DE2318848A1

DE2318848A1 - Zementierungszusammensetzungen und daraus hergestellte betone und moertel

Info

Publication number: DE2318848A1
Application number: DE2318848A
Authority: DE
Inventors: Ronald George Chappell; Frederic James Duncan
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-31
Also published as: DE2365326A1; AU5365773A; ES413608A1; BE797963A; NL151329B; IT983817B; LU67404A1; NL7304602A; JPS4910210A; FR2180773B1; US3850651A; FR2180773A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Betone und Mörtel. Sie bezieht sich insbesondere auf Betone und Mörtel, die sich von Zementierungszusammensetzungen ableiten, welche Polymere und Mischpolymere enthalten, die sich ihrerseits von polymerisierbaren Vinylverbindungen ableiten.

Es ist bekannt, polymere Materialien in Portland-Zementzusammensetzungen einzuverleiben, um daraus hergestellten Betonen und Mörteln eine größere mechanische Festigkeit

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wspectsd

zu erteilen. Polymere, die "bisher für diesen Zweck verwendet worden sind, sind z.B. Polyvinylacetat und Styrol/ Butadien-Mischpolymere. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von solche Polymere enthaltenden Zusammensetzungen, welche bei im wesentlichen Raumtemperatur ausgehärtet werden, können Betone und Mörtel ergeben, die eine schlechte chemische Beständigkeit aufweisen. In der GB-PS 970 sind Zementierungszusammensetzungen beschrieben, die einen Portland-Zement und mindestens ein Mischpolymer aus (a) Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid und (b) Acryl- oder Methacrylestern von aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen enthalten. Das Aushärten dieser Zusammensetzungen kann gemäß dieser PS bei 21⁰C ausgeführt werden.

Es wurde nunmehr gefunden, daß Betone und Mörtel mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und einer verbesserten Beständigkeit gegenüber Chemikalien, wie auch mit guten Bewitterungseigenschaften durch Einverleibung von Vinylpolymeren und -mischpolymeren in Zementierungszusammensetzungen erhalten werden können, wenn das Aushärten der Zementierungszusammensetzung zur Herstellung des Betons oder Mörtels bei einer erhöhten Temperatur ausgeführt wird.

So wird also gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Betons oder Mörtels vorgeschlagen, welches dadurch ausgeführt wird, daß man eine Zementierungszusammensetzung aushärtet, die ein wasserunlösliches Polymer oder -mischpolymer enthält, das sich von ein oder mehreren polymerisierbaren Vinylverbindungen ableitet, wobei das Aushärten nach einer Periode des Anfangsabbindens bei einer Temperatur von mindestens 40⁰C ausgeführt wird.

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Geeignete Polymere und Mischpolymere, die in die Zementierungszusammensetzung einverleibt werden können, sind solche, die sich von Acrylestern, Methacrylestern, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinlyidenchlorid, Styrol, Acrylonitril, Butadien und Vinylestern von langkettigen Carbonsäuren (beispielsweise Carbonsäuren mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen) ableiten. Es wird bevorzugt, Alkylacrylat/ Alkylmethacrylat-Mischpolymere, beispielsweise solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, zu verwenden, aber es können auch andere Mischpolymere verwendet werden, wie z.B. Styrol/Acrylsäureester und Styrol/Butadien-mischpolymcre. Es wird besonders bevorzugt, die Homopolymeren von Methylmethacrylat oder die Mischpolymeren von Methylmethacrylat und 2~Äthylhexylacrylat zu verwenden.

Die Polymere oder Mischpolymere können auch die Reste einer äthylenisch ungesättigten Carbonsäure enthalten, die mit den grundlegenden Polymeren mischpolymerisierbar ist. Die Säuren können sich nach den jeweiligen Polymeren oder Mischpolymeren richten. Geeignete Säuren für die Verwendung in den Acryl/Methacrylester-Polymeren und -mischpolymeren sind Acrylsäure, Methacrylsäure und Itaconsäure. Ein besonders bevorzugtes Mischpolymer enthält Methylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und Acrylsäure.

