WO2000006515A1 - Zusatzmittel zur kompensation des schwindens von mörtel oder beton - Google Patents

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Holcim Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/02—Alcohols; Phenols; Ethers
    • C04B24/023—Ethers

Definitions

  • the invention relates to an additive for compensating for the shrinkage of binder systems, which are based in particular on cements (concrete, mortar), gypsum and / or MgO and mixtures thereof.
  • Ethoxypropanol or neopentyl glycol and their derivatives are primarily used as simple commercial shrinkage compensators.
  • ethoxypropanol has a relatively low flash point (40 ° C) and must therefore be assigned to a hazard class.
  • the neopentyl glycol which is also frequently used, is a solid and must always first be brought into solution for use.
  • EP-Bl 573 036 discloses the use of polypropylene glycol as a shrinkage-reducing additive in dispersion powder compositions for building materials.
  • a base polymer with polyvinyl alcohol and alkali or alkaline earth salts of phenolsulfonic acid-formaldehyde condensation products and an antiblocking agent together with .2 to 8% by weight, based on the base polymer, of polypropylene glycol are used.
  • Dispersion powders of this type are produced by spray drying aqueous polymer dispersions, as a result of which the desired stability is achieved. The processing of dispersion powders consequently requires a high degree of homogenization and a corresponding effort in use.
  • CONFIRMATION COPY fertilize is attributed to high molecular weight polymers.
  • the low molecular weight oxyalkylene compounds also include oxyalkylene adducts and, in particular, alkylene or oxyalkylene glycols.
  • this US Pat. No. 5,556,460 also proposes an additive which is no longer liquid due to the high molecular weights and which requires a corresponding homogenization performance during processing.
  • GB-PS 1 363 530 proposes monobutyl ether diethylene glycol as a solvent for alkylarylsulfonates and polyoxyalkylene glycols with a molecular weight of more than 400. This is a solution of solids and / or pests, the production of which is, however, relatively complex.
  • the invention now aims to provide a simple, inexpensive liquid form of an additive which immediately gives the desired degree of reduction in the shrinkage of mortar or concrete.
  • the liquid additive according to the invention essentially consists in using diethylene glycol monoalkyl ether with C3 to C5 alkyl in the liquid phase.
  • diethylene glycol monoalkyl ether alone and without further additives gives the optimum effect of reducing the shrinkage of mortar or concrete, provided that the alkyl radical contains 3 to 5 carbon atoms.
  • diethylene glycol monobutyl ether is used as the additive.
  • the liquid additive is advantageously used in quantities of 0.5 to 2% by weight, based on cement, which surprisingly results in simple, cheap and reliable compensation of the shrinkage.

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Abstract

In einem flüssigen Zusatzmittel zur Kompensation des Schwindens von Bindemittelsystemen, welche insbesondere auf der Basis von zementen (Beton, Mörtel), Gips und/oder MgO sowie deren Gemische aufgebaut sind, wird Diethylenglykolmonoalkylether mit C3 bis C5 Alkyl in flüssiger Phase verwendet. Das Zusatzmittel besteht bevorzugt aus Diethylenglykolmonobutylether.

