DE1646905B

DE1646905B - Process for improving the strength of cements, concretes and mortars

Info

Publication number: DE1646905B
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Progil Produits Chimiques, Paris

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von Zementen, Betonen lind Mörtelstoffen auf der Basis eines tricalciumalutninatreichen Zementes, der durch Brennen eines kalkhaltigen Rohmergels erhalten worden ist, als schncü- *bbindendes hydraulisches Bindemittel durch Zusatz tincr Aerylvcrbindung und eines Polymerisationskatalysators. The present invention relates to a method for improving the strength of cements, concretes lind mortars based on a tricalciumalutninate-rich Cement obtained by burning a calcareous raw marl as a * Binding hydraulic binder by adding an aeryl compound and a polymerisation catalyst.

Es ist bekannt, daß man beschleunigt abbindende Mörtelstoffe herstellen kann, indem man als schnellabhiiulencles hydraulisches Bindemittel den in Frankreich unter dem Namen »cimcnt prompt« weit verbreiteten tricalciiimaluminatreichen Zement verwendet, der durch Brennen eines kalkhaltigen Rohmergcls bei Temperaturen von 950 oder 1000 bis 1050 C erhalten wird. Die Abbindezeit dieser Mörlclstoffc schwankt je nach der Menge des zugesetzten Zementes /wischen 2 und 5 Minuten. Diese Mörlclstoffc bilden zwar meistens gute mechanische Eigenschaften aus.It is known that accelerated setting mortars can be produced by using as Schnellabhiiulencles hydraulic binding agent widely used in France under the name "cimcnt prompt" Cement rich in tricalciiimaluminate is used, which is obtained by firing a calcareous raw mercury is obtained at temperatures of 950 or 1000 to 1050 C. The setting time of these Mörlclstoffc varies depending on the amount of cement added / between 2 and 5 minutes. These Mörlclstoffc form mostly good mechanical properties.

ihre Biegefestigkeit, Druckfestigkeit und vor allem ihre Zugfestigkeit erreicht jedoch erst nach einer so lamn.-n Zeitspanne ausreichende Werte, daß si: für man he Verwendungszwecke nicht in Betracht kommen.
In anderen Fällen weisen solche Mörtelstoffe nie. selbst nicht nach einer längeren Zeitspanne, ^;ne ausreichend hohe Festigkeit auf, um bestimmten Beanspruchungen zu genügen.However, their flexural strength, compressive strength and, above all, their tensile strength only reach sufficient values after such a long period of time that they cannot be considered for many uses.
In other cases, such mortars never exhibit. not even after a longer period of ^time; ne sufficiently high strength to meet certain demands.

Es wurde bereits versucht, die Eigenschaften derAttempts have already been made to modify the properties of the

ίο bekannten Mörtel auf der Basis von Zuschlagstoffen und hydraulischen Bindemitteln durch Zusatz bestimmter Stoffe, vor allem polymerer oder in situ polymerisierbarer Acrylderivate zu verbessern. So wurde z. B. erwähnt, einen Teil des Anmachwas^er:, der Mörtelstoffe durch ein flüssiges Harz, z. B. ein Acrylharz zu ersetzen, um die mit dem Vorhandensein einer zu großen Menge Wasser in dem Gemisch verbundenen Nachteile zu beheben.ίο well-known mortars based on aggregates and hydraulic binders by adding certain substances, especially polymeric or in situ to improve polymerizable acrylic derivatives. So was z. B. mentioned a part of the pick-up thing :, the mortars by a liquid resin, e.g. B. to replace an acrylic resin to those with the presence to remedy disadvantages associated with an excessive amount of water in the mixture.

Es wurden auch schon Verbindungen, z. B. partiellThere have also been connections such. B. partially

-.ο hydrolisiertes Polyacrylamid oder Polyacrylsäure verwendet, die zumindest unter bestimmten Bedingungen das Abbinden der Mörtelstoffe verzögern.-.ο hydrolyzed polyacrylamide or polyacrylic acid is used, which, at least under certain conditions, delay the setting of the mortar.

Es wurde weiterhin beschrieben, dem Zuschlagstoff und dem hydiaulischen Bindemittel mischpolymerisierbare Gemische aus Alkyliden-bisacrylamid und einem anderen Comonomeren mit Kor.lenstoff-Koh-Ienstoff-Doppolbindung zusammen mit einem Polymerisationskatalysatorsystem zuzusetzen. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nur bei Verwendung von langsam abbindenden Zementen anwenden und bewirkt im wesentlichen nur eine Beschleunigung der Abbindezeit. Zwar konnte nach 28 Tagen auch eine Zunahme der Druckfestigkeit festgestellt werden, jedoch nur bis zu höchstens 50⁰Z₀ der Maßzahl der Druckfestigkeit, die mit einem Mörtelstoff ohne Zusatz des Acrylgemisches erzielt wurde.It has also been described to add copolymerizable mixtures of alkylidene-bisacrylamide and another comonomer with a carbon-carbon double bond together with a polymerization catalyst system to the additive and the hydraulic binder. However, this method can only be used when using slowly setting cements and essentially only accelerates the setting time. An increase in the compressive strength was also found after 28 days, but only up to a maximum of 50 ⁰ Z _0, the measure of compressive strength that was achieved with a mortar without the addition of the acrylic mixture.