Die Polymere und Mischpolymere besitzen vorzugsweise Glasübe-rgangstemperatüren (T_&) von mindestens 10⁰C, insbesondere 20⁰C oder mehr. Pur thermoplastische Mischpolymere können die Glasübergangstemperaturen aus den Gewichtsanteilen der im Mischpolymer anwesenden Monomere und den Glasübergangstemperatüren der Homopolymere der Monomere errechnet werden. Die Glasübergangstemperaturen können durch die bekannten Verfahren ausgerechnet werden, und zwar ins-

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-A-

besondere durch die einfache Gleichung

__1 = W₁ + W₂ + W_n

^TG(co) ^TG(1) ^TG(2) ^TG(n)

worin W., Wp ..... W_n die Gewichtsbrüche der Monomere

1, 2 η im Mischpolymer sind und To/·])» ^tq-(2") ··· *^TG(

die Glasübergangstemperaturen der Homopolymere der Monomere 1, 2 ..... η sind und T_&/_c \ die Glasübergangstemperatur des Mischpolymers ist. So kann die Glasübergangstemperatur des bevorzugten Mischpolymers aus Methylmethacrylat und Äthylhexylacrylat entsprechend den relativen Verhältnissen des Polymethylmethacrylats (T_& 105⁰C) und Polyäthylhexylacrylat (T_& -85⁰G) variieren. Im allgemeinen nimmt die mechanische Festigkeit (beispielsweise die Druckfestigkeit) des erhaltenen Betons oder Mörtels mit einer Zunahme der Glasübergangstemperatur des verwendeten Polymers oder Mischpolymers zu, wobei jedoch zu beachten ist, daß ein Polymer oder Mischpolymer mit einer höheren Glasübergangstemperatur entweder eine höhere Härtungstemperatur oder eine längere Härtungszeit braucht.

Die Zementierungszusammensetzung kann Materialien enthalten, die üblicherweise bei der Herstellung von Beton und Mörtel verwendet werden, wie z.B. hydraulische Zemente (beispielsweise Portland-Zement) und Aggregate, wie z.B. Sand und Kies. Verstärkungsmaterialien, wie z.B. Pasermaterialien, können ebenfalls einverleibt werden.

Der Anteil an Polymer oder Mischpolymer ( berechnet auf trockener Basis), der in die Zementierungszusammensetzung einverleibt wird, liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis

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50 Gew.-^Q/o, insbesondere 15 bis 35 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht der Zementkomponente in der Zusammensetzung. Im allgemeinen nimmt die mechanische Festigkeit (beispielsweise Druckfestigkeit) des erhaltenen Betons oder Mörtels mit einer Zunahme des Anteils an Polymer oder Mischpolymer im Zementierungsgemisch zu.

Die oben erwähnten Polymere oder Mischpolymere können in die Zementierungszusammensetzung als wasserdispergierbare trockene Feststoffe einverleibt werden (wie sie beispielsweise durch die übliche Emulsionspolymerisation und durch anschließende Spritζtrocknung erhalten werden). Alternativ können Emulsionspolymere oder -mischpolymere als solche in die Zementierungszusammensetzung einverleibt werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Emulsionspolymere und -mischpolymere Bestandteile enthalten können, die in der stehenden Technik der Polymerisation von Monomer oder Monomeren in einem wäßrigen Medium verwendet werden. Solche Bestandteile sind z.B. Katalysatoren (beispielsweise Ammoniumpersulfat, Alkalimetalpersulfate), oberflächenaktive Mittel, die ausgev/ählt werden, um die Bildung einer stabilen Emulsion zu fördern, und Pufferungsmittel (wie z.B. Alkalimetall- oder Ammoniumcarbonate). Ein Antischäumungsmittel kann ebenfalls vorteilhaft in das Emulsionspolymer oder -mischpolymer.einverleibt werden, um die Okklusion von Luft in den Betonen und Mörteln, die anschließend hergestellt werden, zu verringern.

Die Temperatur und die Dauer der Erhitzung während der Härtungsstufe kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden, aber im allgemeinen werden Betone und Mörtel mit einer erhöhten Festigkeit bei höheren Temperaturen und/oder längeren Härtungszeiten erhalten. Es wird bevorzugt, eine

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Härtungstemperatur von mindestens 50 G, beispielsweise von 50 bis 20O⁰C, insbesondere 70 bis 16O⁰C, zu verwenden. Es wird ganz besonders bevorzugt, eine Temperatur von 90⁰C oder höher zu verwenden. Die obere Grenze der Temperatur hängt vom jeweiligen Polymer ab, da nämlich bei höheren Temperaturen das Risiko eines thermischen Abbaus in gewisse Polymere besteht. Die jeweils angenommenen Temperaturen hängen von der G-lasübergangstemperatur des in die Zementierungszusammensetzung einverleibten Polymers (Polymere oder Mischpolymere mit höheren Glasübergangstemperaturen erfordern höhere Härtungstemperaturen) und von der gewünschten Zunahme der mechanischen Festigkeit der resultierenden Betone und Mörtel ab. Die Dauer der Erhitzung beträgt vorzugsweise mindestens 12 st (zweckmäßigerweise 12 bis 72 st), aber kürzere oder längere Zeiten können gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Härtungstemperatur und der gewünschten Zunahme der mechanischen Festigkeit des Betons oder Mörtels verwendet werden. Wenn beispielsweise die Härtungstemperatur 90 C oder mehr beträgt, dann kann in einigen Fällen ein nützlicher Effekt erhalten werden, wenn die Erhitzungsdauer 4 st beträgt.

