteln nicht erhalten wurden.
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Somit betrifft diese Erfindung ein
Zement-Dispersionsmittel, umfassend oder im wesentlichen bestehend
aus einem Polymer, das durch Co-Kondensation von Monomeren, umfassend
oder im wesentlichen bestehend aus dem Monomer (A) und dem Monomer
(B), mit Formaldehyd erhalten ist, oder ein Salz, erhalten durch
Neutralisierung des Polymers, worin das Monomer (A) eine aromatische
Verbindung ist, die im Schnitt 1 bis 300 mol pro Molekül von zumindest
einem Mitglied aufweist, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Oxyethylen-Gruppe und Oxypropylen-Gruppe,
und das Monomer (B) eine aromatische Verbindung mit einer Carboxyl-Gruppe
ist.
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Weiterhin betrifft diese Erfindung
ein Zement-Dispersionsmittel,
enthaltend oder im wesentlichen bestehend aus einem Polymer, das
durch Co-Kondensation von Monomeren, umfassend oder im wesentlichen bestehend
aus einem Monomer (A), Monomer (B) und Monomer (C), mit Formaldehyd
erhalten ist, oder einem Salz, erhalten durch Neutralisieren des
Polymers, worin das Monomer (A) eine aromatische Verbindung ist,
die im Schnitt 1 bis 300 mol pro Molekül von zumindest einem Mitglied
aufweist, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Oxyethylen-Gruppe und Oxypropylen-Gruppe,
das Monomer (B) eine aromatische Verbindung ist, die eine Carboxyl-Gruppe
hat und das Monomer (C) eine aromatische Verbindung mit einer Sulfonsäure-Gruppe
ist.
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Das Polymer als Bestandteil des obigen
Zement-Dispersionsmittels
ist eine erzeugte Polymermischung, erhalten durch die oben beschriebene
Co-Kondensation.
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Die "Monomeren, im wesentlichen bestehend
aus dem Monomer (A) und dem Monomer (B)" und "Monomeren, bestehend im wesentlichen
aus Monomer (A), Monomer (B) und Monomer (C)", bedeuten hierin, daß die Monomere
ein anderes Monomer als die unverzichtbaren Monomere und das mit
Formaldehyd kondensierbar ist, zusätzlich zu den unverzichtbaren
Monomeren [d. h. den Monomeren (A) und (B) oder den Monomeren (A),
(B) und (C)] enthalten können.
Jedoch ist das andere Monomer als die unverzichtbaren Monomeren in
einer beschränkten
Menge enthalten.
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Weiterhin betrifft diese Erfindung
eine hydraulische Zusammensetzung, umfassend irgendeines der oben
beschriebenen Zement-Dispersionsmittel und Zement.
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Die "hydraulische Zusammensetzung" hierin umfaßt sowohl
eine Mischung mit dem Zement-Dispersionsmittel gemäß dieser
Erfindung als auch Zement als notwendige Komponenten und gegebenenfalls
ein Aggregat, ein Additiv, eine Zumischung und dgl., während sie
kein Wasser enthält;
und eine andere Mischung, die Wasser enthält zusätzlich zu den oben beschriebenen
Bestandteilen, die Zementpaste, Mörtel oder Beton genannt wird.
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Zusätzlich betrifft diese Erfindung
die Verwendung der oben beschriebenen Polymere zum Vermischen mit
Zement.
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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Dispergieren eines Zementes in einer hydraulischen Zusammensetzung,
umfassend das Mischen der Polymere mit Zement.
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Das Polymer oder das Salz, erhalten
durch Neutralisieren des Polymers (nachfolgend mit "neutralisiertes Salz
davon bezeichnet"),
das als Zement-Dispersionsmittel in dieser Erfindung verwendet wird,
ist ein Co-Kondensat aus einer aromatischen Verbindung mit einer
(Poly)oxyalkylen-Gruppe und einer Carboxyl-Gruppe mit Formaldehyd.
Ein solches Co-Kondensat
ist dadurch gekennzeichnet, daß es
ein höheres
Absorptionsvermögen
für Zementteilchen
aufweist im Vergleich zu dem eines Zementes-Dispersionsmittels,
das eine konventionelle aromatische Monomer-Einheit umfaßt.
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Weiterhin wird es möglich, adäquater die
Fließfähigkeit
einer hydraulischen Zusammensetzung mit dem obigen Co-Kondensat
und Wasser beizubehalten, indem ein geeignetes Verhältnis der
Sulfonsäure-Gruppen
zu den Carboxyl-Gruppen in den Co-Kondensat ausgewählt wird. D. h., Carboxyl-Gruppen,
die jeweils eine große
Absorptionsrate (d. h. Geschwindigkeit) aufweisen, wirken effektiv
bei der Absorption des Zement-Dispersionsmittels
zu Zementteilchen zu Beginn des Dispergierens von Zement in Wasser,
während
Sulfonsäure-Gruppen mit jeweils
einer kleinen Absorptionsrate effektiv bei der Absorption des Zement-Dispersionsmittels
an Zementteilchen nach dem Verlauf einer spezialisierten Zeit von
diesen wirken. Somit werden unterschiedliche funktionelle Gruppen
in dem oben beschriebenen Co-Kondensat, das als Zement-Dispersionsmittel
verwendet wird, an Zementteilchen zu unterschiedlichen Zeiten adsorbiert,
und als Ergebnis wird die Fließfähigkeit
einer hydraulischen Zusammensetzung, die das oben beschriebenen
Co-Kondensat und Wasser enthält,
für eine
bestimmte Zeit beibehalten. Demzufolge können durch geeignete Auswahl
des Verhältnisses
der Sulfonsäure-Gruppen
zu den Carboxyl-Gruppen verschiedene Co-Kondensate, die jeweils
eine Zeit zur Beibehaltung der Fließfähigkeit, die für eine hydraulische
Zusammensetzung erforderlich ist, die das Co-Kondensat und Wasser
enthält,
zur Verfügung
gestellt werden.
