DE2412352A1 - IMPROVED HYDRAULIC CEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING IT - Google Patents
IMPROVED HYDRAULIC CEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING ITInfo
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Dr. Dioter f. Morf 14. März 1974Dr. Dioter f. Morf March 14, 1974
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V. St. A.V. St. A.
Verbesserter hydraulischer Zement und Verfahren zu dessen HerstellungImproved hydraulic cement and method of making it
Die vorliegende Erfindung betrifft Zemente (cements) und stellt Zementmassen bereit, die unter anderem eine verbesserte Haltbarkeit beim offenen Lagern aufweisen.The present invention relates to cements and provides cement compositions, inter alia, an improved Have shelf life when stored in the open.
Seit ihrer ersten Erfindung durch die Römer wurden hydraulische Zemente (d. h. 'diejenigen Zemente, die auf Grund von chemischen Reaktionen, die beim Mischen mit' grösseren Mengen an Wasser erfolgen, erstarren und erhärten) in Verbindung mit verschiedenen Aggregaten beim Bauen verwendet. Der Ausdruck "Zementbrei" wird hier mit Bezug auf die„plastische Mischung verwendet, die sich bei der .Vereinigung eines staubartigen hydraulischen Zements mit grösseren Vassermengen ergibt. "Mörtel" ergibt sich, wenn Zementbrei mit einem verhältnismässig feinen Aggregat, wie Sand, vereinigt wird, während "Beton" bei Vereinigung von sowohl feinem alsSince their first invention by the Romans, hydraulic cements (i.e., those cements made by the chemical reactions that occur when mixed with large amounts of water, solidify and harden) in connection used with various aggregates in building. The term "cement paste" is used herein with reference to the "plastic Mixture used, which results in the combination of a dust-like hydraulic cement with large amounts of water results. "Mortar" results when cement paste is combined with a relatively fine aggregate such as sand becomes, while "concrete" means the union of both fine and
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auch, grobem Aggregat, wie zerbrochenem Gestein, mit Zementbrei entsteht. Bis 1963 war der Weltverbrauch an Beton auf schätzungsweise drei Milliarden Tonnen (three thousand million tons) angestiegen. Obwohl ein Teil dieses Betons hydraulische Zemente, wie tonerdereiche und Schlackenzemente, umfasste, wurde in bei weitem dem grössten Anteil der Gesamtmenge als Zementbestandteil Portlandzement verwendet, ein Material, das herkömmlicherweise durch Brennen einer gemahlenen Mischung aus Kalkstein und Ton oder Schiefer zu Klinker, der sich hauptsächlich aus Calciumaluminaten, Silicaten und Aluminoferriten zusammensetzt, hergestellt. Der Klinker wird dann gemahlen, üblicherweise mit einigen wenigen Prozent von einem oder mehreren der Caleiumsulfatformen als mitgemahlener Zuschlag. Portlandzemente werden von der American Society of Testing Materials (ASTM C-150-72) verschiedenartig in fünf Haupt-"Typen" eingeteilt, die sich in der Hydratationswärme, der Anfangsfestigkeit und der Sulfatbeständigkeit unterscheiden. Die Portlandzementtypen 1 und 11 sind die verbreitesten; der Typ 1 ist für eine Verwendung bei der vorliegenden Erfindung besonders geeignet,also, coarse aggregate, such as broken rock, with cement paste arises. By 1963 the world consumption of concrete was up an estimated three thousand million tons increased. Although part of this concrete is hydraulic Cements, such as high alumina and slag cements, were considered to be in by far the largest proportion of the total Cement Ingredient Portland cement is used, a material traditionally made by firing a ground mixture from limestone and clay or slate to clinker, which is mainly composed of calcium aluminates, silicates and aluminoferrites composed, manufactured. The clinker is then ground, usually with a few percent of one or more of the calcium sulfate forms as a co-ground supplement. Portland cements are used by the American Society of Testing Materials (ASTM C-150-72) various in five main "types" are divided into the heat of hydration, the green strength and the sulphate resistance differentiate. Portland cement types 1 and 11 are the most common; Type 1 is for use in the present Invention particularly suitable
Gewöhnlich werden 48 Teile Wasser benötigt, um 100 Teile Zement dünnflüssig zu machen. Da sich im typischen Falle nur etwa 25 Teile Wasser chemisch mit dem Zement vereinigen, bleibt beträchtlich viel polenbildendes Wasser zurück, und es werden infolgedessen die Härte-, Druckfestigkeits- und Haltbarkeitsmerkmale des erstarrten und gehärteten Zements herabgesetzt. Es wurde deuigemäss vorgeschlagen, organische, als den Wasserbedarf herabsetzende Beimischungen bezeichnete Stoffe mit anderen Zementbrei-, Mörtel- oder Betonaufschlämmungsbestandteilen zu vereinigen. Diese Beimischungen erlauben die Erzielung nützlicher Plastizitätsgrade bei niedrigeren Wasser-Zement-Verhältnissen und setzen im typischen Falle den Wassergehalt um 10 bis 14 % herab, so dass sich Betonsorten und dgl. erzielen lassen, die grössere Druckfestigkeit, Härte und HaIt-It usually takes 48 parts of water to thin 100 parts of cement. Since typically only about 25 parts of water chemically combine with the cement, a considerable amount of pole-forming water remains and, as a result, the hardness, compressive strength and durability characteristics of the set and hardened cement are reduced. It has clearly been proposed to combine organic substances known as water-reducing admixtures with other cement paste, mortar or concrete slurry constituents. These admixtures make it possible to achieve useful degrees of plasticity at lower water-cement ratios and typically reduce the water content by 10 to 14 % , so that types of concrete and the like can be achieved that have greater compressive strength, hardness and retention.
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barkeit aufweisen. Gewöhnlich kontrollieren spezielle Beimischungen zusätzlich dazu, dass sie den Wasserbedarf herabsetzen, auch die Erstarrung und halten den Beton während der gesamten Zeitspanne, während er an Ort und Stelle gebracht wird, verarbeitbar,· so dass Formverbiegungsrisse, kalte Fugen und andere Ungleichmassigkeiten vermieden werden.have availability. Usually special admixtures in addition to that they control the water demand also reduce the solidification and hold the concrete during the entire period while it is being put in place becomes processable, so that deformation cracks, cold joints and other irregularities are avoided.
