NO762498L - - Google Patents

Description

Tilsetningsmiddel for mor tel og betong.

Oppfinnelsen vedrorer et tilsetningsmiddel for mortel og betong for forbedring av bearbeidelsesegenskapene samt egenskapene til herdet mortel eller betong, særlig fasthet, vanntetthet og frostbestandighet.

Under mortel og betong forstås ved henvisning til DIN 1045 en kunstig stein, som oppstår fra en blanding av hydraulisk binde-middel, særlig Portland-sement, tilsatsstoffer og vann ved her-ding av sement/vannblandingen.

Ved fremstillingen av mortel og betong anvendes alt etter de for bearbeidelsen eller for den herdete mortel eller betong onskede egenskaper forskjellige tilsetningsmidler. Slike tilsetningsmidler er f.eks. bl.a. mykningsmidler, luftporedanneré, luftporedannende mykningsmidler, storkningsforsinkere, storkningsakseleratorer og fortykningsmidler.

Mykningsmidler eller plastifiseringsmidler forbedrer bearbeid-barheten av mortel og betong, senker tilsetningsvannbehovet og oker fastheten ved ellers lik sammensetning som folge av reduksjonen av vann/sement (v/s)-forholdet. Som mykningsmidler ble hittil hovedsakelig anvendt ligninsulfonater og glukonsyre samt deres salter. De forstnevnte har den ulempe at de frem for alt ved hpyere doseringer innforer makroluft, dvs. grove luftporer og derved sterkt reduserer den gjennom den mulige vanninnsparing oppnåelige forhoyelse av fastheten. Glukonsyre og dens salter forsinker avbindingen av mortel og betong i sterk utstrekning, hvilket i bygningspråksis for det meste er uonsket av nærliggende grunner. Folgelig må tilsetningsmengden av glukonsyre og dens salter kontrolleres noyaktig, da ved en overdo-sering denne uonskede virkning forsterkes.

Luftporedannere bevirker ved innforing av mikroluftporer frem for alt en sterk okning av frostbestandigheten og værbestandig-heten hos mortel og betong. Foruten det faktum at fastheten ned-settes ved innforing av mikroluftporer, har luftporedannere og-så den ulempe at de på grunn av den innforte lufts kompressibi-litet ikke egner seg for transport av mortel og betong ved pumper, som har stadig okende betydning.

Fra US-patent nr. 3 432 317 er anvendelsen av polysakkarider som tilsetningsmiddel for mortel og betong kjent. For med disse polysakkarider å oppnå betraktelige kvalitetsokninger må relativt store mengde anvendes, hvilket igjen forsinker avbindingen sterkt. Forst en kombinasjon av disse polysakkaridene med relativt store mengder av vannloselige aminer og klorider gir hoye fastheter uten forsinkelse av avbindingen hos mortel og betong. Imidlertid må det regnes med at ved innholdet av klorider fremkalles en kor-rosjon av armeringene. Av denne grunn er anvendelsen av denne kloridholdige kombinasjon begrenset til ikke armert betong.

Målet for foreliggende oppfinnelse var å finne et tilsetningsmiddel for mortel og betong, som har en sterk plastifiserende og fasthetsokende virkning, og som samtidig oker vanntettheten såvel .som frostbestandigheten, uten derved å innfore makro- eller mikroluft i mortelen eller betongen.

Den stilte oppgave loses ved et tilsetningsmiddel, som inneholder karboksylgruppeholdige polysakkarider, med en midlere mole-kylvekt på 400 til 4000, fortrinnsvis på 400 til 1600, og en karboksylgruppeandel på 2,5 til 25,0 vekts%.

Polysakkaridene som skal anvendes ifolge oppfinnelsen kan eksempelvis fremstilles ved oksydativ avbygning av hdymolekylære polysakkarider eller ved hydrolytisk avbygning av hoyeremole-kyiære karboksylgruppeholdige polysakkarider. Slike avbygnings-metoder er tilstrekkelig kjent for fagmannen.

Som for den oksydative avbygning egnete hoyeremolekylære polysakkarider skal eksempelvis nevnes cellulose fra forskjellige planter, stivelse fra poteter, hvete, ris, mais og lignende og dekstrin. For den oksydative avbygning egner seg dessuten celluloselignende substanser, som lignin, hemicellulose, såkalte "Gums", kitin, inulin etc. For den hydrolytiske avbygning av boyeremolekylære karboksylgruppeholdige polysakkarider kommer bl.ai pektiner og alginater på tale.