Betone und Mörtel können in zweckmäßiger Weise durch Mischen von Zement, Aggregaten und eines vorher hergestellten Emulsionspolymers oder -mischpolymers (oder eines teilchenförmigen, in Wasser dispergierbaren festen Polymers od.er Mischpolymers) beispielsweise in einem Betonmischer und anschließenden Zusatz von V/asser, sofern erforderlich, hergestellt werden. Aggregate, die verwendet werden können, sind irgendwelche grobe oder feinkörnige Materialien, die bei der Verarbeitung von Beton, wie z.B. Sand oder Kies, bekannt sind.

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Die Mindestdauer des anfänglichen Abbindens hängt von der jeweiligen Zementierungszusammensetzung ab. Sie kann leicht durch Versuch bestimmt werden. Im allgemeinen wird es bevorzugt, die Zusammensetzung mindestens 12 st (zweckmäßig bei etwa Raumtemperatur) stehen zu lassen, bevor das abschließende Härten ausgeführt wird.

Die auf diese Weise hergestellten Betone und Mörtel besitzen eine hohe Druck- und Zugfestigkeit und zeigen eine gute Beständigkeit gegen Angriff durch Wasser und Chemikalien, wie z.B. Salzsäure und wäßrige Sulfatlösungen. Me genannten Betone und Mörtel finden besondere Anwendung bei der Herstellung von Formgegenständen in Form von Gußstücken, wie z.B. Rohre, Verkleidungsplatten, Balken und Bodenplatten, und auch in Form von leichten Baumaterialien, wie z.B. leichten Kalk/Sand-Bausteinen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Die Teile und Prozentangaben sind in Gewicht ausgedrückt, sofern nichts anderes angegeben ist. Die

2 2

Druckfestigkeiten sind in Meganewtons/m (MN/m ) angegeben.

Beispiel 1

Zementmörtel wurden mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 75,5 Gew.-% Methylmethacrylat, 22,5 Gew,-$ 2-Äthylhexylacrylat und 2 Gew.-^ Acrylsäure verwendet wurde. Der Wassergehalt wurde so eingestellt, daß Mörtel mit ähnlicher Konsistenz erhalten wurden. Der berechnete T„~ Wert des Mischpolymers war 35 C.

309844/0895 ^J'

Ansatz	1	: ₂	ί 3 i	4	5
Zement	100	I 100	100	100	100
Sand	200	[ 200	200	200	200
Polymerdispersion (5O" °/o Peststoffe)		. 14,3	28,6	42,7	57,1
Wasser	42,7	31,4	17,1	4,3	-
Antischaumungsmittel (Defoamer 1O52M ge liefert durch die Hercules Powder Co.)		0,14	0,27 ι I I	0,43	O₅57

Testblöcke (63,5 x 38,1 χ 38,1 mm) wurden dadurch hergestellt, daß die Polymerdispersion, Wasser und Entschäumer gemischt wurden und dieses Gemisch dem Zement und Sand zugegeben wurde. Nach einer sorgfältigen Mischung wurde der Mörtel in Formen eingebracht, zur Verhinderung der Verdampfung von Wasser bedeckt und 1 Tag bei annähernd 20⁰C gelagert, um ein anfängliches Abbinden zu ermöglichen, bevor die Blöcke aus der Form entnommen wurden.

Mit Ansatz 1 hergestellte Blöcke wurden bedeckt und bei annähernd 20⁰C gelagert, worauf dann 7 Tage oder 28 Tage unter Verwendung einer hydraulischen Presse die Druckfestigkeit geprüft wurde. Der Druck wurde dabei auf 63,5 x 38,1 mm messenden Seiten der Blöcke angev/endet.

Die mit den Präparaten 2 bis 5 hergestellten Blöcke wurden 16 st auf 160⁰C erhitzt, und die Druckfestigkeit wurde 7 oder 28 Tage nach der Wärmebehandlung bestimmt.