Description

Zusatzmittel zur Kompensation des Schwindens von Mörtel oder Beton
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzmittel zur Kompensation des Schwindens von Bindemittelsystemen, welche insbesondere auf der Basis von Zementen (Beton, Mörtel) , Gips und/oder MgO sowie deren Gemische aufgebaut sind.
Für die Kompensation des Schwindens von Mörtel oder Beton sind eine Reihe von Substanzen bekannt. Als einfache handelsübliche Schwindkompensationsmittel sind in erster Linie Ethoxypropanol oder Neopentylglykol sowie deren Derivate im Einsatz. Ethoxypropanol hat jedoch einen relativ tiefen Flammpunkt (40°C) und muß daher einer Gefahrenklasse zugeordnet werden. Die Handhabung derartiger Substanzen, welche einer Gefahrenklasse zugeordnet werden müssen, erfordert daher entsprechende Sicher- heitsvorkehrungen. Das ebenfalls häufig verwendete Neopentylglykol ist ein Feststoff und muß für den Einsatz immer erst entsprechend in Lösung gebracht werden.
Aus der EP-Bl 573 036 ist die Verwendung von Polypropylenglykol als Schwindmaß-reduzierender Zusatz in Dispersionspulver-Zusammensetzungen für Baustoffe bekannt. Bei diesem Zusatz wird ein Basispolymerisat mit Polyvinylalkohol und Alkali- oder Erd- alkalisalzen von Phenolsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationspro- dukten, sowie ein Antiblockmittel gemeinsam mit .2 bis 8 Gew.%, bezogen auf das Basispolymerisat an Polypropylenglykol eingesetzt. Derartige Dispersionspulver werden durch Sprühtrocknung wässriger Poly erdisμersionen hergestellt, wodurch die gewünsch- te Stabilität erzielt wird. Die Verarbeitung von Dispersionspulvern erfordert in der Folge ein hohes Maß an Homogenisierung und einen entsprechenden Aufwand beim Einsatz .
Aus der US-PS 5 556 460 sind niedermolekulare Oxyalkylenver- bindungen in Verbindung mit hochmolekularen Polymeren vorgeschlagen worden, wobei die Wirkung derartiger Zusätze der spezifischen Kombination aus niedermolekularen Oxyalkylenverbin-
BESTATIGUNGSKOPIE düngen und hochmolekularen Polymeren zugeschrieben wird. Unter den niedermolekularen Oxyalkylenverbindungen sind auch Oxyalkylenaddukte und im einzelnen Alkylen oder Oxyalkylen- glykole genannt. Insgesamt wird aber auch in dieser US-PS 5 556 460 ein aufgrund der hohen Molekulargewichte nicht mehr flüssiger Zusatz vorgeschlagen, welcher eine entsprechende Homogenisierungsleistung bei der Verarbeitung voraussetzt.
In der GB-PS 1 363 530 wird Monobutyletherdiethylenglykol als Lösemittel für Alkylarylsulfonate und Polyoxyalkylenglykole mit einem Molekulargewicht von größer als 400 vorgeschlagen. Hier handelt es sich um eine Lösung von Feststoffen und/oder Pesten, deren Herstellung allerdings relativ aufwendig ist.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache billige flüssige Form eines Zusatzmittels zu schaffen, welche unmittelbar das gewünschte Ausmaß der Reduktion des Schwindens von Mörtel oder Beton ergibt. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße flüssige Zusatzmittel im wesentlichen darin, daß Diethylenglykolmonoalkylether mit C3 bis C5 Alkyl in flüssiger Phase verwendet wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Diethylenglykolmonoalkylether allein und ohne weitere Zusätze den optimalen Effekt der Reduktion des Schwindens von Mörtel oder Beton ergeben, sofern der Alkylrest 3 bis 5 Kohlenstoff- ato e enthält. In besonders bevorzugter Weise wird als Zusatz¬ mittel Diethylenglykolmonobutylether eingesetzt.
Mit Vorteil wird das flüssige Zusatzmittel in Mengen von 0,5 bis 2 Gew.%, bezogen auf Zement, eingesetzt, wodurch sich über- raschenderweise eine einfache, billige und sichere Kompensation des Schwindmaßes ergibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Vergleichsversuchen näher erläutert.
Es wurden Längenänderungen in Funktion der Zeit an Prismen von 4*4*16 cm gemessen. Die Messungen erfolgten bei 20±2° C und 70±5 % relative Feuchte. Es wurde jeweils der Mittelwert, gemessen an 2 Prismen, dokumentiert. Resultate (Schwinden in &>, mm/m)
Figure imgf000005_0001
Aus den Vergleichsversuchen ergibt sich, daß Diethylenglykol- monobutylether bei einer üblichen Dosierung die besten Ergebnisse ergibt, wobei die Rohstoffe an folgenden Mörtelsystemen erprobt wurden: 1350 g Nor ensand DIN EN 196-1
450 g CEM I 42,5 Siggenthal (Zement)
225 g Wasser
9 g Schwindkompensator
Die Vergleichsversuche wurden mit einer Dosierung von 2 Gew.% Schwindkompensator, bezogen auf Zement, vorgenommen. Bei einer Reduktion des Schwindkompensators auf nur 1 Gew.% konnten mit Diethylenglykolmonoalkylether gleichfalls hervorragende Werte gefunden werden wie aus nachfolgender Tabelle ersichtlich ist.
Figure imgf000007_0001
Weitere Vergleichsversuche mit anderen Zementen haben vergleichbare Werte ergeben . Mit dem Zusatz von Mitteln zur Schwindkompensation wurde aber auch ein Druckfestigkeitsverlust beobachtet und ein entsprechend guter Kompromiß mi t einer Verbesserung des Schwindverhai tens um etwa 30 % bei einem Druckfestigkeitsverluste von etwa 15 % bei Zusatz von 1 Gew . % Diethylenglykolmonobutylether bezogen of das Zementgewicht gefunden. Representative Werte sind in den nachfolgenden Tabellen angeführt, für welche 300 kg/m3 NORM04 Siggenthal (MSZ - 289) als Zement mit einem W/Z Faktor 0,5 und Zuschlägen von TFB Wildegg (Sieblinie HCBHEU 0/32) eingesetzt wurden.
Die Versuche 0 wurden ohne Schwindkompensation, die Versuche 1-3 mit 3kg/m3 (1 Gew.%) und Versuch 4 mit 6 kg/m3 (2 Gew.%) Schwindkompensation durchgeführt .
Druckfestigkeiten
Figure imgf000008_0001
DKF = Druckfestigkeit in N/mm2
Schwindverhalten
Figure imgf000008_0002

Claims

Patentansprüche :
1. Flüssiges Zusatzmittel zur Kompensation des Schwindens von Bindemittelsystemen, welche insbesondere auf der Basis von Zementen (Beton, Mörtel) , Gips und/oder MgO sowie deren Gemische aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß Diethylenglykolmonoalkylether mit C3 bis C5 Alkyl in flüssiger Phase verwendet wird.
2. Flüssiges Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel aus Diethylenglykolmonobutylether besteht.
3 . Verfahren zur Herstellung von schwindungskompensierten Bindemittelsystemen insbesondere auf der Basis von Zementen (Beton, Mörtel ) , Gips und/ oder MgO sowie deren Gemische , dadurch gekennzeichnet , daß Diethylenglykolmonobutylether in Mengen von 0 , 5 bis 2 Gew. % , bezogen auf Zement , eingesetzt wird.
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