Unter -den ersten, den Wasserbedarf herabsetzenden Beimischungen, die vorgeschlagen wurden, fanden sich die kondensierten, aromatischen Sulfonate der US-PS 2 141 569 j hauptsächlich Formaldehyd-Kondensate von Naphthalinsulfonaten. In der US-PS 2 690 975 Jedoch sind diese Mittel dadurch gekennzeichnet, dass sie praktisch keine kommerzielle Verwendung gefunden haben, weil sie nicht in der Lage waren, 1 bis 3 Tage-Anfangsfestigkeiten und die Bruchfestigkeit wesentlich zu erhöhen; sie werden auch nicht von dem Admixtures Committee of the American Concrete Institute (ACI) in seinem Bericht "Admixtures for Concrete" Journal of the Am. Concrete Inst. 60, 1481 (Nov. 196$) unter den vier Klassen von Materialien erwähnt, die für eine Verwendung zur Herabsetzung des Wasserbedarfs allgemein verfügbar sind.Among the first admixtures that reduce the water requirement, which have been proposed, the condensed aromatic sulfonates of US Pat. No. 2,141,569 were mainly found Formaldehyde condensates of naphthalene sulfonates. In US Pat. No. 2,690,975, however, these agents are characterized that they have found virtually no commercial use because they were unable to 1 to 3 day initial strengths and to significantly increase the breaking strength; they are also not used by the admixtures Committee of the American Concrete Institute (ACI) in its report "Admixtures for Concrete" Journal of the Am. Concrete Inst. 60, 1481 (Nov. 196 $) mentioned among the four classes of materials for use for degradation of the water demand are generally available.
Bislang wurden Beimischungen mit Zementen im wesentlichen auf vier unterschiedlichen Wegen vereinigt: (1) trockener Zuschlag (US-PSen 2 311 289 und 2 360 518) oder Zuschlag in wässriger Lösung zu Zementklinker während des Mahlens (US-PS 2 141 570); (2) trockenes Vermischen mit trockenem, gemahlenem Zement vor der Verwendung in Mörteln oder Beton; (3) trockener Zuschlag zu Beton oder Mörtelaufschlämmung; oder (4) Zuschlag im Mischwasser zu dem trockenen Zement. Allgemein gesagt, zeigt die Literatur (beispielsweise US-PS 689 294) an, dass die Reihenfolge der Zugabe nur geringe oder gar keine Bedeutung hat, obgleich das ACI-Kommittee für Beimischungen (vgl. den oben genannten Bericht auf Seite 1493) davor warnt, Flüssigkeiten, die Beimischungen enthalten, mit dem Zement vor der Zugabe des Mischwassers in Berührung kommen zu lassen.So far, admixtures with cements have essentially been combined in four different ways: (1) Drier Aggregate (US Pat. Nos. 2,311,289 and 2,360,518) or aggregate in aqueous solution to cement clinker during grinding (U.S. Patent 2,141,570); (2) dry mixing with dry, ground cement prior to use in mortar or concrete; (3) dry aggregate to concrete or mortar slurry; or (4) aggregate in the mixed water to the dry cement. Generally speaking, the literature (e.g. US Pat. No. 689,294) indicates that the order of addition is little or no has no significance at all, although the ACI committee for admixtures (cf. the above-mentioned report on page 1493) warns against liquids that contain admixtures, in contact with the cement before adding the mixed water to let come.
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Durch die vorliegende Erfindung werden hydraulischen Zement enthaltende, staubartige Massen bereitgestellt, die nach einem neuartigen Verfahren hergestellt werden, bei dem eine Lösung, die eine wirksame, die Plastizität beim offenen Lagern erhöhende Menge an einer kondensierten Naphthalxnsulfonsäure oder einem Salz derselben enthält, in staubartigen, hydraulischen Zement, ohne die spezifische Oberfläche nach Blaine des Zements wesentlich zu erhöhen, gleichmässig eingemischt, wird, so dass sich ein staubartiger, behandelter Zement ergibt, der einzigartige Eigenschaften zeigt, wenn er mit Wasser, das zusätzliches Naphthalinsulfonat oder einen anderen, den Wasserbedarf herabsetzenden Zusatzstoff enthält, zugerichtet und fakultativ unter Bildung eines Zementbreis, eines Mörtels oder Betons aggregiert wird. Vorzugsweise werden die Zementteilchen nur mit der kondensierten Naphthalinsulfonsäure oder dem Salz im wesentlichen überzogen.By the present invention, hydraulic cement containing, dust-like masses provided, which are produced by a novel process in which a solution that an effective amount of a condensed naphthalenesulfonic acid or a salt thereof which increases the plasticity in open storage contains, in dusty, hydraulic cement, without significantly increasing the specific Blaine surface of cement, evenly mixed in, so that a dusty, treated cement that exhibits unique properties when mixed with water yields the additional naphthalene sulfonate or contains another additive reducing the water requirement, prepared and optionally with the formation of a cement paste, a mortar or concrete is aggregated. Preferably, the cement particles are only condensed with the naphthalenesulfonic acid or substantially coated with the salt.
Die erfindungsgemässe Masse kann allein oder zusammen mit Zementmassen, die nicht erfindungsgemäss behandelt worden sind, verwendet werden. Zusätzlich können die Massen weiter mit zusätzlichem, freiem, kondensiertem Naphthalinsulfonat oder anderen den Wasserbedarf herabsetzenden Stoffen behandelt werden. Wenn der Zement für die Herstellung von geschäumtem Leichtbeton verwendet werden soll, ist es vorzuziehen, die erfindungsgemässen Zementmassen ohne Zumischung von den Bedarf an freiem Wasser herabsetzenden Zusatzstoffen zu verwenden. Andererseits ist es dann, wenn normaler Beton hergestellt werden soll, vorzuziehen, solche den Wasserbedarf herabsetzenden Zusatzstoffe zuzugeben.The mass according to the invention can be used alone or together with cement masses, which have not been treated according to the invention can be used. In addition, the masses can be further free, condensed naphthalene sulfonate or other substances that reduce the water requirement. When the cement to be used for the production of foamed lightweight concrete, it is preferable to use the cement compositions according to the invention to be used without the addition of additives that reduce the need for free water. On the other hand, if it is more normal Concrete is to be produced, it is preferable to add such additives which reduce the water requirement.