Schließlich wurde in jüngster Zeit auch noch ein Verfahren zum Modifizieren der hydraulischen Bindemittel durch Zusatz von mehrwertigen Metallsalzen der Acrylsäure und der Methacrylsäure, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Polymerisationskatalysator bekannt. Je nach der Menge des dem Zement zugesetzten Acrylsalzes. die bis zu dem l,5fachen des Gewichtes des Zementes betragen kann, werden harte oder plastische Mörtelstoffe erhalten. Wie in dem zuvor genannten Fall wird diese Behandlung auf langsam abbindende hydraulische Bindemittel angewandt und bewirkt hauptsächlich eine Verkürzung der Abbindezeit und der Härtezeit der Massen. Die Festigkeiten der nach diesem Verfahren erhaltenen Mörtelstoffe liegen jedoch in derselben Größenordnung wie die der bekannten Mörtelstoffe.Finally, a method for modifying the hydraulic binders has also recently emerged by adding polyvalent metal salts of acrylic acid and methacrylic acid, if necessary known in connection with a polymerization catalyst. Depending on the amount of the cement added Acrylic salt. which can be up to 1.5 times the weight of the cement, become hard or get plastic mortars. As in the previous case, this treatment is going to be slow setting hydraulic binders are used and mainly causes a shortening of the setting time and the hardship of the masses. The strength of the mortars obtained by this method however, are of the same order of magnitude as that of the known mortars.

[•s wurde nun überrraschend festgestellt, daß, wenn man ein den oben beschriebenen schnell abbindenden tricalciumaluminatreichen Zement mit einem in situ polymerisierbaren Gemisch aus Formaldehyd und Acrylamid behandelt, auch die mechanischen Eigenschaften der Endprodukte wesentlich verbessert werden. Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Ver-[• It has now been found, surprisingly, that if one of the above-described sets quickly sets Cement rich in tricalcium aluminate with an in situ polymerizable mixture of formaldehyde and Treated with acrylamide, the mechanical properties of the end products are also significantly improved. The invention therefore relates to a method for

fio bcsserung der Festigkeit von Zementen, Betonen und Mörtelstf.ffen auf der Basis eines tricalciumaluminatreichen Zementes, der durch Brennen eines kalkhaltigen Rolimergels erhalten worden ist, als schnellabbindendes hydraulisches Bindemittel durch Zusatz.fio improve the strength of cements, concretes and Mortar filler on the basis of a tricalcium aluminate rich Cement obtained by firing a calcareous Rolimer gel as a quick-setting one hydraulic binder through addition.

einer Aerylvcrbindung und eines Polymerisationskatalysators und ist dadurch gekennzeichnet, daß man dem Zement eine wäßrige Lösung eines Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd sowiean aeryl compound and a polymerization catalyst and is characterized in that the cement an aqueous solution of a reaction product of acrylamide and formaldehyde and

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fjn an sich bekanntes Katalysator*ysiem zur ΙΌΙ>- fall* den Abbinderegler für den Zemeni sowie denfjn known catalyst * ysiem for the ΙΌΙ> case * the setting regulator for the Zemeni as well as the

HHTisation dieses Reaktion*produkie* zusei/t. festen Katalysator oder die feste Komponente de*HHTisation of this reaction * produkie * zuei / t. solid catalyst or the solid component de *

Nach dem erllndungsgemäßen Verfahren werden Katalysatorgemische* für die Polynerisaiion de*According to the process according to the invention, catalyst mixtures * for the polymerization of *

Zemente. Betone und MönelsiolTc erhallen, die den Acrylgemisehes.Cements. Concretes and MönelsiolTc that contain the acrylic mixes.

Vorteil einer_schr kurzen Abbinde/eil mit dem Vorteil 5 Das flüssige Gemisch enthält die wäßrige Lösung K-iir guter Festigkeiten und dem Wirteil verbinden, de* Gemisches au* Acrylamid und Formaldehyd, gelten l-esiigkeitseigenschafien innerhalb einer. \er- gebenenfalls in geeigneter Weise durch Zugabe einer •lithen mit den bekannten Mürtelsioffen stark \er- zusätzlichen Menge Wasser verdünnt, sowie die jiiiivtcn Zeitspanne auszubilden. Die Gemische haften flüssige Komponente des Polymerisationskatalysators. lt!ir gut auf den Trägerstofl'en, auf die sie aufgebracht io Jedes der so hergestellten Gemische kann für sich werden, z. B. auf Holz, Metallen, Kunststoffen oder allein vor der Verwendung während einer längeren Hideren Baustoffen, und das erl'mdungsgemäße Ver- Zeitspanne aufbewahr; werden, die unter Normalnefaliicii zeichnet sich auch durch eine sehr leichte dingungen, d. h. im wesentlichen in trockener Atmo-Diiivhführbarkeit au*. Sphäre für das trockene Pulver bis zu mehreren Mo-Advantage of a very short setting with the advantage of 5 The liquid mixture contains the aqueous solution K-iir good strength and the hot part, the mixture of acrylamide and formaldehyde, oil properties apply within one. If necessary, in a suitable manner by adding a quantity of water strongly diluted with the known Mürtelsioffs, as well as developing the jiiiivtcn period of time. The mixtures adhere to liquid components of the polymerization catalyst. It works well on the carrier materials to which it is applied . B. on wood, metals, plastics or just before use during a longer period of building materials, and keep the time span according to the specification; The under normal nefaliicii is also characterized by very easy conditions, ie essentially in a dry atmosphere. Sphere for the dry powder up to several months