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In einem Co-Kondensat einer aromatischen
Verbindung mit einer (Poly)oxyalkylen-Gruppe mit Formaldehyd als
Co-Kondensat, können
Dispersionswirkungen durch sterisches Hindern von Abstoßungen der
(Poly)oxyalkylen-Gruppen ebenfalls erhalten werden zusätzlich zu
den Dispersionswirkungen durch elektrische Abstoßungen, die die aromatischen
Monomereinheiten inhärent
aufweisen. Demzufolge kann die Verwendung des Co-Kondensates eine
extrem verstärkte
Zement-Dispersionswirkung
erzielen.
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Das Monomer (A) ist eine aromatische
Verbindung mit im Schnitt 1 bis 300 mol pro Molekül von zumindest
einem Mitglied, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Oxyethylen-Gruppen (-CH2-CH2O-) und einer Oxypropylen-Gruppe [-CH(CH3)-CH2O- und/oder
-CH2-CH(CH3)O-].
Eine solche aromatische Verbindung kann eine einzelne Verbindung
sein, ist aber üblicherweise
eine Mischung aus Verbindungen, worin die Zahlen der Oxyalkylen-Gruppen
mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen (d. h. Oxyethylen-Gruppe und/oder
Oxypropylen-Gruppe) in den Verbindungen unterschiedlich voneinander
sind und die chemischen Strukturen bei anderen Anteilen als den
obigen Oxyalkylen-Gruppen gleich sind. D. h., die aromatische Verbindung
(A) kann eine erzeugte Mischung sein, hergestellt durch Zugabe eines
Alkylenoxides mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen zu einer aromatischen
Ausgangsverbindung. Die durchschnittliche Zahl der Oxyalkylen-Gruppen
mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen pro Molekül, die in den Verbindungen
enthalten sind, die eine solche Mischung ausmachen, ist von 1 bis
300, bevorzugt von 2 bis 280 und mehr bevorzugt von 10 bis 200.
Demgemäß kann die
obige Mischung, die das Monomer (A) ausmacht, eine Verbindung mit
einer Zahl von Oxyalkylen-Gruppen
von weniger als 1 (insbesondere Null) und einer anderen Verbindung
mit einer Zahl von mehr als 300 (spezifisch zumindest 301) enthalten,
solange die durchschnittliche Zahl der Oxyalkylen-Gruppen mit 2
bis 3 Kohlenstoffatomen pro Molekül von 1 bis 300 ist. Wenn eine
Co-Kondensation mit einer Verbindung oder einer Mischung bewirkt
wird, die im Schnitt 1 bis 300 mol pro Molekül von Oxyalkylen-Gruppen mit
2 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, hat das resultierende Co-Kondensat
(Polymer oder neutralisiertes Salz davon) eine hohe Dispersionseigenschaft für Zement.
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Beispiele des Monomers (A) umfassen
(Poly)oxyalkylen (C2 und/oder 3)
(1 bis 300) Alkylphenole, d. h. Addukte von Alkylphenolen mit 1
bis 300 mol eines Alkylenoxides (C2 und/oder 3) und (Poly)oxyalkylen (C2 und/oder 3) (1 bis 300) Alkylnaphthole, d. h. Addukte
von Alkylnaphtholen mit 1 bis 300 mol eines Alkylenoxides (C2 und/oder 3). Spezifische
Beispiele des Monomers (A) umfassen Addukte von Phenol, Cresol,
Nonylphenol, Naphthol, Methylnaphthol, Butylnaphthol und Bisphenol
A mit 1 bis 300 mol eines Alkylenoxides (C2 und/oder 3). Angesichts der Leichtigkeit der Kondensation
mit Formaldehyd ist das Monomer (A) bevorzugt ein Addukt eines Benzol-Derivates,
z. B. von Phenol, das eine Alkyl-Gruppe
aufweisen kann, insbesondere Phenol, mit einem Alkylenoxid. Die
Ausgangsverbindung (eine Verbindung vor der Zugabe eines Alkylenoxides)
für das Monomer
(A) kann selbst eine Oxyalkylen-Gruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen
in einigen Fällen
aufweisen, und in einem solchen Fall ist die Gesamtzahl solcher
Oxyalkylen-Gruppen der Ausgangsverbindung und die der Oxyalkylen-Gruppe
mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, die in der Ausgangsverbindung durch
eine Additionsreaktion eingeführt
ist, von 1 bis 300 pro Molekül.