Durch Verwendung der erfindungsgemäss behandelten Massen wird eine Herabsetzung des Wasserbedarfs in einem Masse erreicht, dass dasjenige Mass beträchtlich übersteigt, das erzielt werden kann, wenn eine vergleichbare Menge des Zusatzstoffes in herkömmlicher Art und Weise verwendet wird. Aus den neuartigen, behandelten Zementen hergestellte Zementbreis (Zementpasten), Mörtel oder Betonaufschlämmungen weisen, wenn sie mit anderen freien Zumischungen verwendet werden,By using the compositions treated according to the invention, a reduction in the water requirement is achieved to a degree that considerably exceeds that which can be achieved if a comparable amount of the additive is used in a conventional manner. Cement paste made from the new, treated cements, Mortar or concrete slurries show, when used with other free admixtures,
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merklich verbesserte Konsistenz und Plastizität (d.h. sie zeigen ein stärkeres Newton'sches Verhalten als ähnliche Massen, die freie Zumischungen und normale Zementsorten enthalten) auf, so dass sich eine bessere Verarbeitbarkeit ergibt. Somit bezieht sich eine wirksame, die Plastizität beim offenen Lagern steigernde Menge, wie sie hier verwendet wird, auf die Verbesserung im Verhältnis zu normalen Kombinationen aus Zement und freien Zusatzstoffen oder Zumischungen. Die erfindungsgemässen nassen Mischungen besitzen im allgemeinen kontrollierte Haltbarkeit beim offenen Lagern, während der die Geschwindigkeit, mit der sich ihre Viscosität erhöht, viel kleiner ist, als es für herkömmliche Mischungen normal ist, und dennoch erstarren sie in etwa der normalen Zeitdauer. Sobald sie einmal erstarrt sind, neigen sie dazu, rascher als normal zu erhärten, und aus den behandelten Zementen hergestellte, vollständig gehärtete Produkte zeigen überlegene Eigenschaften, verglichen mit den Eigenschaften von Produkten, die mit unbehandeltem Zement mit oder ohne herkömmliche chemische Zusatzstoffe hergestellt worden sind, insbesondere sind die Gefrier-Auftau-Beständigkeit und die Druckfestigkeit von geschäumtem Leichtbeton, der aus dem erfindungsgemässen Zement hergestellt worden ist, bedeutend grosser, als sie. mit in herkömmlicher Weise verwendeten Betonmischungen erzielbar sind.noticeably improved consistency and plasticity (i.e. they show a stronger Newtonian behavior than similar masses, which contain free admixtures and normal types of cement), so that it is easier to work with. Thus relates an effective open storage plasticity increasing amount as used herein is effective for improvement in relation to normal combinations of cement and free additives or admixtures. The inventive wet mixes generally have a controlled shelf life in open storage, during which the rate at which its viscosity increases is much slower than it is for conventional mixtures are normal, and yet they set in about the normal amount of time. Once they are frozen they tend to set faster than normal and fully cured products made from the treated cements show superior properties compared to the properties of products made with or without untreated cement conventional chemical additives have been made, in particular are the freeze-thaw resistance and the compressive strength of foamed lightweight concrete from the inventive Cement was produced, much larger than it. achievable with conventionally used concrete mixes are.
Die Art und Weise, in der diese und andere Ziele und Vorteile der Erfindung erzielt werden, wird aus der nachfolgenden, ins einzelne gehenden Beschreibung und aus den bexgeschlossenen Zeichnungen besser ersichtlich. In den Zeichnungen stellen die Fig. 1 bis 8 die Änderung der Viscosität mit der Zeit von erfindungsgemäss hergestellten Massen im Vergleich mit den Massen des Standes der Technik graphisch dar. Diese Viscositätsänderung . wird in den Beispielen mehr ins einzelne gehend beschrieben.The manner in which these and other objects and advantages of the invention are achieved will be apparent from the following, ins single detailed description and from the enclosed drawings. In the drawings, the 1 to 8 show the change in viscosity with time of compositions produced according to the invention in comparison with the compositions of the State of the art graphically. This viscosity change. is described in more detail in the examples.
