DE2451357A1

DE2451357A1 - Modifying cement during grinding - by adding sulphonated naphthalene-formaldehyde condensation product

Info

Publication number: DE2451357A1
Application number: DE19742451357
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; SKW Trostberg AG
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KALKSTICKSTOFF-WERKE AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 1974-10-29
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2451357C2

Abstract

Modification of cement by grinding in the presence of sulphonated condensation products of aromatic hydrocarbons and formaldehyde is improved in that an aq. soln. of these sulphonated condensates (pref. alkali sulphonates of naphthalene-formaldehyde condensation product), opt. contg. other water-soluble or -dispersible cpds. is continuously sprayed onto the cement during the fine grinding in an amt. corresponding to 0.1-4 wt. % of the sulphonated condensation product w.r.t. the cement. This introduction method is simpler and less expensive than the conventional admixing to the mortar. The water is evaporated from the condensate soln. because the cement is still hot during the fine grinding; therefore, there is no adverse effect on the hydraulic properties of the cement. Grinding at an elevated temp. results in reaction between the condensate and the cement components. Additives, such as surfactants, antifoaming agents, water-repellents, etc. can also be conveniently introduced by this method. The modification of the cement results in increased strength of the product and excellent surface. The fluidity of the cement-contg. compsn. is improved whereby saving in energy labour, appt. etc. is achieved. High early strength is attained.

Description

Verfahren zur Modifizierung und Verbesserung der Eigenschaften von Zement Die Erfindung betrifft die Modifizierung und Verbesserung der Eigenschaften von Zement durch Zugabe von wasserlöslichen Sulfonsäuregruppen enthaltenden Kondensationsprodukten auf Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Formaldehyd.Process for modifying and improving the properties of Cement The invention relates to the modification and improvement of properties of cement by adding condensation products containing water-soluble sulfonic acid groups based on aromatic hydrocarbons with formaldehyde.

Die hervorragenden Eigenschaften des Zementes als eines hydraulischen, mineralischen Bindemittels sind bekannt. Trotzdem erfüllt der aus in der Natur vorkommenden Rohstoffen hergestellte Zement nicht in allen Fällen die an ihn gestellten Anforderungen. Um die Einsatzgebiete für Zement auszuweiten, das Verarbeitungsverfahren zu erleichtern, sowie beispielsweise das Abbinden zu beschleunigen oder auch zu verlangsamen, die Plastizität des aus Zement, körnigem Material und Wasser bestehenden Zementbetons zu verbessern, die Festigkeitswerte zu erhöhen u.dergl. wurden chemische Zusätze entwickelt, welche die gewünschten Eigenschaften ergeben sollten.The excellent properties of cement as a hydraulic, mineral binders are known. Nevertheless, the one that occurs in nature fulfills Cement produced from raw materials does not always meet the requirements placed on it. In order to expand the areas of application for cement, to facilitate the processing method, as well as, for example, to accelerate or slow down the setting Plasticity of cement concrete consisting of cement, granular material and water to improve, to increase the strength values and the like. were chemical additives developed which should result in the desired properties.

Zu diesen chemischen Zusätzen gehören Kondensationsprodukte aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Formaldehyd, welche Sulfonsäuregruppen enthalten und bei der Herstellung in Form wässriger Lösungen anfallen. Diese Zusätze werden dem fertigen Mörtel als Pulver oder in flüssiger Form zugegeben und entfalten dann ihre Wirksamkeit. Diese Form der Zugabe ist jedoch umständlich und mit zusätzlichem Arbeitsaufwand verbunden, da Behältnisse gehandhabt werden müssen, die Zugabemenge auf die vorhandene Mörtelmenge abgestimmt und schließlich auch noch eine ausreichend gründliche Durchmischung mit dem Mörtel vorgenommen werden muß. Es sind also zahlreiche Arbeitsgänge notwendig.These chemical additives include condensation products of aromatic ones Hydrocarbons with formaldehyde, which contain sulfonic acid groups and at incurred during production in the form of aqueous solutions. These additions are made to the finished product Mortar is added as a powder or in liquid form and then unfolds its effectiveness. However, this form of addition is cumbersome and requires additional work connected, since containers have to be handled, the amount added to the existing Matching the amount of mortar and finally a sufficiently thorough mixing must be done with the mortar. Numerous operations are therefore necessary.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, mit möglichst geringem apparativen Aufwand und Arbeitsaufwand unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines Kondensationsproduktes Zement mit hochwertigen Eigenschaften herzustellen.The present invention is therefore based on the object of a method to develop that makes it possible to use the least amount of equipment and Workload using an aqueous solution of a condensation product To produce cement with high quality properties.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von modifiziertem und vergütetem Zement unter Zugabe von Sulfonatgruppen enthaltenden Kondensationsprodukten aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Formaldehyd, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine wässrige Lösung dieser Kondensationsprodukte welche gegebenenfalls weitere in Wasser lösliche oder dispergierbare Verbindungen enthält, während der Zementherstellung in die Feinmahlkammer der Zementmühle in einer Menge von 0,1 bis 4 Gew.-, bezogen auf Zement, eingebracht wird. Bevorzugt werden die Alkalisulfonate.According to the invention, this object is achieved by a method for Production of modified and tempered cement with the addition of sulfonate groups containing condensation products of aromatic hydrocarbons with formaldehyde, which is characterized in that an aqueous solution of these condensation products which optionally further compounds soluble or dispersible in water contains, during cement production in the fine grinding chamber of the cement mill in in an amount of 0.1 to 4% by weight, based on cement. Preferred are the alkali sulfonates.

Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise verschwindet die gesamte Wassermenge aus der Lösung des Kondensationsproduktes, ohne daß die hydraulischen Eigenschaften des noch auf erhöhter Temperatur befindlichen frischgebrannten Zements durch das eingebrachte Wasser nachteilig verändert werden. Gleichzeitig wird die Wirksamkeit des Kondensationsproduktes im Zement, bezogen auf die eingesetzte Menge, verbessert. Durch die intensive Vermahlung bei erhöhter Temperatur wird eine Reaktion des Kondensationsproduktes mit den Zementbestandteilen bewirkt. Die Zugabe in gelöster Form sowie das über den gesamten Produktionszeitraum gleichmäßig verteilte Einbringen des Kondensationsproduktes führen zu einem raschen und gleichmäßigen Kontakt, wobei ein in den Eigenschaften stets gleichbleibendes Endprodukt entsteht.In the procedure according to the invention, the entire amount of water disappears from the solution of the condensation product without affecting the hydraulic properties the freshly fired cement, which is still at an elevated temperature, through the introduced water are disadvantageously changed. At the same time the effectiveness of Condensation product in the cement, based on the amount used, improved. The intensive grinding at elevated temperature results in a reaction of the condensation product causes with the cement components. The addition in dissolved form as well as the over Introduction of the condensation product evenly distributed over the entire production period lead to rapid and even contact, being one in the properties The end product is always the same.

Vorzugsweise wird die wässrige Lösung eingedüst.The aqueous solution is preferably sprayed in.

Ausgangsprodukte für die der Feinmahlkammer erfindungsgemäß zugesetzten Kondensationsprodukte sind die ein- oder mehrkernigen, aromatischen Kohlenwasserstoffe wie z.B. Phenole, Naphthole und Naphthalin.Starting products for those added to the fine grinding chamber according to the invention Condensation products are the mono- or polynuclear, aromatic hydrocarbons such as phenols, naphthols and naphthalene.

Formaldehyd-Kondensationsprodukte aus den genannten Ausgangsprodukten mit einer Sulfonsäuregruppe sind im Handel erhältlich. Die auf Basis von Naphthalin herstellbaren, relativ niedermolekularen Kondensationsprodukte werden bevorzugt. Sie lassen sich durch folgende allgemeine Formel darstellen: worin n die Gesamtzahl der aromatischen Kohlenwasserstoffkerne darstellt und Me ein Alkali-, Erdalkali- oder ein anderes Metall bedeutet, das wasserlösliche Salze bildet.Formaldehyde condensation products from the starting materials mentioned with a sulfonic acid group are commercially available. The relatively low molecular weight condensation products which can be prepared on the basis of naphthalene are preferred. They can be represented by the following general formula: where n is the total number of aromatic hydrocarbon nuclei and Me is an alkali, alkaline earth or other metal which forms water-soluble salts.

Die wässrigen Lösungen der erfindungsgemäß verwendbaren sulfonatgruppenhaltigen Kondensationsprodukte auf Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe lassen sich in einem weiten Konzentrationsbereich dem bereits teilweise zermahlenen Zementklinker zusetzen.The aqueous solutions containing sulfonate groups which can be used according to the invention Condensation products based on aromatic hydrocarbons can be used in one add a wide concentration range to the already partially ground cement clinker.

Zweckmäßigerweise wird die Konzentration der Lösung des Kondensationsproduktes der Temperatur in der Feinmahlkammer derart angepaßt, daß höhere Wassergehalte bei höheren Temperaturen bzw. niedrigere Wassergehalte bei niedrigeren Temperaturen verwendet werden. Dies erfolgt beispielsweise so, daß bei Temperaturen von etwa 150 Grad C in der Mahlkammer Lösungen geringerer Konzentration verwendet werden als bei Temperaturen von etwa 120 Grad C, wobei zweckmäßig Lösungen der Kondensationsprodukte mit Feststoffgehalten von 20 % und darüber eingesetzt werden.The concentration of the solution of the condensation product is expedient adapted to the temperature in the grinding chamber so that higher water contents at higher temperatures or lower water content at lower temperatures be used. This is done, for example, so that at temperatures of about 150 degrees C in the grinding chamber, solutions of lower concentration can be used than at temperatures of about 120 degrees C, where appropriate solutions of the condensation products can be used with solids contents of 20% and above.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können zusammen mit den oben beschriebenen Kondensationsprodukten gleichzeitig noch andere brauchbare Additive eingebracht werden, wie z.B. Netzmittel oder Antischaummittel, die Wasserabweisung begünstigende Stoffe u. dgl.In the method according to the invention, together with those described above, Condensation products simultaneously introduced other useful additives such as wetting agents or antifoam agents that promote water repellency Fabrics and the like