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Die zum Einführen einer (Poly)oxyalkylen-Gruppe
in die Ausgangsverbindung verwendeten Verbindungen für das Monomer
(A) sind Ethylenoxid und Propylenoxid. Die Addition kann eine statistische
oder Blockaddition sein. Das Endteil einer (Poly)oxyalkylen-Gruppe
des Monomers (A) ist nicht auf eine Hydroxyl-Gruppe beschränkt und
kann einen Alkylether oder Carbonsäureester bilden, solange die
Kondensationsreaktion mit Formaldehyd möglich ist.
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Das Monomer (B) ist eine aromatische
Verbindung mit einer Carbonyl-Gruppe. Beispiele davon umfassen Naphthalin-Derivate
und Benzolringderivate und mehr spezifisch Isophthalsäure, Hydroxynaphthoesäure, Benzoesäure und
Hydroxybenzoesäure
und Isomere dieser Verbindungen und deren wasserlösliche Salze.
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Angesichts der Leichtigkeit der Kondensation
mit Formaldehyd ist das Monomer (B) bevorzugt eine Verbindung mit
der folgenden Formel (a):
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D. h., zumindest ein Monomer, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus o-Hydroxybenzoesäure, m-Hydroxybenzoesäure und
p-Hydroxybenzoesäure
wird bevorzugt als Monomer (B) verwendet.
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Das Monomer (C) ist eine aromatische
Verbindung mit einer Sulfonsäure-Gruppe.
Beispiele davon umfassen, Alkylnaphthalinsulfonsäuren, Alkylphenolsulfonsäuren, Anilinsulfonsäure und
Alkylbenzolsulfonsäuren,
spezifisch Naphthalinsulfonsäure,
Methylnaphthalinsulfonsäure,
Butylnaphthalinsulfonsäure,
Ligninsulfonsäure,
Phenolsulfonsäure,
Cresolsulfonsäure,
Anilinsulfonsäure,
Benzolsulfonsäure
und Toluolsulfonsäure
und Isomere dieser Verbindungen.
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Angesichts der Leichtigkeit der Kondensation
mit Formaldehyd ist das Monomer (C) bevorzugt ein Phenol-Derivat
mit einer Sulfonsäure-Gruppe,
z. B. Phenolsulfonsäure,
die eine Alkyl-Gruppe
haben kann und insbesondere bevorzugt Phenolsulfonsäure.
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Bei der Erzeugung des Polymers oder
des neutralisierten Salzes davon (d. h. ein Co-Kondensat) kann ebenfalls
als Ausgangsmaterial dafür
eine Verbindung verwendet werden, hergestellt durch vorhergehendes Kondensieren
des Monomers (C) mit Formaldehyd, z. B. ein Ligninsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensat und ein
Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensat. Selbst
wenn ein solches Ausgangsmaterial verwendet wird, ist eine Verbindung,
die dem Monomer (C) entspricht, eine aromatische Verbindung mit
einer Sulfonsäure,
die zur Herstellung des oben beschriebenen Kondensates verwendet
wird, z. B. Ligninsulfonsäure
oder Naphthalinsulfonsäure.
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Bei der Erzeugung des Polymers oder
des neutralisierten Salzes davon (d. h. eines Co-Kondensates) als
zusätzliche
andere Ausgangsverbindung als das Formaldehyd und die Monomere (A),
(B) und (C), kann eine zusätzlich
zu den Monomeren (A) und (B) oder den Monomeren (A), (B) und (C)
verwendet werden, die mit Formaldehyd kondensiert werden kann. Die
Menge davon ist auf einen Bereich beschränkt, in dem das Co-Kondensat,
das durch Verwendung einer solchen zusätzlichen Verbindung hergestellt
ist, die Wirkungen dieser Erfindung entfalten kann. Beispiele einer
solchen Verbindung umfassen aromatische Verbindungen wie Phenol
und Alkylphenole, z. B. Cresol.
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Das durch Kondensation der oben beschriebenen
Monomere mit Formaldehyd erhaltene Polymer kann wie es ist als Zement-Dispersionsmittel,
d. h. in der Form einer Säure
verwendet werden. Angesichts der Lagerung und der Verwendung davon
ist jedoch das neutralisierte Salz des obigen Polymers bevorzugt.
Beispiele des neutralisierten Salzes des obigen Polymers umfassen
monovalente Metallsalze (Alkalimetallsalze), divalente Metallsalze
(Erdalkalimetallsalze), Ammoniumsalz, Aminsalze und substituierte
Aminsalze (wie Alkylaminsalze mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Monoethanolaminsalz,
Diethanolaminsalz und Triethanolaminsalz) des Polymers.
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Bei der Erzeugung des Polymers, erhalten
durch Co-Kondensation
der Monomeren (A) und (B) mit Formaldehyd oder des neutralisierten
Salzes davon entsprechend dieser Erfindung ist das Co-Kondensat,
das durch Verwendung der Monomere (A) und (B) in solchen Mengen
hergestellt ist, daß das
Monomer (A) 1 bis 99 mol pro 100 mol der Gesamtsumme der Monomere
(A) und (B) vorhanden ist, geeignet für die Beibehaltung des Dispersionsvermögens von
Zement während
der Periode von bis zu etwa 30 Minuten nach dem Mischen von Zement
mit Wasser. Das Co-Kondensat, das durch Verwendung von Monomeren
(A) und (B) in solchen Mengen hergestellt ist, daß das Monomer
(A) von 10 bis 50 mol der Summe (100 mol) aller Monomeren (A) und
(B) ausmacht, ist insbesondere ausgezeichnet bezüglich des Dispersionsvermögens von
Zement bei der frühen
Stufe und des Dispersionsvermögens
von Zement nach dem Verlauf von 30 Minuten nach dem Mischen des
Zementes mit Wasser (d. h. die Leistung, das Dispersionsvermögen beizubehalten).