Obwohl die Erfindung nicht als durch die nachfolgende theoretische Erklärung begrenzt angesehen werden soll, ist anzunehmen, dass die Zuschläge, wenn sie wie bei der vorliegendenAlthough the invention is not considered by the following theoretical Declaration is to be viewed as limited, it is to be assumed that the surcharges, if they are as with the present
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Erfindung angewandt werden, an den Oberflächen der Zementteilchen adsorbiert werden können. Obwohl die Tatsache oder das Ausmass einer solchen Adsorption nicht genau bewiesen werden konnte, erscheint eine solche Adsorption auf Grund der Beobachtung wahrscheinlich, dass beim Vermischen Wärme entwickelt wird (was möglicherweise eine chemische Reaktion anzeigt) und, was wahrscheinlich bedeutsamer ist, dass Mahlen des behandelten staubartigen Zements d-ie vorteilhaften Eigenschaften, die sonst dem Produkt verliehen werden, ausgeprägt schwächen, wenn nicht sogar aufheben kann. Aus dem zuletzt angegebenen Grunde wird das Mischen des Zements mit dem Zuschlag im ersten Falle unter Bedingungen durchgeführt, bei denen ein Mahlen im wesentlichen vermieden wird. Das heisst, dass das Mischen die spezifische Oberfläche nach Blaine des staubartigen Zements, bestimmt gemäss der ASTM-Arbeitsweise C-2Q4-72, nicht so wesentlich erhöhen sollte, dass die Erzielung der Vorteile der Erfindung im nützlichen Grade verhindert wird. Am bevorzugtesten ist es, das Mischen zu bewerkstelligen, ohne dass eine namhafte Scherbeanspruchung angewandt wird, d. h. ohne dass die' spezifische Oberfläche nach Blaine, wie sie innerhalb der genauen Begrenzungen der ASTM-Arbeitsweise C-204--72 bestimmt wird, erhöht wird. Es versteht sich natürlich, dass eine Zunahme der spezifischen Oberfläche nach Blaine, die auf eine blosse graduelle Änderung hinausläuft, damit einhergehend den Grad, bis zu dem die Vorteile der Erfindung sichergestellt sind, ungünstig beeinflusst; bei den bevorzugten spezifischen Oberflächen nach Blaine von etwa 2500 bis etwa 4000 können Zunahmen der Blaine-Verte in der Grössenordnung von 200 bis 300 cm /g zugelassen werden.Invention are applied to the surfaces of the cement particles can be adsorbed. Though the fact or the extent of such adsorption has not been accurately proven could be, such adsorption appears likely from the observation that heat when mixed being developed (which may indicate a chemical reaction) and, perhaps more significantly, that Grinding the treated powdery cement the beneficial Properties that are otherwise given to the product can be markedly weakened, if not canceled. the end For the reason given last, the mixing of the cement with the aggregate is carried out in the first case under conditions in which milling is essentially avoided. That means that mixing the specific surface according to Blaine of the powdery cement, determined according to the ASTM procedure C-2Q4-72, should not increase so significantly, that the gain of the advantages of the invention is usefully prevented. Most preferred is mixing to be accomplished without applying significant shear stress, d. H. without the 'specific surface area according to Blaine, as determined within the precise limits of ASTM Procedure C-204-72 will. It goes without saying, of course, that an increase in the specific surface area according to Blaine, which on a mere gradual change, with it the degree to which the advantages of the invention are ensured, adversely affected; the preferred Blaine specific surface areas can range from about 2500 to about 4000 Increases in Blaine levels on the order of 200 to 300 cm / g are allowed.
Die Zuschlagverbindungen, welche bei der Behandlung von trockenem, staubartigem Zement gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind solche, welche die charakteristische EinheitThe aggregate compounds used in the treatment of dry, dusty cement according to the present invention are used are those which have the characteristic unit
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aufweisen, in der R Wasserstoff oder Alkyl, A substituiertes oder unsubstituiertes Naphthalin, M Wasserstoff oder irgendeinen anderen kationischen Rest, "beispielsweise Ammonium, Alkali- oder Erdalkalimetall (z. B. Natrium, Kalium oder Calcium) oder Amin (z. B. Dimethyl amino oder Diäthyl amino), und χ eine ganze Zahl von 1 Ms 3» vorzugsweise 1, "bedeuten. Die zuvor genannte Einheit ist an mindestens einen weiterenin which R is hydrogen or alkyl, A is substituted or unsubstituted naphthalene, M is hydrogen or any other cationic radical, "for example ammonium, alkali or alkaline earth metal (e.g. sodium, potassium or Calcium) or amine (e.g. dimethyl amino or diethyl amino), and χ is an integer of 1 Ms 3 »preferably 1,". The aforementioned unit is connected to at least one other
A(SO71M) -Anteil über die Alkylengruppe, d. h. CHR-Gruppe, y χA (SO 71 M) share via the alkylene group, ie CHR group, y χ
geknüpft, und im Falle der höher kondensierten Naphthalinsulfonate, die hier "bevorzugt werden, dient sie als charakteristische, sich wiederholende Einheit. Vorteilhafterweise weist die Zuschlagverbindung mindestens vier derartige sich wiederholende Einheiten auf (d. h. einen "Kondensationsgrad" von vier oder mehr, vorzugsweise von etwa sieben). Wenn M mehrwertig ist, ist es natürlich für jede Valenz an eine -CH-A SO7--Einheit gebunden.Die Art von M ist nicht kritisch,and in the case of the more highly condensed naphthalenesulfonates, which are preferred here, it serves as a characteristic, repeating unit. Advantageously, the aggregate compound has at least four such repeating units (ie a “degree of condensation” of four or more, preferably of about seven). If M is multivalent, it is of course bound to a -CH-A SO 7 - unit for each valence. The nature of M is not critical,
und im wesentlichen kann jedes beliebige Kation, das die Zuschlagverbindung nicht unlöslich macht, in passender Weise verwendet werden.and essentially any cation which does not render the aggregate compound insoluble can suitably be used be used.
Die Zuschlagverbindungen entstehen bei der Kondensation von Naphthalinsulfonsäuren oder -sulfonaten mit Verbindungen, welche den zweiwertigen Carbonylrest >C=0, wie Äthylenharnstoff oder aliphatisch^ Aldehyde, z.B. Formaldehyd, Acetaldehyd oder Isobutyraldehyd enthalten. Die Anzahl der Kohlenstoff atome in dem Kondensat rest, d. h. der Gruppe R, ist unwesentlich, abgesehen davon, dass sie durch die Bedingung begrenzt ist," dass das Kondensat in dem Trägerlösungsmittel für den Erfindungszweck genügend löslich sein muss.The aggregate compounds result from the condensation of naphthalene sulfonic acids or sulfonates with compounds which have the divalent carbonyl radical> C = 0, such as ethylene urea or aliphatic ^ aldehydes, e.g. formaldehyde, acetaldehyde or isobutyraldehyde. The number of carbon atoms in the condensate residue, d. H. of group R, is insignificant, except that it is limited by the condition "that the condensate is in the carrier solvent must be sufficiently soluble for the purpose of the invention.