iJie wäßrige Lösung des Reaktionsproduktes aus 15 naten betragen kann. Selbstverständlich darf dabeiiJie aqueous solution of the reaction product of 15 naten can be. Of course you can

m.momerem Acrylamid und Formaldehyd kann einen das flüssige Gemisch während der Lagerung nicht dasWith acrylamide and formaldehyde, the liquid mixture cannot do this during storage

beliebigen Anteil Feststoff enthalten. Vorzugsweise ganze, die Polymerisat! ¹Tdes Aerylamid-Formaldehyd-contain any proportion of solid matter. Preferably whole, the polymer! ¹ T of the aerylamide formaldehyde

wird jedoch eine Lösung mit 30 bis 60° ₀ Feststoff- Gemisches bewirkende Katalysatorsystem enthalten,However, a solution with a 30 to 60 ° ₀ solids mixture causing catalyst system will contain,

gel·.alt verwendet, um zu vermeiden, daß das Gemisch Die Mengenanteile der Bestandteile können inner-gel · .old used to avoid that the mixture The proportions of the constituents can within-

zu flüssig oder zu viskos ist. 20 halb weiter Grenzen schwanken unter Berücksichti-is too fluid or too viscous. 20 half-wide limits fluctuate taking into account

Das Reaktionsprodukt aus Acrylamid und Form- gung der für den Mörtelstoff gewünschten Eigenaldehyd selbst wird erhalten, indem eine wäßrige schäften.The reaction product of acrylamide and the formation of the desired aldehyde for the mortar itself is obtained by making an aqueous shaft.

Acrylamidlösung und eine wäßrige Formaldehyd- Ganz allgemein hat es sich gezeigt, daß bei Verwendung in Gegenwart eines basischen Katalysators wie dung einer solchen Menge des Acrylamid-Form-Natriumcarbonat oder einer wäßrigen Lösung von 25 aldehyd-Gemisches, die einem Anteil des Polymeren Natriumhydroxid bei 20 bis 70^cC zusammengegeben von 3 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewcrden. Man kann auf diese Weise 0,5 bis 1,5 MoI samtgewicht des Endproduktes, entspricht, eine ganze Formaldehyd mit 1 Mol Acrylamid zur Reaktion Reihe von Mörtelstoffen erhalten werden, die in einem bringen. _sehr weiten Bereich Anwendung finden. Beträgt derAcrylamide solution and an aqueous formaldehyde- In general, it has been shown that when used in the presence of a basic catalyst such as manure of such an amount of the acrylamide form sodium carbonate or an aqueous solution of 25 aldehyde mixture containing a proportion of the polymer sodium hydroxide at 20 up to 70 ^c C combined from 3 to 10 percent by weight, based on the fabric. In this way, 0.5 to 1.5 mol total weight of the end product, equivalent to a whole formaldehyde with 1 mol of acrylamide, can be obtained for the reaction of a series of mortars that bring in one. _{can be used in a} very wide range. Is the

Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator kann 30 Anteil des Polymeren weniger als 3°₀. so wird prakunter den bekannten Polymerisationskatalysatoren tisch keine Verbesserung der mechanischen Eigenausgewählt werden. Geeignet sind organische Peroxide schäften gegenüber den bekannten Mörtelstoffen bewie Benzolperoxid, Persalze wie Kaliumpersulfat, obachtet. Beträgt der Anteil des Polymeren mehr als Redoxsysteme wie Chlorsäure-Alkalibisulfit, denen 10° ₀. so sind die Werte für die von den Endprodukten gegebenenfalls wasserlösliche organische Säuren oder 35 erreichte Festigkeit jedoch so hocn, daß die Verwen-Mmeralsäuren oder auch alkalische Mittel, wie dung solcher Mörtel nur in sehr seltenen Fällen ge-Hydroxide oder Carbonate zugesetzt werden. Gemäß rechtfertigt ist.The catalyst used in the invention may be 30 portion of the polymer is less than 3 ° _0th thus practically no improvement in mechanical properties will be selected from among the known polymerization catalysts. Organic peroxides are more suitable than the known mortars, such as benzene peroxide and persalts such as potassium persulfate. If the proportion of the polymer is more than redox systems such as chloric acid alkali bisulfite, which is 10 ° ₀ . however, the values for the water-soluble organic acids or strength achieved by the end products are so high that the used-Mmeral acids or also alkaline agents, such as the dung of such mortars, hydroxides or carbonates are added only in very rare cases. According to is justified.

einer bevorzugten Ausführungsform wird ein fester. Die Untersuchungen haben weiter ergeben, daß hinwasserlöslicher Katalysator oder eine katalytisch sichtlich der übrigen Bestandteile, die erfindungswirksame Kombination von zwei Bestandteilen ver- 40 gemäß eingesetzt wen en. die besten Ergebnisse mit wendet, von denen der eine fest und der andere flüssig folgenden Prozentgehalten erzielt werden:
ist, z. B. ein Alkalipersulfat, aktiviert durch ein flüssiges In dem pulverigen Gemisch soll der Anteil des Dialkylaminopropionitril. Zementes ohne Berücksichtigung des Polymerisations-a preferred embodiment becomes a solid. The investigations have also shown that a water-soluble catalyst or a catalytically visible combination of the other constituents, the inventive combination of two constituents is used accordingly. the best results are used, of which one solid and the other liquid the following percentages are achieved:
is e.g. B. an alkali persulfate, activated by a liquid In the powdery mixture should be the proportion of dialkylaminopropionitrile. Cement without taking into account the polymerization