De karboksylgruppeholdige polysakkarider som skal anvendes ifolge oppfinnelsen har en midlere molekylarvekt bestemt ved den vaporometrisk (termoelektriske) metode, fra 400 til 4000 og en karboksylgruppeandel på 2,5 til 25,0vekts%, d.v.s. 25 til 250 mg pr. g polysakkarid. Metoden for vaporometrisk molekylar-vektsbestemmelse beskrives.avA.P. Brady, H. Huff og J.W.

Mc Bain i J. physic. Colloid Chem. 55, 304 (1951) samt av Ch. Chylewski og W. Simon i Chem. Heiv. Acta, 47 II, 515 (1964). Bestemmelsen av karboksylgruppeandelen utfores ved potentiome-trisk titrering.

Tilsetningsmidlene ifolge oppfinnelsen anvendes i mengder som svarer til 0,05 til 1 vekts%, fortrinnsvis 0,05 til 0,5 vekts%, karboksylgruppeholdig polysakkarid, regnet på sement.

De nye tilsetningsmidlene ifolge oppfinnelsen oppviser betydelige fordeler overfor de kjente produkter, hvor de viktigste anskueliggjøres i det folgende: De innforer i sammenligning med de kjente ligninsulfonatene praktisk talt ingen makroluft, hvorved oppnåes en oket fasthet. I motsetning til glukonsyre og dennes salter forsinker de avbindingen ved de vanlige tilsetningsmengder i liten utstrekning. De har ikke de ovenfor anforte ulempene til de kjente luftporedannere, da den med det nye tilsetningsmiddel fremstilte herdete mortel eller betong ved god frostbestandighet viser en oket trykkfasthet (uten å innfore mikroluft). Da ingen luftporer innfores, lar den fremstilte mortel eller betong med tilsetningsmidlet ifolge oppfinnelsen seg pumpe uten vanskeligheter.

Sammenlignet med de fra US-patentskrift nr. 3 432 317 kjente polysakkarider bevirker de nye karboksylgruppeholdige polysakkarider en bedre mykning eller plastifisering, hvilket allerede ved lav dosering resulterer i storre vanninnsparing og til-svarende hoyere trykkfasthet. Samtidig virker tilsetningsmidlene ifolge oppfinnelsen ved de vanlige tilsetningsmengder min-dre sterkt forsinkende. For å eliminere avbindingsforsinkelsen er i motsetning til de i US-patent nr. 3 43 2 317 anforte, all-tid koridholdige kombinasjoner tilsetning av i og for seg kjente kloridfrie akseleratorer, som f.eks. alkali-og jordalkalisalter, alkanolaminer, formiater etc. tilstrekkelig til tilsetningsmidlet ifolge oppfinnelsen. Av de ovenfor nevnte substanser foretrekkes formiater, særlig på grunn av sin gode virkning. Da for forhindring av forsinkelsen av avbindingen ingen av de ifolge teknikkens stand anvendte klorider trenges, består ingen korrosjonsfare, hvilket er særlig viktig ved armert eller for-spent betong.

På overraskende måte oppnåes med de karboksylgruppeholdige polysakkarider som skal anvendes ifolge oppfinnelsen uventet hoye fasthetsokninger. Disse er storre enn det kunne ventes på grunn av vanninnsparingen. Videre fordeler er den betydelige okning av mortelens og betongens tetthet overfor vann samt den utmer-kede frostbestandighet.

Den uventede forbedring av egenskapene til den med de nye karboksylgruppeholdige polysakkarider fremstilte mortel og betong beror formodentlig på dannelsen av en kjemisk forbindelse mellom sement og tilsetningsmidler samt på den ved tilsetningsmidler bevirkede indre sammenbinding mellom sementsten og til-setningsstoff.

Det er overordentlig overraskende at de nye tilsetningsmidler forsinker avbindingen særlig ved hoyt karboksylgruppeinnhold min-dre enn glukonsyre eller dens salter eller også de kjente ikke-karboksylgruppeholdige polysakkarider, da fagmannen ut fra sin viten kunne vente noyaktig det motsatte. Denne egenskap kan bevises ved konkrete tall i den etterfølgende tabell 1.