Spezielle Arbeitsweisen für die Herstellung von in geeigneter Weise kondensierten Naphthalinsulfonaten finden sich beispielsweise in der DT-OS 1 960 812 (Chem. Abstr., 2H 1304-54-k (1971)) und in den US-PSen 2 141 569, 2 690 975, 2 529 602 und 3 277 162. Auf die Offenbarungen jeder dieserSpecial procedures for the preparation of suitably condensed naphthalene sulfonates can be found, for example, in DT-OS 1 960 812 (Chem. Abstr., 2H 1304-54-k (1971)) and in US Pat. Nos. 2,141,569, 2,690 975, 2,529,602, and 3,277,162. To the revelations of each of these
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Druckschriften wird hier ausdrücklich Bezug genommen. Ein besonders bevorzugtes Kondensat ist das mit Formaldehyd kondensierte Naphthalinnatriumsulfonat (MWrS^OO), das von der Firma Diamond Shamrock Corporation (Nopco Chemical Div.) unter dem Namen "Lomar D" verkauft wird.Reference is expressly made here to publications. A particularly preferred condensate is that condensed with formaldehyde Naphthalene Sodium Sulphonate (MWrS ^ OO), available from the Diamond Shamrock Corporation (Nopco Chemical Div.) Under the name "Lomar D."
Wie oben angegeben, ist ein Vorteil, der durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt wird, die erhöhte Plastizität beim offenen Lagern. Der Ausdruck "offene Lagerzeit11 ist im hier verwendeten Sinne diejenige Zeitspanne, die auf das Zurichten mit Wasser folgt, aber vor dem Erstarren liegt (sie wird bestimmt nach ASTM C-191-71).As indicated above, one advantage provided by the present invention is the increased plasticity of open storage. The expression "open storage time 11" , as used here, is the period of time that follows the dressing with water but before solidification (it is determined in accordance with ASTM C-191-71).
Die Zuschläge können beim "Überziehen" von trockenem Zement in wirksamen, die Plastizität beim offenen Lagern erhöhenden Mengen, die nicht ausreichen, um das Erstarren beträchtlich zu verzögern, verwendet werden, wobei diese Mengen im allgemeinen von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Zements, reichen. (Es sei bemerkt, dass "trockener" Zement, wie man ihn herkömmlicherweise bekommt und verwendet, grössenordnungsweise freies Absorptionswasser in einer Menge von 2,5 Gew. JK enthält und dass ein solcher Zement statt eines wirklich wasserfreien Materials die Grundlage für die hier angegebenen Mengenverhältnisse bildet.) Für allgemeine Verwendungszwecke beträgt ein bevorzugter Bereich des Mengenanteils des Zuschlags für ein "Überziehen" etwa 0,$ bis etwa 0,5 %, während für geschäumten Leichtbeton der Zuschlag vorzugsweise in Mengen verwendet wird, die von etwa 0,01 bis etwa 1,0 Gew.% und am meisten bevorzugt von etwa 0,05" % bis etwa 0,3 % reichen.The aggregates can be used in "coating" dry cement in effective amounts increasing plasticity in open storage which are insufficient to significantly retard setting, these amounts generally being from about 0.01 to about 1.0 % By weight, based on the weight of the dry cement, is sufficient. (It should be noted that "dry" cement, as it is conventionally obtained and used, contains in the order of magnitude free absorption water in an amount of 2.5 wt For general purposes, a preferred range of the proportion of the aggregate for a "coating" is from about 0. $ to about 0.5%, while for foamed lightweight concrete the aggregate is preferably used in amounts ranging from about 0.01 to about 1.0% by weight, and most preferably from about 0.05 % to about 0.3 % .
Ausser wenn der behandelte Zement für die Herstellung von geschäumten Leichtbeton verwendet werden soll, wird der mit Zuschlag "überzogene" Zement zusammen mit herkömmlichen, den Wasserbedarf herabsetzenden Mitteln verwendet, die in herkömmlicher Weise aufgebracht werden, beispielsweiseUnless the treated cement is to be used for the production of foamed lightweight concrete, the Aggregate "coated" cement used together with conventional water-reducing agents, which are applied in a conventional manner, for example
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durch trockenes Vermischen mit "behandeltem Zement oder Zugabe mit Auffüllwasser .beim Zurichten von Pasten, Mörteln und Betonauf schlämmungen». Derartige freie Zuschläge können beispielsweise bei Zementen mit Blaine-Werten von 3000 bis 3500 in Mengen von etwa 0,2 bis etwa 0,6 Gew.%, bezogen auf trockenen Zement, vorgenommen werden, während eine Verwendung von grösseren Mengen das Erstarren ungebührlich verzögern kann. ,by dry mixing with "treated cement" or by adding with top-up water when preparing pastes, mortars and concrete slurries ». Such free surcharges can for example for cements with Blaine values from 3000 to 3500 in amounts of about 0.2 to about 0.6% by weight, based on dry cement, while the use of larger quantities unduly retards the setting can. ,
Es versteht sich, dass Material, das im Überschuss zu der bevorzugten oberen Grenze des Mengenanteils für das Überziehen von trockenem Zement verwendet wird, einfach bis zu einem zulässigen Ausmass als den Bedarf an freiem Wasser herabsetzender Zuschlag wirken kann. In der Praxis werden diese oberen Grenzen durch die Bedingungen gesetzt, dass (a) Material, das beim Überziehen verwendet wird, in dem Überzugsträger gelöst wird und (b) die Menge an verwendetem Lösungsmittel geringer ist als diejenige Menge, die Anlass zum Zusammenballen, Zusammenbacken oder anderen schädlichen Änderungen des staubartigen Zustandes des Zementbeschickungsgutes gibt. So wird der Träger für den löslichen Zuschlag, der beim Überziehen Verwendung findet, vorzugsweise in Mengen, die von etwa 0,1 Gew.% bis etwa 1,5 Gew.%, bezogen auf trockenen Zement, reichen, angewandt. Verwendet werden können Zementabmischungen, die mit unterschiedlichen Mengen an Zusatzstoff getrennt behandelt worden sind. Wasser ist der bevorzugte Träger, obgleich andere geeignete kondensierte Naphthalinsulf onat-Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid (DMSO), alternativ verwendet werden können.It will be understood that material which is in excess of the preferred upper limit of the proportion for coating of dry cement is used simply to an allowable extent as the need for free water degrading surcharge can work. In practice, these upper limits are set by the conditions that (a) material used in coating, dissolved in the coating carrier; and (b) the amount of used Solvent is less than the amount that causes clumping, caking or other harmful There are changes in the dusty state of the cement charge. So the carrier for the soluble aggregate, which is used in coating, preferably in amounts ranging from about 0.1% by weight to about 1.5% by weight, based applied to dry cement, rich. Can be used cement mixes with different amounts of additive have been treated separately. Water is the preferred carrier, although other suitable condensed naphthalenesulf onate solvents, such as dimethyl sulfoxide (DMSO), alternatively can be used.