Man kann dem Grundgemisch aus hydraulischem katalysators 50 bis 90 Gewichtsprozent betragen undYou can be the basic mixture of hydraulic catalyst and 50 to 90 percent by weight

Bindemittel und wäßriger Lösung eines Gemisches 45 die Ergänzung bis 100 "/„ aus dem oder den Zuschlag-Binder and aqueous solution of a mixture 45 the addition to 100 "/" from the additive (s)

nus monome!i*m Acrylamid und Formaldehyd sowie stoffen allein oder mit Zusatz des Abbindereglers fürnus monome! i * m acrylamide and formaldehyde as well as substances alone or with the addition of the setting regulator for

Polymerisationskatalysator einerseits Zuschlagstoffe den Zement bestehen, wobei dieser letztere z. B. 2 bisPolymerization catalyst on the one hand aggregates consist of the cement, the latter z. B. 2 to

bekannter Art wie Sand, Kies, Ton oder deren Ge- 4 Gewichtsprozent des Pulvers ausmachen kann,known type such as sand, gravel, clay or their weight can make up 4 percent by weight of the powder,

mische und andererseits einen Abbinderegler f^;'v Die Menge Wasser, die gegebenenfalls dem wäßrigenmix and on the other hand a setting regulator f ^; 'v The amount of water that may be added to the aqueous

Zement, wie z. B. Calciumsulfat, zusetzen sowie ge- 50 Gemisch von Acrylamid und Formaldehyd zugesetztCement, such as B. calcium sulphate, as well as a mixture of acrylamide and formaldehyde added

£ebenentalls eine zusätzliche Menge Wasser. wird, hängt von der Anfangskonzentration dieserAlso an additional amount of water. will depend on the initial concentration of this

Die Art und die Korngröße der Zuschlagstoffe Lösung und dem gewünschten prozentualen GehaltThe type and grain size of the aggregate solution and the desired percentage content

werden je nach der vorgesehenen Verwendung des des polymeren Produktes im Mörtel ab. Sie kann alsdepending on the intended use of the polymeric product in the mortar. You can use it as a

damit hergestellten Mörtels gewählt. Ihre Eigenschaften Funktion dieser Variablen leicht ermittelt werden,selected mortar produced with it. Their function properties of these variables can easily be determined

haben keinen Einfluß auf die Durchführbarkeit des 55 Das Mengenverhältnis von flüssigem Gemisch zuhave no influence on the feasibility of the 55 The quantitative ratio of liquid mixture to

erfindungsgemaßen Verfahrens. Es muß nur darauf Pulvergemisch kann ebenfalls schwanken. Es hat sichinventive method. It just has to be on the powder mixture can also fluctuate. It has

geachtet werden, daß wasserfreie Zuschlagstoffe ver- jedoch gezeigt, daß die besten Ergebnisse erzieltCare should be taken to ensure that anhydrous aggregate is shown to give the best results

wendet werden, da vorhandenes Wasser auf das hy- werden, wenn 0,25 bis 0,65 Gev/ichtsteile flüssiges Ge-used, as existing water will be applied to the hy- if 0.25 to 0.65 parts by weight of liquid

draulische Bindemittel vor der Zubereitung des Mörtels misch je Gevvichtsteil Pulvergemisch, entsprechend 20Draulic binders before the preparation of the mortar mix per weight part powder mixture, corresponding to 20

einwirkt. 60 bis 40"/,,., bezogen auf das Gesamtgewicht des Möilels,acts. 60 to 40 "/ ,,., Based on the total weight of the Möilels,

In der Praxis wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.In practice, the method according to the invention will be used.

durchgeführt, indem im Zeitpunkt der Anwendung Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren artzu-carried out by at the time of application the artzu-

zwci Arten von Gemischen miteinander in Berührung wendende Menge an Katalysator kann zwischen 0.1There are two types of mixtures in contact with each other. The amount of catalyst used can be between 0.1

gebracht werden, von denen das eine in Form eines und 3ⁿ/o schwanken, bezogen auf das Gesamtgewichtare brought, one of which varies in the form of one and 3 ⁿ / o, based on the total weight

Pulvers und 'las andere in Form einer Flüssigkeil 65 des Mörtels. Diese Menge kann aus einem festen Kata-Powder and 'read others in the form of a liquid wedge 65 of the mortar. This amount can be taken from a fixed catalog

vorliegt. lysator, z. B. einem Persalz bestehen, das dem Pulveris present. analyzer, e.g. B. consist of a persalt that the powder

Das pulverige Gemisch enthält den tricalciumalu- zugesetzt wird. Der feste Katalysator kann auch teil-The powdery mixture contains tricalciumalu- is added. The solid catalyst can also be partially

minatreichen Zement, die Zuschlagstoffe, gegebenen- weise, und zwar in einer Menge bis zu I °/n. bezoeenMineral-rich cement, the aggregates, if necessary, in an amount of up to 1%. bezoeen