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Die erhaltenen Druckfestigkeiten sind in der Folge angegeben:

Ansatz	1	2	3	4	5 79,3 81 ,4
Druckfestigkeit 7 Tage (MN/m²) Druckfestigkeit 28 Tage (MN/m²)	24,6 23,8	35,7 41,0	64,6 65,6	76,5 72,3

Beispiel 2

Ein Zementmörtel wurde gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolyraers aus 75,5 Gew.-# Methylmethacrylat, 22,5 &ew.-^c/ 2-Äthylhexylacrylat und 2 Gew.-$ Acrylsäure verwendet wurde. Der berechnete T_p-Wert des Mischpolymers war 35°C.

Zement Sand Polymerdispersion (50 % Peststoffe) Antischaummittel (wie in Beispiel 1)

100
300
64,3 0,9

Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, und nach der Entformung wurden sie bedeckt und 28 Tage bei annähernd 20 C gelagert. Die Blöcke wurden dann in einen Ofen verschiedene Zeiten auf 90⁰C, 70⁰C bzvt 50⁰C erhitzt, und die Druckfestigkeit der Blöcke wurde 1 Tcg nach der Entnahme aus dem Ofen bestimmt.

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	Zeit von der Ent- formung (Tage)	Druckfestigkeit (MN/m^)	Behandlung bei 7O⁰C	Behandlung bei 9O⁰C
Erhitzungs zeit (Tage)	30 32 43	Behandlung bei 5O⁰C	69,0 69,9 95,8	78,0 90,8 108,2
1 3 14	54,1 53,5 78,2

Blöcke die in der gleichen Weise hergestellt worden, aber 30, 32 bzw. 43 Tage bei 2O⁰C gelagert worden waren, zeigten Druckfestigkeiten von 39,1, 42,3 und 54,9 MN/m².

Beispiel 3

Zementmörtel wurden gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion der verschiedensten Emulsionsmischpolymere verwendet wurde.

Zement	(50	•fo Feststoffe	)	)	100	1
Sand				300	6
Polymerdispersion	(wie	in Beispiel	1	57,	9
Wasser				3,
Antischaummittel				0,

Die verwendeten Emulsionsmischpolymere wurden aus den verschiedenen folgenden Monomergemischen hergestellt:

	1	2	3	4
Methylmethacrylat	98	83	75,5	65
2-Äthylhexylacrylat	-	15	22,5	33
Acrylsäure	2	2	2	2
T_G (⁰C)	105	55	35	10

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Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt und nach dem Entformen 16 st lang in einem Ofen auf 90 oder 160⁰C erhitzt. Die Druckfestigkeit wurde 30 Tage nach der Wärmebehandlung bestimmt.

verwendetes Emulsions- polymer	Druckfestigkeit (m/m²)	nach Erhitzung auf 160⁰C
1 2 3 4	nach Erhitzung auf 90 C	97,9 95,0 90,7 87,2
68,4 ■ 86,4 82,5 63,8

Ein Zementmörtel ähnlicher Konsistenz wurde dadurch hergestellt, daß 50 Teile Wasser mit 100 Teilen Zement und 300 Teilen Sand gemischt wurden. Nach dem Aushärten bei annähernd 20 C während 30 Tage war die Druckfestigkeit 29,6 MN/m².

Beispiel 4

Zementmörtel wurden gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers von 75 Gew.-Js Styrol, 23 Gew.-^ 2-Athylhexylacrylat und 2 Gew.—io Acrylsäure verwendet wurde. Der berechnete T_p-Wert des Mischpolymers war 31 C.

Zement 100

Sand 300 Polymerdispersion (50 <fo Feststoffe) 57,1 Antischaummittel (wie in Beispiel 1) 1,4

Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt. Nach der

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Entforraung wurden sie 16 st auf 90 oder 160⁰C erhitzt. Die Druckfestigkeit wurde 30 Tage nach der Wärmebehandlung bestimmt.

Druckfestigkeit	Temperatur der Wärmebehandlung	16O°C
MN/m²	90⁰C	52,1
60,7

Beispiel 5

Zementmörtel wurden gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 75,5 Gew.-^ Methylmethacrylat, 22,5 Gew.-# 2-Äthylhexylmethacrylat und 2 Gew.-i» Acrylsäure verwendet wurde. Der berechnete T_&-Wert des Mischpolymers war 35⁰C

Zement 100

Sand 300 Polymerdispersion (50 i» Peststoffe) 57,1 Antischaummittel (wie in Beispiel 1) 0,82

Die Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, und nach der Entformung und Aushärtung bei 20⁰C während 15 bis 28 Tage wurden die Testblöcke in einem Ofen 12 st auf 160⁰C erhitzt.