Eine weitere Betrachtung beim Bemessen zur Erzielung optimaler Ergebnisse ist die spezifische Oberfläche des Zementbeschikkungsgutes. Zemente, die eine spezifische Oberfläche nach BlaineAnother consideration when measuring to achieve optimal results is the specific surface of the cement feed material. Cements that have a specific surface area according to Blaine
ο in der Grössenordnung von etwa 3000 bis 3500 cm /g aufweisen,' sind bei der vorliegenden Erfindung am gebräuchlichsten, und die oben angegebenen Mengenverhältnisse ergeben, wie gefunden wurde, bei Verwendung eines solchen Zements die besten Ergebnisse. ο in the order of about 3000 to 3500 cm / g, ' are most common in the present invention, and the proportions given above result as found has been given the best results using such a cement.
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Herabgesetzte Zuschlagsmengen können für Zemente mit niedriger spezifischer Oberfläche nach Blaine verwendet werden, während erhöhte Mengenanteile sich im Falle von feineren Zementen am besten geeignet erweisen können. So können geeignete Mengenanteile an Formaldehyd-kondensiertem Naphthalinsulfonat bei der Anwendung in Überzügen beispielsweise dadurch charakterisiert werden, dass sie innerhalb des'Bereichs von etwa 0,003 bis etwa 0,28 Gew.% (bezogen auf -trockenen Zement) ,je 1000 Blaine-Einheiten liegen, während Trägerwasser, das in dem Überzug Verwendung findet, in dem Bereich von etwa 0,0i4 bis etwa . 0, 85 Gew.% (bezogen auf trockenen Zement) je 1000 Blaine-Einheiten zugemessen, werden kann. Demgemäss können über den Bereich eines Blaine-Flächeninhalts von 2000 bis 7OOO cm /g das verwendete Zuschlagmaterial von etwa 0,006 % (niedriger Blaine-Wert) bis etwa 2 % (hoher Blaine-Wert) und Wasser von etwa 0,03 % (niedriger Blaine-Wert) bis etwa 6 % (hoher Blaine-Wert) reichen.Reduced aggregate amounts can be used for cements with a low specific surface area according to Blaine, while increased proportions may prove to be most suitable for finer cements. For example, suitable proportions of formaldehyde-condensed naphthalene sulfonate when used in coatings can be characterized in that they are within the range from about 0.003 to about 0.28% by weight (based on dry cement), per 1000 Blaine units , while carrier water used in the coating is in the range of about 0.014 to about. 0.85% by weight (based on dry cement) per 1000 Blaine units can be added. Accordingly, over the range of 2000 to 70000 cm / g Blaine area, the aggregate material used can range from about 0.006 % (low Blaine value) to about 2% (high Blaine value) and water from about 0.03 % (low Blaine value) Value) to about 6% (high Blaine value).
Sobald einmal das Mischen beendet worden ist, sollte man den überzogenen Zement vorzugsweise bei Umgebungstemperatur mindestens etwa I5 Minuten lang und vorzugsweise etwa 3 bis 24- Stunden lang altern lassen, bevor er mit grösseren Mengen an Wasser bei der Herstellung von Pasten, Mörteln oder Betonauf schlämmungen zugerichtet wird. Wie in den Beispielen gezeigt wird, scheint überzogener Zement, der nicht so gealtert worden ist, Eigenschaften zu zeigen, die mehr denjenigen ähnlich sind, die man erhält, wenn eine gleiche Menge Zuschlag in herkömmlicher Weise zugesetzt wird, beispielsweise durch Zugabe in freier Form zu der wässrigen Mischung.Once mixing has been completed, the coated cement should preferably be kept at ambient temperature for at least about 15 minutes, and preferably about 3 Let it age for up to 24 hours before using large amounts of water in the manufacture of pastes, mortars or concrete slurry is prepared. As shown in the examples, coated cement does not appear to be has aged so as to exhibit properties more like those obtained when one is the same Amount of aggregate is added in a conventional manner, for example by adding in free form to the aqueous Mixture.
Die nachfolgenden Beispiele, in denen (wie durchweg in der Beschreibung und den Ansprüchen) sämtliche Teile und Prozentzahlen auf Gewicht bezogen und sämtliche Prozentzahlen auf das Gewicht des trockenen Zements bezogen sind, sofern nicht speziell andere Angaben gemacht werden, veranschauli-The following examples in which (as throughout the description and claims) all parts and percentages based on weight and all percentages are based on the weight of the dry cement, provided that no other information is specifically given,
. - 10 -. - 10 -
409840/0755409840/0755
341 301341 301
chen die Erfindung. Die Viscositäten werden mit dem Brookfield-Viscosimeter Nr. 4 bei 24° C bestimmt. Alle Rockwell-Härten wurden mit einer 12,7 mm-Kugel und einer maximalen Belastung von 14,4- kg gemessen.chen the invention. The viscosities are measured with the Brookfield viscometer No. 4 determined at 24 ° C. All Rockwell hardnesses were given with a 12.7 mm ball and a maximum Load of 14.4 kg measured.
B e is ρ i e 1 1 . B e is ρ ie 1 1 .