Demzufolge hat eine hydraulische Zusammensetzung, die Zement, Wasser
und das oben beschriebene Co-Kondensat enthält, eine gewünschte Fließfähigkeit,
selbst wenn das Co-Kondensat in kleinen Mengen verwendet wird.
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Bei der Erzeugung des Polymers, erhalten
durch Co-Kondensation
von Monomeren (A), (B) und (C) mit Formaldehyd, oder des neutralisierten
Salzes davon gemäß dieser
Erfindung ist das Co-Kondensat, das durch Verwendung von Monomeren
(A), (B) und (C) in solchen Mengen hergestellt wird, daß jedes
der Monomer (A), (B) und (C) von 1 bis 98 mol pro 100 mol der Gesamtsumme
der Monomeren (A), (B) und (C) ausmacht, für die Beibehaltung des Dispersionsvermögens von
Zement während
der Periode von bis zu 60 Minuten nach dem Mischen des Zementes
mit Wasser geeignet. Das Co-Kondensat, das durch Verwendung von Monomeren
(A), (B) und (C) in solchen Mengen hergestellt wird, daß das Monomer
(A) von 10 bis 50 mol und die Monomeren (B) und (C) jeweils von
5 bis 90 mol der Summe (100 mol) aller Monomeren (A), (B) und (C) ausmachen,
ist insbesondere ausgezeichnet bezüglich des Dispersionsvermögens des
Zementes nach dem Verlauf von 60 Minuten von Mischen des Zementes
mit Wasser (d. h. die Leistung, das Dispersionsvermögen beizubehalten).
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Ein Standardherstellungsverfahren
für das
Co-Kondensat gemäß dieser
Erfindung wird nachfolgend gezeigt, obwohl diese Erfindung nicht
hierdurch beschränkt
ist.
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Ein Beispiel der Produktionsverfahren
für das
neutralisierte Salz des Polymers gemäß dieser Erfindung umfaßt ein Verfahren,
worin Monomere (A) und (B) oder Monomere (A), (B) und (C) jeweils
in einer vorbestimmten Menge in einen Reaktionsbehälter geführt werden,
wobei eine vorbestimmte Menge an Formalin (eine 37%ige Formaldehyd-Lösung) tropfenweise
bei einer Temperatur von 70 bis 90°C über 1 bis 4 Stunden unter Rühren zugegeben,
die nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe erhaltene Mischung
für 3 bis
30 Stunden unter Rühren
unter Rückfluß gehalten
und dann die resultierende Reaktionsflüssigkeit gekühlt und neutralisiert
wird.
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Wasser wird bevorzugt zu dem Reaktionssystem
gegeben, um die Viskosität
des Co-Kondensates und die Kondensationszeit zu steuern. Die Co-Kondensation
wird unter sauren Bedingungen durchgeführt. Wenn die Reaktionsmischung
aufgrund des Vorhandenseins einer aromatischen Verbindung mit einer
Sulfonsäure und
einer darin als Verunreinigung enthaltenen nicht-reagierten Säure sauer
ist, wird die Co-Kondensation unter der existierenden sauren Bedingung
ohne Zugabe einer zusätzlichen
Säure zum
Reaktionssystem durchgeführt.
Wenn die Reaktionsmischung nicht sauer ist, wird Schwefelsäure oder
dgl. zuvor zu dem Reaktionssystem gegeben, um den pH des Reaktionssystems
auf 2 oder weniger einzustellen und die Reaktion wird dann durchgeführt.
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Das Co-Kondensat (das Polymer oder
das neutralisierte Salz davon) dieser Erfindung hat bevorzugt ein
Molekulargewicht im Gewichtsmittel (durch Gel-Permeationschromatographie,
Standardreferenzmaterial: Natriumpolystyrolsulfonat) von 3 000 bis
100 000, mehr bevorzugt 5 000 bis 50 000. Ein Co-Kondensat mit einem Molekulargewicht
im Gewichtsmittel innerhalb des Bereiches von 3 000 bis 100 000
zeigt ein ausgezeichnetes Dispersionsvermögen für Zement.
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Die hydraulische Zusammensetzung
dieser Erfindung umfaßt
das oben beschriebene Co-Kondensat (das Zement-Dispersionsmittel)
dieser Erfindung und Zement.
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Das Zement-Dispersionsmittel dieser
Erfindung wird bevorzugt in einer Menge von 0,05 bis 3,0 Gew.-%,
mehr bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-% verwendet,
bezogen auf das Gewicht des Zementes verwendet.
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Die erfindungsgemäße hydraulische Zusammensetzung
kann nur Zement als hydraulisches Pulver enthalten und bevorzugt
ist ebenso die hydraulische Zusammensetzung, die ein feines Pulver
mit einer Feinheit (vgl. JIS R-5201), gemessen durch spezifische
Oberfläche,
von 3 000 cm2/g oder mehr, zusätzlich zu
Zement aufweist. Beispiele des feinen Pulvers mit einer Feinheit
von 3 000 cm2/g oder mehr umfassen Hochofenschlake,
Flugasche, Silicarauch und Steinpulver. Angesichts der Kosten bei
der Stabilität
bei der Zufuhr sind Hochofenschlake, Flugasche und Steinpulver bevorzugt.