Unmodifizierte Zementmörtel mit ähnlicher Konsistenz wurden gleichzeitig dadurch hergestellt, daß 50 Teile Wasser mit 100 Teilen Zement und 300 Teilen Sand gemischt wurden. Nach der Entformung wurden die Proben 15 bis 28 Tage bei annähernd 20⁰C gelagert.

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Die unmodifizierten und Polymer enthaltenden Blöcke wurden dann wie unten beschrieben getestet:

1 . Gefrier-Tau-Stabilität

Die Testblöcke wurden gewogen, und nachdem sie 72 st in Wasser eingeweicht worden waren, wurden sie wiederholt gefroren und aufgetaut, bis 25 °/> des ursprünglichen Gewichts verloren waren. Dies wurde dann als der Punkt des Fehlschlage des Tests genommen. Während des gesamten Tests wurden die Blöcke durch Anwendung von Wasser in Intervallen feucht gehalten.

12 unrnodifizierte Zementmörtelblöoke wurden getestet. Von diesen ergab einer nach 444 Zyklen, einer nach 478 Zyklen, einer nach 484 Zyklen und zwei nach 576 Zyklen einen Fehlschlag. Oberflächenrisse wurden an allen 7 unmodifizierten Zementmörtelblöcken nach 576 Zyklen festgestellt.

Im Gegensatz hierzu waren alle 12 Polymer enthaltenden Blöcke frei von Oberflächenrissen und zeigten auch nach 576 Zyklen keinen Gewichtsverlust.

2. Widerstandsfähigkeit gegen Salzsäure

12 Polymer enthaltende und 12 unmodifizierte Testblöcke wurden gewogen und in eine 15 ^-ige wäßrige Salzsäure eingetaucht. In Zeitabständen wurden die Blöcke aus der Salzsäurelösung entnommen und gewogen. Die beobachteten durchschnittlichen Gewichtsverluste sind in der folgenden Tabelle gezeigt.

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Zeit (Tage)	"/> Gewichtsverlust	unmodifizierter Mörtel
8 14 50 555	mit Polymer modifi zierter Mörtel	18,6 vollständige Auflösung
2,9 2,9 5,5 7,5

5. Widerstandsfähigkeit gegenüber Sulfatlösung

12 Polymer enthaltende und 12 unmodifizierte Zementmörtelblöcke wurden wiederholt in eine 2,1 ⁰Jo-IgQ wäßrige Lösung von Natriumsulfat 16 st lang eingetaucht und dann 1 st bei 54⁰C getrocknet. Die Länge der Testblöcke wurde vor dem Testen und zu verschiedenen Zeiten während des Tests gemessen. Die durchschnittliche Zunahme der Menge ist in der Folge angegeben.

Test zyklen	°Jo Zunahme der Länge (Durchschnitt)	unmodifizierter Mörtel
12 15 55 82 170 250	mit Polymer modifizier ter Mörtel	0,16 0,19 0,45 Auflösung
0,04 0,05 0,05 0,10 0,10 0,10

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Beispiel 6

Zementmörtel wurden dadurch hergestellt, daß wäßrige Dispersionen von verschiedenen Emulsionsmischpolymeren zusammen mit Wasser und 1 bis 2 $ Antischaummittel (wie in Beispiel 1), bezogen auf das Gewicht der Polymerdispersion, in ein Gemisch aus 100 Teilen Zement und 300 Teilen Sand eingebracht wurden. Die Zementmörtel enthielten 5,5 bis 6,9 ^c/o Polymer.

Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt. Nach dem anfänglichen Abbinden bei 20⁰O und der Entformung wurden sie 16 st in einem Ofen auf 160⁰C erhitzt. Die Druckfestigkeit wurde 30 Tage nach der Wärmebehandlung festgestellt.

Mischpolymer Druckfestigkeit (MN/m²)

A 97,9

B 95,0

C 90,7

D 57,5

E 52,1

P 82,4

G 42,5

H 37,6

Die Emulsionsmischpolymere A bis H waren wie folgt: A Hergestellt aus einem Gemisch aus 98 °/o Methylmeth-

acrylat und 2 $> Acrylsäure. B Hergestellt aus einem Gemisch aus 83 °/° Methylmethy-

acrylat, 15 i° 2-Äthylhexylacrylat und 2 $> Acrylsäure. C Hergestellt aus einem Gemisch aus 75,5 $ Methylmeth-

acrylat, 22,5 ^aß> 2-Äthylhexylacrylat und 2 # Acrylsäure. D Hergestellt aus einem Gemisch aus 75 °ß> Styrol, 23 % 2-Äthylhexylacrylat und 2 $> Acrylsäure.