Zementbrei-Kontrollprobe (keine Zusatzstoffe) Cement paste control sample (no additives )
a. 48 Teile Wasser: 100 Gew.teile Portlandzementr-Typ 1 wurden· gründlich, mit 48 Teilen Wasser vermischt. Der sich ergebende Brei wies eine als verarbeitbar anzusehende Konsistenz auf. Die Anfangsviscosität betrug ungefähr 3000 cps. Nach 45 Minuten betrug die Viscosität des Breis etwa 5500, und er war seiner Beschaffenheit nach sehr thixotrop. Proben dieses Materials wurden bei Raumtemperatur in einer Atmosphäre einer relativen Feuchtigkeit von 100 '% gehärtet. Die Proben wiesen die nachfolgenden durchschnittlichen Härten, gemessen . auf der Ro CkWeIl-11BIaCk"- oder C-Skala auf: 83,6 - 3 Tage; 88,5 - 7 Tage; 90,6 - 12 Tage.a. 48 parts of water: 100 parts by weight of Portland cement type 1 were mixed thoroughly with 48 parts of water. The resulting slurry had what was considered to be workable consistency. The initial viscosity was approximately 3000 cps. After 45 minutes the viscosity of the pulp was about 5500 and it was very thixotropic in nature. Samples of this material were cured at room temperature in a 100 % relative humidity atmosphere. The samples had the following average hardnesses as measured. on the Ro CkWeIl- 11 BIaCk "or C-scale to: 83.6 - 3 days; 88.5 - 7 days; 90.6 - 12 days.
b. 40 Teile Wasser: Der oben beschriebene Versuch wurde unter Verwendung von nur 40 Teilen Wasser anstelle von 48 wiederholt. Der sich ergebende Brei wies eine Anfangsviscosität von ungefähr 5000 cps. auf, aber die Viscosität stieg sehr rasch an und betrug nach nur 3 Minuten } 10 000 cps. Diese Probe hatte keine "verarbeitbare Konsistenz". Die gehärteten Proben wiesen die nachfolgenden durchschnittlichen Härten, gemessen auf der Rockwell-"Black"- oder C-Skala, auf: 89,6 - 3 Tage; 93,1.- 7 Tage; 93,5 - 12 Tage.b. 40 parts of water: The experiment described above was repeated using only 40 parts of water instead of 48. The resulting slurry had an initial viscosity of about 5000 cps. , but the viscosity increased very rapidly and amounted to just 3 minutes} 10,000 cps. This sample did not have a "workable consistency". The cured samples had the following average hardnesses, as measured on the Rockwell "Black" or C scale: 89.6-3 days; 93.1.- 7 days; 93.5 - 12 days.
Durch dieses Beispiel wird die Beziehung zwischen der verwendeten Wassermenge und der Beschaffenheit der nassen Zementpasten, die aus normalem, unbehandeltem Zement hergestellt worden sind, nachgewiesen. Dieses Beispiel zeigt auch die Wirkung einer Herabsetzung der Wassermenge auf die Bruchfestigkeitseigenschaften der gehärteten Zementpasten (beurteilt nach den Härtewerten).This example illustrates the relationship between the amount of water used and the nature of the wet cement pastes, made from normal, untreated cement. This example shows also the effect of reducing the amount of water on the fracture strength properties of the hardened cement pastes (judged according to the hardness values).
Beispiel 2Example 2
Zementbrei-Konstrollproben - herkömmliche Zugabe von ZusatzstoffenCement slurry control samples - conventional addition of additives
a. Lomar D: Zwei Zementbrei-Proben wurden wie in Beispiel 1 angesetzt, wobei in dem ersten Fall 0,6 Teile Lomar D, die in 29 Teilen Wasser aufgelöst waren, und in dem zweiten Falle 0,6 Teile Lomar D, die in 36,4 Teilen Wasser aufgelöst waren, verwendet wurden. Die Anfangsviscositaten der beiden nassen Pasten betrugen etwa 4000 cps bzw. 100 cps. Nach 5 Minuten war die Viscosität der ersten Probe auf ^ 10 000 cps angestiegen, und die Probe war vollständig unbearbeitbar. Die zweite Probe wies eine Viscosität von 7500 cps nach 75 Minuten auf. Die gehärteten Proben wiesen die nachfolgenden Härtewerte, gemessen auf der Rockwell C-Skala, auf: 3 Tage -(1) a. Lomar D: Two cement paste samples were made as in Example 1 in the first case, 0.6 parts of Lomar D dissolved in 29 parts of water, and in the second case 0.6 parts of Lomar D dissolved in 36.4 parts of water was used. The initial viscosities of the two wet Pastes were about 4,000 cps and 100 cps, respectively. After 5 minutes the viscosity of the first sample had risen to ^ 10,000 cps, and the sample was completely unworkable. The second sample had a viscosity of 7500 cps after 75 minutes on. The cured samples had the following hardness values, measured on the Rockwell C scale: 3 days - (1)
(29 Teile Wasser) 91,4, (2) (36,4 Teile Wasser) 90,5;(29 parts water) 91.4; (2) (36.4 parts water) 90.5;