Angesichts der Trennungsresistenz (d. h. der Resistenz gegenüber Trennung
von Kies und Zementmörtel)
eines frisch gemischten Betons, ist ein feines Pulver mit einer
durchschnittlichen Oberfläche,
d. h. einer großen
Feinheit bevorzugt. Bei Hochofenschlake ist beispielsweise die Feinheit
davon bevorzugt 5 000 bis 10 000 cm2/g.
Wenn ein feines Pulver mit einer kleinen Feinheit verwendet wird,
verursacht eine erhöhte
Mischungsmenge des feinen Pulvers eine gewünschte Trennresistenz bei einem
frischhergestellten Beton.
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Die erfindungsgemäße hydraulische Zusammensetzung
kann ebenfalls ein konventionelles Dispersionsmittel zusätzlich zu
dem erfindungsgemäßen Zementdispersionsmittel
enthalten. Ein solches konventionelles Dispersionsmittel, das in
erfindungsgemäßen hydraulischen
Zusammensetzungen verwendet werden soll, kann irgendeines von Dispersionsmitteln
sein, die im allgemeinen als Dispersionsmittel für Zement verwendet werden.
Bevorzugte Beispiele dieser konventionellen Dispersionsmittel umfassen
solche, die bisher bekannt sind als Hochleistungswasserreduktionsmittel,
z. B. ein Naphthalinsulfonsäuresalz/Formaldehyd-Kondensat, ein
Melaminsulfonsäuresalz/Formaldehyd-Kondensat,
eine Polycarbonsäure
und Ester davon und die Salze davon, eine raffinierte Ligninsulfonsäure und
die Salze davon, ein Polystyrolsulfonat, ein Zement-Dispersionsmittel
mit Phenolanteilen und Co-Kondensaten von Formaldehyd mit Phenolsulfonsäure und
einem oder mehreren anderen Monomer(en), die mit Formaldehyd kondensiert
werden können
und ein Anilin-Sulfonsäure-Zement-Dispersionsmittel
und Co-Kondensate
von Formaldehyd mit einem Anilinsulfonsäure- und anderen Monomer(en),
die mit Formaldehyd kondensiert werden können.
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Das oben beschriebene konventionelle
Dispersionsmittel wird geeignet in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Zement-Dispersionsmittels dieser Erfindung
verwendet.
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Die erfindungsgemäße hydraulische Zusammensetzung
kann weiterhin konventionelle bekannte Additive für Zement
enthalten. Beispiele dieser Additive umfassen Lufteinfang(AE)-Mittel,
AE-Wasserreduktionsmittel, Fließfähigkeitsmittel,
Hochleistungs-Wasserreduktionsmittel, Verzögerungsmittel, Mittel zur starken
frühen
Verstärkung,
Beschleuniger, Schäummittel,
Blasmittel, Wasserhaltemittel, Verdicker, Wasserresistenzmittel,
Entschäumungsmittel,
andere wasserlösliche
Polymere und andere Tenside.
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Die hydraulische Zusammensetzung
dieser Erfindung wird üblicherweise
auf dem Gebiet des Bauwesens und der Gebäude und für Sekundärprodukte verwendet.
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Weiterhin betrifft diese Erfindung
ebenfalls die Verwendung des Zement-Dispersionsmittels dieser Erfindung
zum Mischen mit Zement und ein Verfahren zum Dispergieren von Zement
in einer hydraulischen Zusammensetzung, umfassend das Mischen eines
Polymers oder eines neutralisierten Salzes des Polymers, d. h. des
Zement-Dispersionsmittels dieser Erfindung mit Zement.
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Beim Mischen des Zement-Dispersionsmittels
mit Zement kann das Zement-Dispersionsmittel in der Form einer wäßrigen Lösung davon
oder eines Pulver vorliegen. Das Mischen des Zement-Dispersionsmittels mit
Zement wird durch irgendein geeignetes Verfahren durchgeführt, z.
B. (1) Trockenmischen des Zement-Dispersionsmittels mit Zement,
(2) Mischen von Wasser, das zum Kneten verwendet wird und das Zementmittel
enthält,
mit Zement, (3) Zugabe des Zement-Dispersionsmittels zu einer hydraulischen
Zusammensetzung, die Wasser enthält,
während
des Knetens der hydraulischen Zusammensetzung, d. h. beim Gießen von
Wasser in Zement oder während
der Periode von unmittelbar nach dem Gießen von Wasser in Zement bis zur
Vollendung des Knetens der hydraulischen Zusammensetzung, und Mischen
mit dieser, und (4) Zugabe des Zementdispersiosmittels zu einer
hydraulischen Zusammensetzung, die Wasser enthält, die auf einmal geknetet
worden ist, und Mischen mit dieser. Das Zement-Dispersionsmittel kann auf einmal oder
in mehreren getrennten Portionen zugegeben werden.