I tabellene ble de folgende forkortelser anvendt:

PE 1 Tilsetningsmiddel som anvendes ifolge oppfinnelsen: Oppnådd ved hydrolytisk avbygning av pektin Gjennomsnittlig molekylarvekt: 600

Karboksylgruppeinnhold :■ 11,0 %

PE 2 Tilsetningsmiddel som anvendes ifolge oppfinnelsen*

Oppnådd ved oksydativ avbygning av maisstivelse Gjennomsnittlig molekylarvekt: 1 200

Karboksylgruppeinnhold: 6,1 %

PS 1 Polysakkarid (uten karboksylgrupper)

Gjennomsnittlig molekylarvekt: 1 320

Karboksylgruppeinnhold: 0

PS 2 Polysakkarid (uten karboksylgrupper)

Gjennomsnittlig molekylarvekt: 1 700

Karboksylgruppeinnhold: 0

Ca LS Kalsiumligninsulfonat

Alle oppforte forsok ble utfort med normal Portland-sement med en spesifikk overflate ifolge Blaine på 3100 cm 2/g og folgende mineralogiske sammensetning ifolge Bogue:

I tabell 2 er resultatene av sammenlingingsforsok sammenfattet: Alle forsok ble utfort med betong av samme bearbeidbarhet med 300 kg normal Portiand-sement pr. m 3 og et maksimalt tilsats-stoffkorn på 32 mm med folgendé granulometri:

Av tabell 2 fremgår den overfor de kjente polysakkarider og ligninsulfonater hoyerevanninnsparing samt hoyere fasthet.

Som det fremgår av tabell 3, okes ved anvendelse av det nye tilsetningsmidlet vannugjennomtrengeligheten hos mortel og betong. Forsokene ble utfort med betonger med 250 kg normal Portland-sement pr. m , maksimal tilsetningsstoffkorn: på 32 mm, granulometri som angitt for tabell 2 og stadig samme bearbeidbarhet ((Bearb: 8-9 sek.). For den egentlige proving av vannugjennom-trengelighet ble provelegemene lagret 21 dager ved romtemperatur og 90 % relativ fuktighet og 7 dager ved romtemperatur og 50 % relativ fuktighet. Selve provingen skjedde ifolge DIN 1048, avsnitt 4.7. Den ved tilsetningsmidlet ifolge oppfinnelsen oppnåelige forbedring av frostbestandigheten fremgår av tabell 4. For forsokene ble anvendt betong med samme bearbeidbarhet (Bearb: 8-9 sek.) med 300 kg normal Portland-sement pr. m 3og et maksimalt tilset-ningsstof fkorn på 3 2 mm, granulometri som angitt for tabell 2. For bestemmelse av frostbestandigheten ble betongen (ifolge SIA Teknisk Norm 162 [SNV 562 162] retningslinje 5) underkastet<1>frost/tau-sykler og reduksjonen av E-mbdul i avhengighet av an-tallet frost/tau-sykler bestemt, i

Som det fremgår av tabell 1 virker tilsetningsmidlene ifolge oppfinnelsen forsinkende på avbindingen av mortel og betong. Denne forsinkende virkning kan delvis eller helt kompenseres ved kombinasjon av tilsetningsmidlene ifolge oppfinnelsen med kjente, akselerende virkende tilsetninger som alkanolaminer, alkali- og jordalkalisalter, særlig formiater etc.. I det f 61-gend er noen mulige eksempler på slike kombinasjoner og deres avbindingsinnflytelse angitt.

Claims (6)

1. Tilsetningsmiddel for mortel og betong, karakterisert ved et innhold av karboksylgruppeholdige poly sakkarider med en midlere molekylarvekt på 400 til 4000 og en karboksylgruppeandel på 2,5 til 25,0> vekts%.

2. Tilsetningsmiddel ifolge krav 1, karakter i-jsert ved at det inneholder karboksylgruppeholdige polysakkarider med en midlere molekylarvekt på 400 til 1600.

3. Tilsetningsmiddel ifolge krav 1, karakterisert ved at det inneholder en eller flere tilsetninger som akselererer avbindingen.

4. Tilsetningsmiddel ifolge krav 2, karakterisert ved at det inneholder formiater.

5. Anvendelse av tilsetningsmidlet for fremstilling av meget fast, vanntett, frostbestandig mortel eller betong ifolge krav 1, karakterisert ved at man anvender slike mengder av tilsetningsmidlet som svarer til 0,05 til 1 vekts% karboksylgruppehoIdig polysakkarid, beregnet på sement.

6. Anvendelse ifolge krav 6, karakterisert ved at man anvender 0,05 til 0,5 vekts% karboksylgruppeholdig polysakkarid beregnet på sement.