Hilf das Gesamtgewicht lies Endproduktes durch einen Aktivator, wie Diätliylaminopropionitril ersetzt werden, der mit der Flüssigkeit \ ermischt wird. Da diese Verbindung mir in Gegenwart eines Persalzes die Polymerisation katalysiert, bewirkt sie keine Veränderung des Acrylaniid-Forinaldehyd-Gcmischcs während der Lagerung. Zur Regelung der Abbindezeit des Mörtels wird die Katalysatormenge innerhalb der oben angegebenen Grenzen gewählt.Help the total weight read the final product through one Activator, such as dietliylaminopropionitrile to be replaced, which is mixed with the liquid \. Since this compound causes polymerization in the presence of a persalt catalyzed, it causes no change in the acrylamide-formaldehyde mixture during the Storage. To regulate the setting time of the mortar, the amount of catalyst is within the range given above Boundaries chosen.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außerordentlich einfach. Ein geeigneter Mengenanteil des flüssigen Gemisches wird in das pulverige Gemisch eingebracht, und die Komponenten werden, vorzugsweise unter starkem Rühren, miteinander zu einer homogenen Paste vermischt. Diese Paste läßt sich außerordentlich leicht handhaben, bevor die Masse abbindet. Der einzige Faktor, der bei der Durchführung des Verfahrens beachtet werden muß. ist die Temperatur der Reaktionspartner. Diese sollen vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 25 "C eingesetzt werden. Unterhalb 10 C bindet das Gemisch nicht mehr ab; oberhalb 25⁰C ist die Abbindezeit so kurz, daß die Zubereitungen nicht mehr unter vernünftigen Bedingungen verwendet werden können.The method according to the invention is extremely simple to carry out. A suitable proportion of the liquid mixture is introduced into the powdery mixture, and the components are mixed with one another, preferably with vigorous stirring, to form a homogeneous paste. This paste is extremely easy to handle before the mass sets. The only factor to consider when performing the procedure. is the temperature of the reactants. These should preferably be used at a temperature of 10 to 25 ° C. The mixture no longer ^{sets below 10 ° C. The setting time is so short above 25 °} C. that the preparations can no longer be used under reasonable conditions.

Die verschiedenen Reaktionen, die ausgelöst werden, sobald man die pulverige und die flüssige Komponente miteinander in Berührung bringt, d. h., die Hydration und das darauffolgende Aushärten des hydraulischen Bindemittels sowie die Polymerisation des Gemisches aus Acrylamid und Formaldehyd begünstigen sich gegenseitig. So bewirkt die Hydration des schnellbindenden Zementes eine leichte Temperaturerhöhung des Gemisches und diese Temperaturerhöhung löst nach einer gewissen Zeit die Polymerisation des Acrylgemisches aus. Da diese Reaktion stark exotherm ist, beschleunigt sie ihrerseits das Aushärten des Zementes. Der Reaktionsmechanismus insgesamt ist zwar in seiner ganzen Komplexität bisher noch nicht untersucht worden. Es ist aber wahrscheinlich, daß die Eigenschaft der erfindungsgemäßen Mörtelzubereitungen, nämlich innerhalb von bisher noch nie erzielten kurzen Zeitspannen hohe Festigkeiten auszubilden, auf dieser wechselseitigen Wirkung beruht.The different reactions that are triggered once you get the powdery and the liquid component brings into contact with one another, d. i.e., the hydration and subsequent hardening of the hydraulic The binder and the polymerisation of the mixture of acrylamide and formaldehyde favor each other mutual. The hydration of the quick-setting cement causes a slight increase in temperature of the mixture and this increase in temperature triggers the polymerization of the acrylic mixture after a certain time out. Since this reaction is strongly exothermic, it in turn accelerates the hardening of the cement. The overall complexity of the reaction mechanism has not yet been investigated been. However, it is likely that the property of the mortar preparations according to the invention, namely to develop high strengths within previously unprecedented short periods of time, is based on this mutual effect.

Die Verwendungsmöglichkeiten der erfmdungsgemäß hergestellten Massen sind sehr zahlreich, auf Grund der vielen verschiedenen guten Eigenschaften, die diese Massen gleichzeitig aufweisen. So kann man sie vorteilhaft zum sofortigen Verkleben von verschiedenen Teilen, insbesondere von Betonteilen, oder zur Herstellung von Dichtungen verwenden. Man kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Massen sehr schnell härtende dünne Hauben. Kappen und Bodenverkleidungen oder Straßendecken herstellen sowie Mauersteine. Dachziegel. Dachplatten und Fußbodenplatten, die gegebenenfalls durch Zusatz von Pigmenten gefärbt werden, nicht gebrannt werden müssen und fast sofort verwendet werden können. Mit den erfindungssemäßen Massen lassen sich weiterhin Bauelemente herstellen, die starke Beanspruchungen, hauptsächlich Zugbeanspruchungen aushalten müssen. Mit besonders guten Ergebnissen werden die erfindungsgemäß erhaltenen Mörtelstoffe zum Vergießen oder Verkitten, insbesondere zum Vergießen von Stützpfeilern beim A usbau von Bergwerken verwendet. Man kann die erfindungsgemäß hergestellten Massen auch noch z. B. zum Ausbessern von Rissen oder Sprüngen oder zur Bodenverfestigung verwenden. In allen Fällen werden <if> wie die bekannten Mörtel angewandt, d. h. die unter den zuvor angegebenen Bedingungen hergestellte Paste wird injiziert, verformt. \ergossen, in Fugen gestrichen oder aufgetragen.The possible uses of the compositions produced according to the invention are very numerous The reason for the many different good properties that these masses have at the same time. So you can they are advantageous for the immediate gluing of different parts, especially concrete parts, or for Use manufacturing of seals. You can use the compositions according to the invention very quickly hardening thin hoods. Manufacture caps and floor coverings or road surfaces, as well as bricks. Roof tiles. Roof tiles and floor tiles, optionally colored by adding pigments do not need to be burned and can be used almost immediately. With the inventive Masses can continue to produce components that are subject to heavy loads, mainly Have to withstand tensile loads. Those obtained according to the invention are obtained with particularly good results Mortars for grouting or cementing, in particular for grouting support pillars during Used to expand mines. The compositions according to the invention can also be used, for. B. Use to repair cracks or cracks or to consolidate the ground. In all cases will be <if> applied as the well-known mortar, d. H. the prepared under the conditions given above Paste is injected, deformed. \ poured, painted in joints or applied.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der ausgezeichneten Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Massen:The following examples serve to illustrate the excellent properties of the according to the invention Method obtained masses:

example 1

Es wurden folgende zwei Ansätz.e verwendet, die ίο bei 2OC gelagert worden waren:The following two approaches were used which ίο had been stored at 2OC:

pulveriger Ansatzpowdery approach

tricalciumaluminatreicher Zement, erhalten durch Brennen eines kalkhaltigen Rohmergels bei 950 C (»Vicat 80«) ... 320 gCement rich in tricalcium aluminate, obtained by firing a calcareous one Raw marl at 950 C ("Vicat 80") ... 320 g

trockener Sand 70 gdry sand 70 g

Calciumsulfat CaSO.,-2 H₂O 10 gCalcium sulfate CaSO., - 2 H ₂ O 10 g

Ammoniumpersulfat 2 gAmmonium persulfate 2 g

flüssiger Amsatzliquid attachment

wäßrige Lösung aus monomerem Acrylamid und Formaldehyd mit 44°/₀ Feststoff 94 gaqueous solution of acrylamide monomer and formaldehyde with 44 ° / ₀ solid 94 g

zusätzliches Wasser 20 gadditional water 20 g

Diäthylaminopropionitril 0.2 gDiethylaminopropionitrile 0.2 g

Zur Herstellung der Mörtelpaste wurde auf einen Satz die Flüssigkeit in das Pulver eingegossen und das Gemisch einige Sekunden intensiv gerührt. Die Paste wurde zu den in der Norm AFMOR P 15.301 beschriebenen hanteiförmigen, 20 mm dicken Prüfkörpern mit Länge 80 mm. Durchmesser an der dicksten Stelle 50 mm und Durchmesser an der Einschürung 22 mm. verformt und mit Lastzunahme 5±1 da N;s (Deka Newton je Sekunde) Versuche über die Zugfestigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben.To produce the mortar paste, the liquid was poured into the powder on one set and that Mixture stirred vigorously for a few seconds. The paste became that described in the AFMOR P 15.301 standard dumbbell-shaped, 20 mm thick test specimens with a length of 80 mm. Diameter at the thickest point 50 mm and diameter at the neck 22 mm. deformed and with load increase 5 ± 1 da N; s (Deka Newtons per second) Tests carried out on tensile strength. The results are in the following Table 1 reproduced.

Die Abbindezeit betrug 4 Minuten, gemessen mit einer Vicat-Nadel gemäß der Norm AFNOR P 15.431 Bei dieser Prüfung wird die Nadel mit 1000 g Mchrlast auf der Oberfläche einer Mörtelprobe in einem Kegelstumpf mit oberem Durchmesser 7 cm, unterem Durchmesser 8 cm und Höhe 4 cm senkrecht justiert und ohne Anfangsgeschwindigkeit eindringen gelassen Gemessen wird die Zeitspanne zwischen Anrühren de; Mörtels und Steckenbleiben der Nadel in einem Ab stand > 2.5 mm von dem Boden der Form.The setting time was 4 minutes, measured with a Vicat needle in accordance with the AFNOR P 15.431 standard In this test, the needle is subjected to a load of 1000 g on the surface of a mortar sample in a truncated cone with an upper diameter of 7 cm, a lower diameter of 8 cm and a height of 4 cm, vertically adjusted and allowed to penetrate without an initial speed. The time between stirring is measured; Mortar and needle sticking at a distance of> 2.5 mm from the bottom of the mold.

Table 1

Gemessen nachMeasured by

Zugfestigkeit ka cm-Tensile strength ka cm-

5 Minuten.5 minutes.

15 Minuten .15 minutes .

.. 30 Minuten ... 30 minutes .

50 Minuten ,50 minutes ,

1 Stunde ..
24 Stunden .
7 Tagen ..1 hour ..
24 hours .
7 days ..

12 26 44 5012 26 44 50

52 62 9052 62 90

Zum Vergleich sei angegeben, daß ein Mörtel m einem Gehalt von 40 Gewichtsprozent tricalciumah minatreichen Zement ohne Zusatz des Acrylgemischt nach 28 Tagen eine Zugfestigkeit von kaum 20 kg, cn aufwies. Nach derselben Zeitspanne wurde für eine gebräuchlichen Mörtel mit Portlandzement mit folgei den garantierten Mindestleistungen in Form ein Mörtels — Druckfestigkeit 355 kg,cm², ZugfestigkeFor comparison it should be stated that a mortar with a content of 40 percent by weight tricalciumahminate-rich cement without the addition of the acrylic mixture had a tensile strength of barely 20 kg, cn after 28 days. After the same period of time, a common mortar with Portland cement with the following guaranteed minimum performance in the form of a mortar - compressive strength 355 kg, cm ² , tensile strength

M) kg em- nach jew ei K 7 Tagen INiiper/ement tier Norm AfNOR I' I 5.ΛΟ2) ein /ugfestigkeilswert von 35 kg/cm- ermittelt. M) kg em- after each K 7 days INiiper / ement tier Norm AfNOR I 'I 5.ΛΟ2) a / ugfestigweilswert of 35 kg / cm- determined.