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Beim Mischen des Zement-Dispersionsmittel
dieser Erfindung mit Zement kann ein konventionelles Dispersionsmittel
ebenfalls verwendet werden. In diesem Fall kann das konventionelle
Dispersionsmittel, z. B. Ligninsulfonsäure oder ein Salz davon, eine
Hydroxycarbonsäure
oder ein Salz davon, eine Polycarbonsäure oder ein Salz davon oder
ein Polyalkylcarbonsäureanhydrid
oder ein Salz davon zuvor mit dem Zement-Dispersionsmittel dieser
Erfindung vermischt werden; entweder wird das konventionelle Dispersionsmittel
oder Zement-Dispersionsmittel dieser Erfindung zu Zement gegeben
und wahlweise mit dem Zement vermischt und dann wird das andere
Dispersionsmittel zu der resultierenden Mischung gegeben und mit
dieser vermischt; oder alternativ wird entweder das konventionelle
Dispersionsmittel oder das Zement-Dispersionsmittel dieser Erfindung
zu einer hydraulischen Zusammensetzung, die Wasser enthält, gegeben,
die somit erhaltene Mischung wird wahlweise geknetet, und dann wird
das weitere Dispersionsmittel zugegeben.
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Beim Mischen des Zement-Dispersionsmittels
dieser Erfindung mit Zement kann weiterhin ein anderes Additiv als
das obige Zement-Dispersionsmittel und/oder ein Hilfsmaterial für Zement,
z. B. ein Dispersionsmittel für
die gesteuerte Freisetzung, ein AE-Wasserresistenzmittel, ein Flüchtigkeitsmittel,
ein Hochleistungswasserreduktionsmittel, ein Verzögerer, ein
Mittel zur frühen
starken Verstärkung,
ein Beschleuniger, ein Schäummittel,
ein Blasmittel, ein Entschäumungsmittel,
ein Wasserhaltemittel, ein Verdicker, ein Selbstniveliermittel, ein
Wasserresistenzmittel, ein Rostverhinderer, ein Färbemittel,
ein Fungizid, ein Rißreduktionsmittel,
eine polymere Emulsion, ein anderes Tensid, ein anderes wasserlösliches
Polymer, ein Expansionsmittel, ein Expansionsmaterial oder Glasfaser
ebenfalls verwendet werden. Diese Additive und Hilfsmaterialien
können
alleine oder in Kombination von zwei oder mehreren von diesen verwendet
werden.
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Wenn eine hydraulische Zusammensetzung,
die Wasser enthält,
mit dem Zement-Dispersionsmittel dieser Erfindung hergestellt wird,
tritt ein Setzmaßverlust
für eine
lange Zeitperiode nicht auf. Daher gibt es keine Probleme aufgrund
der Verminderung der Fließfähigkeit
der hydraulischen Zusammensetzung während des Transportes; und
die Druckzufuhr der hydraulischen Zusammensetzung mit einer Pumpe
kann daher nach Verlauf für
einige Zeit nach der Herstellung der hydraulischen Zusammensetzung
durchgeführt
werden.
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Weil die hydraulische Zusammensetzung,
die das Zement-Dispersionsmittel
und Wasser enthält,
eine ausgezeichnete Fließfähigkeit
entfaltet, wird eine Füllarbeit
der obigen hydraulischen Zusammensetzung in einen Rahmen erleichtert.
Weil das Zement-Dispersionsmittel ebenfalls eine ausgezeichnete
Wasserreduktionswirkung entfaltet, ist zu erwarten, daß das Zement-Dispersionsmittel
für einen
Beton mit hoher Festigkeit anwendbar ist.
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Diese Erfindung wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele detailliert erläutert.
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In den folgenden Beispielen und Produktionsbeispielen
ist jede Prozentangabe auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes
angegeben ist.
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In den folgenden Beispielen und Produktionsbeispielen
ist das Molekulargewicht ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel,
das durch Gel-Permeationschromatographie unter Verwendung von Natriumpolystyrolsufonat
als Standardreferenzmaterial bestimmt ist .
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I. Monomere (A), (B) und
(C), die beim den Produktionsbeispielen verwendet sind
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Die Monomeren (A), (B) und (C), die
bei dem Produktionsbeispielen verwendet werden, werden nachfolgend
beschrieben.
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Bei den Monomeren (A) bedeuten EO
und PO Ethylenoxid, das zur Zugabe von Oxyethylen-Gruppen an die
Ausgangsverbindungen für
die Monomeren (A) verwendet wird, bzw. Propylenoxid, das für die Zugabe von
Oxypropylen-Gruppen zu den Ausgangsverbindungen für die Monomeren
(A) verwendet wird.