309844/0895 ./.

E Hergestellt aus einem Gemisch aus 83 ⁰J₃ Styrol, 15 1° 2-Äthylhexylacrylat und 2 $> Acrylsäure.

P "Primal" AC73, ein Acrylemulsionsmischpolymer, das durch Rohm & Haas (UK) Limited geliefert wird.

G "Aeronal" 290D, Styrol/Acrylat-Emulsionsmischpolymer, das durch die Badische Anilin & Soda-Fabrik AG geliefert wird.

H "Revinex" 29Y4O, ein Styrol/Butadien-Mischpolymer, das durch die Revertex Limited geliefert wird.

Beispiel 7

in
Zementmörtel wurden wie/Beispiel 6 hergestellt, wobei wäßrige Dispersionen der verschiedenen Emulsionsmischpolymere verwendet wurden. Die Mengen der wäßrigen Dispersionen und des Wassers wurden so eingestellt, daß ein Trockenpolymergehalt von 8 % in dem Zementmörtel und Zementmörtelzusammensetzungen ähnlicher Konsistenz erhalten wurden.

Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt und nach der Entformung wurden sie 7 Tage bei annähernd 20⁰C gelagert, 16 st in einem Ofen auf 90, 130 oder 160⁰C erhitzt und weitere 7 Tage bei annähernd 2O⁰C gelagert. Im Vergleich hierzu wurden einige Blöcke nicht erhitzt, sondern sie wurden lediglich 14 Tage bei 20 C gelagert.

Unmodifizierte Zementmörtelblöcke mit einer ähnlichen Konsistenz wurden gleichzeitig dadurch hergestellt, daß 50 Teile Wasser mit 100 Teilen Zement und 300 Teilen Sand gemischt wurden ^aaß sie nach dem Entformen in der gleichen V/eise wie die mit Polymer modifizierten Zementmörtelblöcke gelagert und erhitzt wurden.

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Die Blöcke wurden dann wie folgt getestet:

(1) Die Druckfestigkeit wurde bestimmt. Sie ist in der folgenden Tabelle gezeigt.

(2) Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Salzsäure wurde durch Wiegen der Testblöcke und Eintauchen in 15 jo-ige Salzsäurelösung bestimmt. Nach 4 Wochen Eintauchzeit wurden die Blöcke aus der Säurelösung entnommen und gewogen. Der prozentuale Gewichtsverlust ist in der folgenden Tabelle gezeigt.

(3) Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Sulfatlösung wurde wie in Beispiel 5 bestimmt. Die prozentuale Zunahme der Lange nach 4 Wochen (20 Zyklen) wurde gemessen.

Emulsions- mischpoly-	I	Druckfestigkeit (MN/m²)	nach Erhitzung auf 9O⁰C 130⁰C	89,2	19O⁰C
mer	J	nach Lagerung bei 20⁰C	55,2	81 ,8	101,5
K	43,2	61 ,8	85,1	85,9
L	40,0	65,3	77,2	81 ,6
M	56,6	66,3	81 ,1	69,0
N	51,1	49,8	51,1	82,2
—	38,7	59,3	19,4	100,5
54,0	20,2		19,6
21,2

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Emulsions- mischpoly mer	°/o Gewichtsverlust	90°	in HCl-Lösung	JL U ο UIl^	auf 190°C	I
I	nach Lagerung bei 20⁰C	5,5	nach Erhitzung C 13O⁰C		4,1
J	7,6	8,8	5,0	5,5
K	11,7	3,2	5,9	2,8
L	5,1	4,2	2,4	2,7
M	5,7	8,0	3,3	7,3
N	9,2	8,6	6,3	5,4
-	11,3	Auf	11 ,0

Emulsions- mischpoly mer	Längenzunahme in	Sulfatlösung	0,08	auf 19O⁰C
I	nach Lagerung bei 20⁰C	nach Erhitzung 90⁰C 130⁰C	0,08	0,12
J	0,12	0,04	0,10	0,06
K	0,06	0,00	0,18	0,12
L	0,14	0,08	0,08	0,16
M	0,22	0,18	0,16	0,08
N	0,08	0,02	0,10	0,28
-	0,10	0,16		0,10
	0,18	0,76

Die Emulsionsmischpolymere Γ bis N waren wie folgt:

I Hergestellt aus einem Gemisch aus 98 °/Ό Methylmeth-

acrylat und 2 ⁰Jo Acrylsäure.