U e i s ρ i e I 1 U eis ρ ie I 1

Vs wurden Prüfkörper iiemiiis Heispiel I hergestellt aus einer Paste, die durch Yerniisihen der folgenden feeiden, bei 15 C gelagerten Aiisiti.e erhalten worden 24 Stunden trar: In Example I, test specimens were produced from a paste which had been obtained for 24 hours by yeasting the following aiisiti.e stored at 15 ° C :

TaTa H
belle H
bark jj . . .. . . XOXO (kg cm')
Vergleich(kg cm ')
comparison (remcsscn nach(remcsscn after K)O
ns K) O
ns 6060 I s Minuten I s minutes Druckfestigkeit
crtiiutungsgeniiißCompressive strength
enjoyment of use 205
288205
288 7070 M) Minuten M) minutes 8080 1 Stunde1 hour K)O
150K) O
150 ¹⁰ 7 Tagen ¹⁰ 7 days

pulveriger Ansatzpowdery approach

tricalciumaluminatreiehcr Zement gemäßTricalciumaluminatreiehcr cement according to

Beispiel I "⁰SExample I " ⁰ S

trockener Sand '" 8dry sand '" 8

Calciumsulfat CaSO₁ ■ 2 Π..Ο ¹^SCalcium sulfate CaSO ₁ ■ 2 Π..Ο ¹ ^ S

Ammoniumpersulfat -S Ammonium persulfate -S

flüssiger Ansatzliquid approach

wäßrige Lösung aus monomeren! Acrylamid und Formaldehyd mit 50°,,, Feststoff ^gaqueous solution of monomeric! Acrylamide and formaldehyde with 50 ° ,,, solid ^ g

zusätzliches Wasser. . . ^J° Sadditional water. . . ^J ° S

Diäthylaminopropionitril ¹SDiethylaminopropionitrile ¹ S

Die Abbindezeit betrug wie im Beispiel 1 gemessen ι gemäß der Norm ΛFNO R PJ 5.401 Biege-The setting time was measured as in Example 1 ι according to the standard ΛFNO R PJ 5.401 bending

ansuche an 4-4- 16cm³ großen Prüfkörpern und Druckversuche durehgcführi. deren Ergebnisse in den lolgenden Tabellen 2 und 3 wiedergegeben sind. Beim fciegefestigkeitsversuch lagen die prismatischen Prutkörper auf zwei im Abstand !06.7 mm voneinander ingeordneten Walzen mil Durchmesser IO mm auf Und wurden in der Mitte mit einer dritten yon boden Auflagewalzen gleich weil entfernten Walzen mit gleichem Durchmesser hol.istci: Präzision der Vorrichtung l°/„: Lastzunahme 5 _:f_: 1 da Vs. Im Druckfestigkeitsversuch wurden die im Biegefestigkeitsveriuch entstandenen Halbprismen /wischen zwei mindestens 40 mm langen. 4OmI₁₁ breiten und 101 mm dicken Metallplatten auf zwei Längsseiten m.t 10 b.sRequests on 4-4-16cm ³ large test bodies and pressure tests carried out. the results of which are given in Tables 2 and 3 below. In the course of the strength test, the prismatic prismatic bodies lay on two rollers with a diameter of 10 mm, which were arranged at a distance of! 06.7 mm from one another, and were placed in the middle with a third roller on the floor, even because removed rollers with the same diameter were hol.istci: Precision of the device 1 ° / " : Load increase 5 _: f _: 1 da Vs. In the compressive strength test, the half-prisms resulting from the flexural strength test were between two at least 40 mm long. 4OmI ₁₁ wide and 101 mm thick metal plates on two long sides mt 10 bs

20 Bar/s belastet. _r...20 bar / s loaded. _r ...

Zum Vergleich wurden auch die Werte aufgeführt die mit einem gebräuchlichen Mörtel enthaltend «Gewichtsprozent tricalciumaluminatreichen Zement 40 Gewichtsprozent Sand und 20 Gewichtsprozent Wasser, erhalten wurden, wobei der hier gewählte Anteil Zement derjenige ist. der stets die besten Festigleitswerte ergab.The values are also shown for comparison containing those with a common mortar «Weight percent tricalcium aluminate-rich cement 40 percent by weight of sand and 20 percent by weight of water were obtained, the proportion selected here Cement is the one. which always gave the best Festigleitswert.

Table 2

Gemessen nachMeasured by

15 Minuten
30 Minuten15 minutes
30 minutes

I Stunde . .
24 StundenI hour. .
24 hours

7 Tasen ..7 pockets ..

■iioie-tig■ iioie-tig keil ι kg cm-)wedge ι kg cm-) mgsger.imgsger.i aß Vergleichate comparison 5t'5t ' 1212th 6 S6 p 1515th -ς-ς 1717th NC"NC " TiTi i3Si3S

Wie man aus den Tabellen ersieht, wiesen die erlindungsgemäß hergestellten Mörtel bereits 15 Minuten nach ihrer Herstellung eine um 25°/_n bessere Festigkeit >5 auf als der Vergleichsmörtel mit tricalciumaluminatreichem Zement. Nach I Stunde betrug die Verbesserung 70 ⁿ/„, nach 24 Stunden mehr als 100°/₀.As can be seen from the tables, the mortar erlindungsgemäß produced had already 15 minutes after its preparation to a 25 ° / _n better strength> 5 than the reference mortars with tricalciumaluminatreichem cement. After I hour, the improvement was 70 ⁿ / ", after 24 hours more than 100 ° / _0th