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Die Zahlen in den Klammern bedeuten
jeweils eine durchschnittliche Zahl von EO- oder PO-Molekülen, die
pro Molekül
der Ausgangsverbindung zugegeben ist. Monomer
(A)
A-1: | Addukt
von Phenol mit EO (10), |
A-2: | Addukt
von Phenol mit EO (25), |
A-3: | Addukt
von Phenol mit EO (75), |
A-4: | Addukt
von Phenol mit EO (120), |
A-5: | Blockaddukt
von Phenol mit EO (250) und PO (20), |
A-6: | Addukt
von Naphthol mit EO (2), und |
A-7: | (für das Vergleichsproduktionsbeispiel):
Addukt von Phenol mit EO (370). |
Monomere
(B)
B-1: | p-Hydroxybenzoesäure, |
B-2: | o-Hydroxybenzoesäure und |
B-3: | Hydroxynaphthoesäure. |
Monomere
(C)
C-1: | Phenolsulfonsäure, |
C-2: | p-Cresolsulfonsäure und |
C-3: | Naphthalinsulfonsäure. |
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II. Produktionsbeispiele
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Produktionsbeispiel 1
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-1
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0,3 mol A-1, 0,7 mol B-1, 0,5 mol
Schwefelsäure
und 4 mol Wasser wurden in einen Reaktor gefüllt und gerührt. Für die Zugabe von 0,9 mol Formaldehyd
zu der resultierenden Mischung wurde eine 37%ige Lösung Formaldehyd
tropfenweise bei 80°C über 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 10 Stunden gehalten, zur Bewirkung
der Reaktion. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Lösung Natriumhydroxid
wurde zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um
den pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung verteilte sich nach Stehenlassen in zwei
Schichten. Die untere Schicht wurde von dieser entfernt, unter Erhalt
einer Flüssigkeit,
die das gewünschte
Co-Kondensat (ein Natriumsalz, Zement-Dispersionsmittel D-1) enthielt,
das die obere Schicht ausmachte. 5 g der Flüssigkeit wurden verwendet und
4 Stunden bei 105°C
erwärmt,
zum Verdampfen von Wasser, und dann wurde das Gewicht des Restes
bestimmt. Von dem Gewicht davon wurde der Feststoffgehalt der Flüssigkeit
berechnet. Wasser wurde zum Rest der Flüssigkeit gegeben, um den Feststoffgehalt (d.
h. Gehalt des Co-Kondensates) auf 30 Gew.-% einzustellen. Das Molekulargewicht
des Co-Kondensates wurde
mit 21 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 2
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-2
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0,2 mol A-3, 0,7 mol B-1, 0,1 mol
B-2, 0,5 mol Schwefelsäure
und 5 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 12 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine 50%ige
wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt. Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel D-2)] von 30 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht
des Co-Kondensates wurde mit 19 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 3
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-3
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0,1 mol A-4, 0,9 mol B-1, 0,5 mol
B-2, 0,5 mol Schwefelsäure
und 4 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 10 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine 50%ige
wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt. Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel D-2)] von 30 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht
des Co-Kondensates wurde mit 42 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 4
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-4
-
0,3 mol A-1, 0,6 mol B-1, 0,1 mol
C-1, 0,3 mol Schwefelsäure
und 4 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 10 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine 50%ige
wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt. Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel D-4)] von 30 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht
des Co-Kondensates wurde mit 12 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 5
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-5
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0,3 mol A-2, 0,6 mol B-1, 0,1 mol
C-2 und 5 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 12 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt. Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-5)] von 30 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 17 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 6
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-6
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C-3 wurde mit Formaldehyd kondensiert,
unter Erzeugung eines Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensates
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 4 500. 0,2 mol
A-3, 0,7 mol B-1, 0,1 mol (berechnet als molare Menge C-3) des oben
erwähnten
Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensates und
5 mol Wasser wurden zu einem Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd (einschließlich Formaldehyd, das von
dem genannten Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensat stammt)
zu der resultierenden Mischung wurde eine 37%ige Formaldehyd-Lösung tropfenweise
bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 8 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wurde, um den Feststoffgehalt auf 20 Gew.-% einzustellen. Somit
wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel D-6)] von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht
des Co-Kondensates wurde mit 25 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 7
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-7
-
0,2 mol A-4, 0,5 mol B-2, 0,3 mol
C-1 und 5 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 12 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wurde, um den Feststoffgehalt davon auf 20 Gew.-% einzustellen.
Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-7)] von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 31 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 8
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-8
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0,1 mol A-5, 0,5 mol B-2, 0,4 mol
C-1 und 6 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 12 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wurde, um den Feststoffgehalt davon auf 20 Gew.-% einzustellen.
Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-8)] von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 33 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 9
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-9
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0,3 mol A-6, 0,3 mol B-2, 0,4 mol
C-1 und 6 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 12 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wurde, um den Feststoffgehalt davon auf 20 Gew.-% einzustellen.
Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-9)] von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 11 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 10
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-10
-
0,1 mol A-4, 0,6 mol B-2, 0,3 mol
C-1 und 6 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 18 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wurde, um den Feststoffgehalt davon auf 20 Gew.-% einzustellen.
Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-10)] von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 26 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 11
-
Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-11
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0,1 mol A-3, 0,1 mol B-3, 0,6 mol
C-1 und 3 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 25 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt. Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt ([d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel
D-11)] von 30 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 11 000 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 12
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-12
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0,3 mol A-1, 0,6 mol B-1, 0,6 mol
C-1, 0,3 mol Schwefelsäure
und 4 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 25 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Die
somit erhaltene Mischung teilte sich nach Stehenlassen in zwei Schichten.