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Mehrkammermühlen werden beispielsweise in "Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie" 19. Bd., 1969, S. 20, beschrieben.Multi-chamber mills suitable for the process according to the invention are used for example in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" 19th Vol., 1969, P. 20.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise werden mindestens zwei der bisher notwendigen Arbeitsschritte eingespart, nämlich das Sprühtrocknen der Lösung des Kondensationsproduktes bzw. das Abfüllen, Abmessen, Transportieren und Handhaben relativ großer Flüssigkeitsmengen bei Anwendung als Lösung, sowie das Vermischen des pulverförmigen bzw. flüssigen Zusatzes mit dem gemahlenen Zement bzw. dem Mörtel.The inventive method at least two the previously necessary work steps saved, namely the spray drying of the Dissolving the condensation product or filling, measuring, transporting and Handling relatively large amounts of liquid when used as a solution, as well as that Mixing the powder or liquid additive with the ground cement or the mortar.

Erfindungsgemäß läßt sich ferner die Zusatzmenge an Kondensationsprodukt verringern, verglichen mit der bisher üblichen Zugabe zum fertigen Mörtel.According to the invention, the amount of condensation product added can also be determined compared to the usual addition to the finished mortar.

Die bekannten Eigenschaften der mit Sulfonatgruppen enthaltenden Formaldehydkondensationsprodukten auf Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe vergüteten Baumaterialien, wie z.B. erhöhte Festigkeitswerte, hervorragende Oberflächengüte, sowie Wirksamkeit des Kondensationsproduktes als Betonverflüssiger oder Zusatz zu Klebe-Mörteln werden trotzdem in wenigstens gleicher Qualität erreicht.The well-known properties of formaldehyde condensation products containing sulfonate groups building materials based on aromatic hydrocarbons, such as increased Strength values, excellent surface quality and effectiveness of the condensation product as a concrete liquefier or additive to adhesive mortars are still in at least achieved the same quality.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher durch eine wesentliche Einsparung an Energie, Arbeit und apparativem Aufwand aus.The method according to the invention is therefore characterized by an essential Savings in energy, work and expenditure on equipment.

Verwendung finden erfindungsgemäß hergestellte Zemente in der gesamten Bauindustrie, insbesondere aber an solchen Stellen, an denen auf einen früh-hochfesten Beton Wert gelegt wird, wie z.B.Cements produced according to the invention are used throughout Construction industry, but especially in those places where on an early-high-strength Value is placed on concrete, e.g.

bei der Herstellung von Fertigbauteilen oder in der Gleitschalungsbauweise.in the manufacture of prefabricated components or in slipform construction.

Beispiel In eine Zweikammer-Zementmühle (Sichtermühle mit Grob- und Feinkammer; Durchsatzleistung 20 t/h Zement bei einer spezifischen Oberfläche des Zementes von ca. 4 900 qcm/g nach Blaine) werden in der Feinmahlkammer pro 1 t Zement 50 kg einer wässrigen Lösung eines Sulfonatgruppen enthaltenden Kondensationsproduktes aus Naphthalin und Formaldehyd mit 20 % Feststoffgehalt, gleichmäßig über den Produktionszeitraum verteilt, eingedüst. Der fertige Zement enthält die berechnete Menge von 1 % Kondensationsprodukt, bezogen auf das Gesamtgewicht, wodurch einem daraus hergestellten Mörtel sowohl hohe Fließfähigkeit als auch erhöhte Festigkeitswerte verliehen werden.Example In a two-chamber cement mill (classifier mill with coarse and Fine chamber; Throughput rate of 20 t / h cement with a specific surface area of the Cement of approx. 4,900 qcm / g according to Blaine) are in the fine grinding chamber per 1 t of cement 50 kg of an aqueous solution of a condensation product containing sulfonate groups made of naphthalene and formaldehyde with a solids content of 20%, evenly over the production period distributed, sprayed. The finished cement contains the calculated amount of 1% condensation product, based on the total weight, creating a mortar made from it both high flowability as well as increased strength values are conferred.

Claims

Pa te n ~ ta n s erüc h e

1. Process for the production of modified and tempered cement with the addition of condensation products containing sulfonate groups, more aromatic Hydrocarbons with formaldehyde, characterized in that an aqueous solution these condensation products, which may or may not be further soluble in water Contains dispersible compounds in the grinding chamber during cement production the cement mill in an amount of 0.1 to 4% by weight of the dry substance of a solution of the condensation product, based on cement, is introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the condensation products be used in the form of alkali sulfonates.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that condensation products of naphthalene can be used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Adding the solution containing aqueous condensation products to the grinding chamber the cement mill is done by injecting.

5. The method according to one of the preceding claims, characterized by that the aqueous solution is uniformly distributed over the entire grinding time of the cement is added.