J Hergestellt aus einem Gemisch aus 75,5 $ Methylmeth-

acrylat, 22,5 ⁰A Athylhexylacrylat und 2 °/o Acrylsäure,

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K "Primal" AC73, ein thermoplastisches Acrylemulsionspolymer, das durch Rohm & Haas (UK) Limited geliefert wird.

L "Primal" AC2O1, ein thermisch härtbares Acrylemulsionspolymer, das durch Rohm & Haas (UK) Limited geliefert wird.

M "Primal" AC658, ein thermisch härtbares Acrylemulsionspolymer, das durch Rohm & Haas (UK) Limited geliefert wird.

N "Primal" HA16, ein selbstvernetzendes Acrylemulsionspolymer, das durch Rohm & Haas (UK) Limited geliefert wird.

Beispiel 8

Beton wurde aus dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei die wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 75,5 Gew.-$ Methylmethaerylat, 22,5 Gew.-^ 2-Äthylhexylmethacrylat und 2 Gew.-^ Acrylsäure verwendet wurde. Der errechnete Tp-Wert des Mischpolymers war 35°C.

Zement 1GO

Sand 200

Aggregat 400

Polymerdispersion (50 <fo Feststoffe) 40 Wässer 10

Antischaummittel (wie'in Beispiel 1) 0,6

Testblöcke (101,6 χ 101,6 χ 101,6 mm) wurden dadurch hergestellt, daß die Polymerdispersion, welche das Antischaummittel enthielt, und das Wasser dem Gemisch aus Zement, Sand und Aggregat zugegeben wurde. Nach einem sorgfältigen Mischen wurde der Beton in Formen eingebracht, zur Verhinderung einer Verdampfung von Wasser

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bedeckt, 2 Tage bei annähernd 20 C gelagert, um ein anfängliches Abbinden zu gestatten, und entformt. Die Testblöcke wurden 7 Tage bei annähernd 20⁰C gelagert und dann 1, 2 oder 7 Tage auf 70, 100, 132 oder 162⁰C erhitzt. Die Druckfestigkeit der Blöcke wurde 12 bis 15 Tage nach Beginn der Erhitzungsbehandlung.ermittelt.

Die beobachteten Druckfestigkeiten (in MN/m ) sind in der Folge gezeigt:

Temperatur der Wärmebehandlung	Dauer der Wärmebehandlung (Tage)	1	CvJ	7
100⁰C 133°C 162⁰C	78,2 101,8 107,6	86,9 105,7 117,8	103,8 125,0 124,5

Testblöcke,' die in der gleichen Weise aber ohne Wärmebehandlung hergestellt worden waren, wurden 20 Tage nach der Entformung getestet. Die Druckfestigkeit war 69,4 MN/m .

Beispiel 9

Beton wurde wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmi'schpolymers aus 98 io Methylmethacrylat und 2 % Acrylsäure verwendet wurde. Der berechnete T~-Wert des Mischpolymers war 105°C

Die beobachteten Druckfestigkeiten (gemessen in MN/m ) sind in der Folge gezeigt:

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Temperatur der Wärmebehandlung	Dauer der Wärmebehandlung (Tage)	2	7
10O⁰C 133⁰G 162°C	1	89,3 114,0 130,6	109,6 133,6 140,2
80,1 111,5 120,6

Testblöcke, die in der gleichen Weise aber ohne Wärmebehandlung hergestellt worden waren, wurden 19 Tage nach der Entformung getestet. Die Druckfestigkeit war 73,9

Beispiel 10

Beton wurde wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 83 i° Methylmethacrylat, 15 °/° 2-Äthylhexylacrylat und 2 #

. -. .. verwendet wurde., _{m TT} , , ... . ..

Acrylsäure /Der errechnete Tp-Wert des Mischpolymers war

55°C. Die beobachteten Druckfestigkeiten (gemessen in

ο
MN/m ) sind in der Folge gezeigt:

Temperatur der Wärmebehandlung	Dauer der Wärmebehandlung (Tage)	2	7
70⁰C 100⁰C 132⁰C 162⁰C	1	73,8 90,7 109,5 118,2	86,4 105,7 120,6 123,1
70,9 78,2 103,8

Testblöcke, die in der gleichen Weise aber ohne Wärmebehandlung hergestellt worden waren, wurden 20 bis 22 Tage nach der Entformung geprüft. Die Druckfestigkeit war 66,7 MN/m². 309844/0895

Beispiel 11

Beton wurde wie in Beispiel 6 hergestellt, wobei jedoch eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 70 io Methylmethacrylat, 28 $ 2-Äthylhexylmethacrylat und 2 ^c/o Acrylsäure verwendet wurde. Der errechnete des Mischpolymers war 20°

0.