Die untere Schicht wurde von dieser entfernt, unter Erhalt einer
Flüssigkeit
mit dem gewünschten
Co-Kondensat (saurer Typ, Zement-Dispersionsmittel D-12), das die
obere Schicht ausmachte. 5 g der Flüssigkeit wurden herausgenommen
und 4 Stunden bei 105°C
erwärmt,
zum Verdampfen von Wasser, und dann wurde das Gewicht des Restes
bestimmt. Von dem Gewicht davon wurde der Feststoffgehalt der Flüssigkeit
berechnet. Wasser wurde zum Rest der Flüssigkeit gegeben, um hierdurch
den Feststoffgehalt (d. h. des Co-Kondensates) auf 35 Gew.-% einzustellen.
Das Molekulargewicht des Co-Kondensates wurde mit 11 500 bestimmt.
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Produktionsbeispiel 13
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Produktion des Zement-Dispersionsmittels
D-13
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(Vergleichsprodukt)
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0,1 mol A-7, 0,6 mol B-2, 0,4 mol
C-1 und 7 mol Wasser wurden in einen Reaktor gegeben und gerührt. Für die Zugabe
von 0,9 mol Formaldehyd zu der resultierenden Mischung wurde eine
37%ige Formaldehyd-Lösung
tropfenweise bei 80°C
für 3 Stunden
zugegeben. Nach Vollendung der tropfenweisen Zugabe wurde die somit
erhaltene Mischung auf 105°C
erwärmt
und dann bei dieser Temperatur 25 Stunden zur Bewirkung der Reaktion
gehalten. Dann wurde die Reaktionsmischung auf 50°C gekühlt. Eine
50%ige wäßrige Natriumhydroxid-Lösung wurde
zu der Reaktionsmischung in ausreichender Menge gegeben, um den
pH davon auf 8 einzustellen, unter Neutralisierung des Reaktionsproduktes.
Die somit erhaltene Mischung wurde auf gleiche Weise wie bei Produktionsbeispiel
1 behandelt, mit der Ausnahme, daß Wasser zu der Mischung gegeben
wird, um hierdurch den Feststoff davon auf 20 Gew.-% einzustellen.
Somit wurde eine Flüssigkeit
mit einem Feststoffgehalt [d. h. dem gewünschten Co-Kondensat (ein Natriumsalz,
Zement-Dispersionsmittel D-13)]
von 20 Gew.-% erhalten. Das Molekulargewicht des Co-Kondensates
wurde mit 41 000 bestimmt. III.
Details des konventionellen Zement-Dispersionsmittel, die als Vergleichsprodukte
verwendet wurden:
NS: | Zumischung
mit einem Salz aus Naphthalinsulfonsäure/ Formaldehyd-Kondensat
(Mighty 150, Produkt von Kao Corporation), und |
MS: | Zumischung
mit einem Salz aus Melaminsulfonsäure/ Formaldehyd-Kondensat
(Mighty 150V-2, Produkt von Kao Corporation). |
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IV. Auswertung der Zement-Dispersionsmittel
-
Materialien für Beton wurden entsprechend
den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen hergestellt. Die Materialien
wurden mit einem oben beschriebenen Zementdispersionsmittel in einem
Klappmischer bei 25 Upm 3 Minuten gemischt, zur Herstellung einer
Betonzusammensetzung (d. h. eines frisch gemischten Betons). Zur
Auswertung der Fließfähigkeit
der Betonzusammensetzung wurde der Fettmaßwert davon entsprechend dem
in JIS A 1101 angegebenen Verfahren bestimmt. Der Setzmaßwert wurde
als Anfangswert verwendet. Dann wurde ein Mischer bei 4 Upm 30 Minuten
rotiert und nach Stoppen der Rotation wurde die Betonzusammensetzung
bezüglich
des Setzmaßwertes
auf gleiche Weise wie oben beschrieben untersucht. Somit wurde der
Setzmaßwert
nach 30 Minuten bestimmt. Weiterhin wurde nach 60-minütiger Rotation
des Mischers unter den gleichen Bedingungen wie oben die Betonzusammensetzung
bezüglich
des Setzmaßwertes
untersucht. Somit wurde der Setzmaßwert nach 60 Minuten bestimmt.
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Jedes Zement-Dispersionsmittel wurde
in einer solchen Menge zugegeben, daß ein Anfangssetzmaßwert von
20 ± 1
cm erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Wie aufgrund der Ergebnisse von Tabelle
2 ersichtlich ist, kann das Zement-Dispersionsmittel dieser Erfindung
einer Betonzusammensetzung selbst bei Verwendung einer verminderten
Menge im Vergleich zu der der Vergleichsprodukte eine Fließfähigkeit
verleihen. Weiterhin behält
die Betonzusammensetzung mit dem Zement-Dispersionsmittel dieser
Erfindung einen guten Setzmaßwert
im Verlaufe der Zeit, während
der Setzmaßwert
einer Betonzusammensetzung mit Vergleichsprodukt sich auf etwa 10
nach etwa 60 Minuten nach Vollendung des Mischens der Materialien
vermindert. Dies bedeutet, daß ein
solch frisch gemischter Beton mit lediglich konventionellen Dispersionsmitteln
gehärtet
ist, bevor er eingesetzt wird. Ein solcher Beton kann nicht verwendet
werden.
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Wie oben beschrieben ist es klar,
daß das
erfindungsgemäße Zement-Dispersionsmittel
eine ausgezeichnete Wasserreduktionswirkung und eine beachtliche
Wirkung zur Verhinderung des Setzmaßverlustes entfaltet.
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Tabelle
1
Formulierung des Betons und verwendete Materialien
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