Example 3

Dieses Beispiel erläutert als eine der Anwendungen der erfindungsgemäßen Zubereitungen das Vergießen von Ankerstützen beim Ausbau von Bergwerkstollen. Es ist bekannt, daß zur Verhinderung von unterirdischen Einbrüchen in den Felsen Stützpfeiler \crankert werden, die trotz der erhöhten Beanspruch ungen, denen sie ausgesetzt sind, unverändert in ihrer Stellung verbleiben müssen. Um dies zu erreichen, müssen die Pfeiler in dem Felsen mit Hilfe eines Mörtels vergossen werden, der gleichzeitig eine sehr kurze Abbinde/eit und eine sehr kurze Härtezeit und eine sehr hohe Festigkeit aufweistThis example explains potting as one of the uses of the preparations according to the invention of anchor supports in the expansion of mine tunnels. It is known that to prevent underground Breaks in the rock support pillars are cranked, which despite the increased loads, to which they are exposed must remain unchanged in their position. To do this, the Pillars in the rock are poured with the help of a mortar, which at the same time has a very short setting and has a very short hardening time and very high strength

Es wurden Versuche über das Ausreißen von Stützpfeilern vorgenommen, die mit dem im Beispiel 1 beschriebenen Mörtel vergossen worden waren. Hier/u wurde das Verankerungsloch durch ein Stahlrohr \on 1,30 m Länge und 40 mm Durchmesser simuliert. Der. Mörtel wurde mit Preßluft injiziert und gleich darauf der zu verankernde Stützpfeiler, ein verdrillter Stützpfeiler mit quadratischem Querschnitt und der Länge 1,70 m darin eingebettet. Die Festigkeit des Vergusses wurde eine Stunde nach Zubereitung des Mörtels geprüft. Der Versuch bestand darin, daß der Stützpfeiler mit Hilfe einer Aufwindevorrichtung gezogen wurde. die mit einer Pumpe verbunden war, die Maßzahlcn für den Druck lieferte, aus denen sich die ausgeübte Zugbeanspruchung bestimmen ließ. Das Gleiten und die Dehnung des Pfeilers wurden mit Hilfe eines Komparators gemessen, der eine ' _looe, mm Einteilung aufwies. Die Ergebnisse sind in der Zeichnung wiedergegeben. Attempts were made to tear out supporting pillars which had been cast with the mortar described in Example 1. Here the anchoring hole was simulated through a steel tube 1.30 m long and 40 mm in diameter. The. Mortar was injected with compressed air and immediately afterwards the pillar to be anchored, a twisted pillar with a square cross-section and a length of 1.70 m, was embedded in it. The strength of the grout was tested one hour after the mortar had been prepared. The experiment consisted in pulling the buttress with the help of a winding device. which was connected to a pump that supplied the pressure measurements from which the tensile stress exerted could be determined. The sliding and the elongation of the pillar were measured with the aid of a comparator which had a ' _looe , mm graduation. The results are shown in the drawing.

Diese zeigt ein Diagramm, auf dessen Abszis-e da-Gleiten und die Dehnung des Stützpfeilers in m .. und auf dessen Ordinate die ausgeübte Zugbeanspruch ursi; in Tonnen (t) aufgetragen sind. Der senkrecht abwärt; weisende Pfeil zeigt den Bruch des Stützpfeilers an.This shows a diagram on whose abscis-e da-sliding and the elongation of the buttress in m .. and on its ordinate the tensile stress ursi; are plotted in tons (t). The straight down; pointing arrow indicates the breakage of the support pillar.

Das Diagramm ergibt, daß der mit dem erfindur.gsgemäßen Mörtel hergestellte Verguß außerordenilicl hohe Zugbeanspruchungen aushält, da bei einer Be anspruchung von 16 t der Stützpfeiler bricht, okm daß er aus seiner Verankerung losgerissen worden wäreThe diagram shows that with the inventive Grouting produced by mortar can withstand high tensile stresses, since a loading load of 16 t the pillar breaks, okm that he would have been torn from his anchorage

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

209 509'36209 509'36

Claims

Patent claims:

1. Process for improving the strength of cements, concretes and mortar steps on the Base of a cement rich in triealcium alumina, which is produced by firing a calcareous raw merge has been received. as a quick-setting hydraulic binder through the addition of an acrylic compound and a polymerization catalyst, characterized in that one the cement an aqueous solution of a reaction product of acrylamide and formaldehyde and a known catalyst system is added for the polymerization of this reaction product.

2. The method according to claim 1, characterized in that an aqueous solution is used which contains 30 to 60 ⁰ Z ₀ solids of the reaction product of 0.5 to 1.5 mol of formaldehyde and 1 mol of acrylamide.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the catalyst system a persalt and an aliphatic aminonitral are used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the mixture is known Adding fillers such as sand, gravel and or clay.

5. Verfuhren according to claim 1 to 4, characterized in that ds * ß ma "adds a setting regulator for cement such as calcium sulfate to the mixture.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the aqueous solution of the reaction product of acrylamide and formaldehyde is used in an amount corresponding to a proportion of the polymer of 3 to 10 ° ₀ , based on the total weight of the end product.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the powdery hydraulic binder and the aqueous solution of the reaction product of acrylamide and formaldehyde at a temperature of 10 to 25 ¹ C mixed together.