»1

Temperatur der Wärmebehandlung	Dauer der Wärmebehandlung (Tage)	2	7
70⁰C 100⁰C 132⁰C 162⁰C	1	72,9 81 ,6 98,5 101,4	84,0 96,5 112,5 104,3
72,4 73,8 90,5

Testblöcke, die in der gleichen Weise aber ohne Wärmebehandlung hergestellt worden waren, wurden 20 bis 22 Tage nach der Entformung getestet. Die Druckfestigkeit war 65,1 MN/m².

Beispiel 12

Zementmörtel wurden mit dem folgenden Ansatz hergestellt, wobei eine wäßrige Dispersion eines Emulsionsmischpolymers aus 75,5 °/° Methylmethacrylat, ' 22,5 °/<> 2-Äthylhexylacrylat und 2 io Acrylsäure verwendet wurde. Der .errechnete Tp des Mischpolymers war 35⁰C.

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Zement Sand

Polymerdispers ion (50 i* Feststoffe)
Antischaummittel (wie in Beispiel 1)

100
300
57,1 0,5

Testblöcke wurden wie in Beispiel 1 hergestellt. Nach der Sntformung wurden sie bedeckt und 25 bis 31 Tage bei annähernd 20⁰C gelagert. Die Blöcke wurden dann verschiedene Zeiten in einem Ofen auf 100 oder 134°G erhitzt, und die Druckfestigkeit der-Blöcke wurde 1 Tag nach der Entnahme aus dem Ofen bestimmt.

Erhitzungs- zeit (st)	Druckfestigkeit	(MN/m²
0	Wärbehandlung bei 100⁰G	Wärmebehandlung bei 134⁰C
3	29,7	30,3
4	-	38,3
7	32,2	-
8	-	48,3
13	36,2	-
14	-	48,7
24	36,4	-
48	39,1	57,2
72	48,1	59,0
144	56,9	67,0
61,3	—

Patentansprüche:

30984 W0895

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Beton oder Mörtel, bei welchem eine Zementierungszusammensetzung, die ein wasserunlösliches Polymer oder Mischpolymer enthält, das sich von ein oder mehreren polymerisierbaren Vinylverbindungen ableitet, aushärten gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung nach einer Periode des anfänglichen Abbindens bei einer erhöhten Temperatur von mindestens 40⁰C ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungstemperatur mindestens 50 C beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungstemperatur im Bereich von 50 bis 200⁰C liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungstemperatur im Bereich von 70 bis 160⁰C liegt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennze,

beträgt.

gekennzeichnet, daß die Härtungstemperatur mindestens 90⁰C

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungszeit bei der erhöhten Temperatur mindestens 12 Stunden beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode der anfänglichen Aushärtung mindestens 12 Stunden beträgt.

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8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anfängliche Aushärten bei im wesentlichen Raumtemperatur ausgeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer oder Mischpolymer sich von ein oder mehreren Acryl- und/oder Methacrylestern ableitet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

sich daß das Polymer oder Mischpolymer/von ein oder mehreren Alkylacrylatenund/oder Methacrylaten mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe ableitet.

11. Verfahren nach Anspruch 10,' dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer oder Mischpolymer sich von Methylmethacrylat ableitet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymer aus Methylmethacrylat und 2-Äthylhexylacrylat verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymer verwendet wird, welches Reste eines äthylenisch ungesättigten Carbonsäuremonomers enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der äthylenisch ungesättigten Garbonsäure um Acrylsäure oder Methacrylsäure handelt.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymer aus Methylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat und Acrylsäure verwendet wird.

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16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer oder Mischpolymer eine Glasübergangstemperatur von mindestens 10 0 aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer oder Mischpolymer eine Glasübergangstemperatur von mindestens 20 C aufweist.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Polymer oder Mischpolymer (berechnet auf trockener Basis) 5 bis 50 Gew. bezogen auf die Zementkomponente der Zusammensetzung, beträgt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Polymers oder Mischpolymers 15 bis 35 °/° beträgt.

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