7 Tage - (1) 96,1, (2) 96,0; 12 Tage - (1) 97,2, (2) 96,4.7 days - (1) 96.1, (2) 96.0; 12 days - (1) 97.2, (2) 96.4.
b. Pozzolith: Zwei Zementbrei-Proben wurden wie in Beispiel 2a angesetzt, wobei in dem ersten Falle 28 Teile Wasser, die 0,6 g Pozzolith 8 (Calciumligninsulfonat auf der Grundlage eines handelsgängigen Zuschlags für Beton; Master Builders, Cleveland, Ohio) enthielten, und in dem zweiten Falle 0,6 g Pozzolith 8 in 35 Teilen Wasser verwendet wurden. Die Anfangsviscosität der beiden Proben betrugen ungefähr 3000 cps bzw. 1500 cps. Nach 10 Minuten hatte sich die erste Probe so weit verdickt, dass sie eine für die Bearbeitung zu hohe Konsistenz aufwies. Die zweite Probe wies nach 75 Minuten eine Viscosität von 8700 cps auf. Die gehärteten Proben wiesen die folgenden Härtewerte, gemessen auf der Rockwell C-Skala, auf: 3 Tage - (1) (28 Teile Wasser) 92,7 (2) (35 Teile Wasser) 92,3; 7 Tage - (1) 96,0, (2) 95,4; 12 Tage - (1) 97,0, (2) 96,1.b. Pozzolite: Two cement paste samples were prepared as in Example 2a, with 28 parts of water, the 0.6 g Pozzolite 8 (calcium lignosulfonate based a commercial surcharge for concrete; Master Builders, Cleveland, Ohio), and in the second case 0.6 g of Pozzolite 8 in 35 parts of water were used. The initial viscosity of the two samples were approximately 3000 cps or 1500 cps. After 10 minutes the first sample thickened so much that it was too high for processing consistency. The second sample showed after 75 minutes a viscosity of 8700 cps. The hardened ones Samples had the following hardness values, measured on the Rockwell C scale: 3 days - (1) (28 parts water) 92.7 (2) (35 parts water) 92.3; 7 days - (1) 96.0, (2) 95.4; 12 days - (1) 97.0, (2) 96.1.
Durch dieses Beispiel wird die ungefähr gleiche, den Wasserbedarf herabsetzende Aktivität von Lomar D und Pozzolith 8,This example demonstrates the roughly equal water-reducing activity of Lomar D and Pozzolite 8,
341 301341 301
einem handelsgängigen, den Wasserbedarf herabsetzenden Zusatzstoff, nachgewiesen, wenn beide in herkömmlicher Weise verwendet, d. h. zusammen mit dem zum Auffüllen bestimmten Wasser, verwendet werden. Beide Zusatzstoffe wurden in grösseren Mengen verwendet, als sie normalerweise vorgeschrieben werden. Keiner der beiden Zusatzstoffe ergab verarbeitbare Konsistenzen mit 28 Teilen Wasser. Beide übten eine merkliche verzögernde Wirkung auf die Härtungsgeschwindigkeit aus, wie durch den Grad der Härteerhöhung im Vergleich mit demjenigen von nicht-modifizierten Zementen, die mit vergleichbaren Wassermengen angesetzt worden waren, bestimmt wurde.a commercially available additive that reduces water consumption, detected when both used in a conventional manner, i.e. H. together with the water intended for topping up, be used. Both additives were used in larger amounts than normally prescribed will. Neither of the two additives gave workable consistencies with 28 parts of water. Both practiced a noticeable one retarding effect on the hardening rate, as compared with the degree of hardness increase that of unmodified cements with comparable ones Amounts of water had been applied, was determined.
Ein Posten von mit Lomar D behandeltem Zement wurde wie folgt hergestellt: 3»0 kg trockener Portlandzement Typ 1 wurden in einen 7>6 1-Henschel-PulVermischapparat gebracht. Hierzu wurden 30 g einer 30gew.%igen Lösung von Lomar D in Dimethylsulfoxid (DMSO) gegeben. Unmittelbar nach der Zugabe wurde das Gemisch heftig und gründlich 5 Minuten lang durchmischt. Das Produkt wurde dann in eine üDrockenschale übergeführt und in einem Vakuumofen bei einem reduzierten Druck von ungefähr 20 mm Hg 2 Stunden lang auf 100° C erhitzt, um das DMSO zu entfernen. Das sich ergebende Produkt war im Vergleich mit dem ursprünglichen Zementpulver im Aussehen unverändert. One lot of Lomar D treated cement was as follows produced: 3 »0 kg of dry type 1 portland cement were placed in a 7> 6 1 Henschel powder mixer. For this 30 g of a 30% strength by weight solution of Lomar D in dimethyl sulfoxide were added (DMSO) given. Immediately after the addition, the mixture was mixed vigorously and thoroughly for 5 minutes. The product was then transferred to a drying dish and heated in a vacuum oven at a reduced pressure of approximately 20 mm Hg at 100 ° C for 2 hours to remove the DMSO to remove. The resulting product was unchanged in appearance compared to the original cement powder.
Unter Verwendung dieses behandelten Zements, der nun etwa 0,30 % adsorbiertes Lomar D enthielt, wurde eine Reihe von Zementpasten hergestellt, indem die Menge an Auffüllwasser und an zusätzlichem freiem Lomar D, das in dem Wasser gelöst war, variiert wurde. Die Zusammensetzungen und Härtewerte der sich ergebenden, gehärteten Pasten sind in der Tabelle I zusammengestellt. Die Änderungen der ViscositätUsing this treated cement that is now about Containing 0.30% adsorbed Lomar D, a series of cement pastes were made by increasing the amount of make-up water and additional free Lomar D dissolved in the water was varied. The compositions and hardness values of the resulting hardened pastes are in Table I compiled. The changes in viscosity
4098A0/07554098A0 / 0755
301301
IHIH
der Proben mit der Zeit wurden ebenfalls bestimmt und sind graphisch in den Fig. 1 dargestellt.the samples over time were also determined and are shown graphically in FIG.
Lomar D
auf dem
ZementParts
Lomar D
on the
cement
WasserParts
water
Nr.sample
No.
Lomar D
in Was
serParts
Lomar D
in what
ser
3 Tage 7 Tage 12 Tage- hardness (average)
3 days 7 days 12 days
Durch die Tabelle und die Fig. 1 wird nachgewiesen, dass behandelter Zement (Lomar D adsorbiert an.der Oberfläche der Zementteilchen) den Wasserbedarf herabsetzende Aktivität besitzt, dass aber die Kombination von mit Lomar D behandeltem Zement mit freiem -Lomar D in dem Auffüllwasser sehr wenig Wasser verlangt, und zwar viel weniger, als wenn Lomar D allein in der herkömmli.ohen Art und Weise (vgl. Beispiel 2a(1)) verwendet wird. Durch Anwendung der Kombination aus behandeltem und freiem Lomar D werden Zementpasten, die verarbeitbare Konsistenzen aufweisen, mit nur 28 Teilen Wasser erhalten.The table and FIG. 1 prove that treated cement (Lomar D adsorbs on the surface of the cement particles) water requirement reducing activity but that the combination of cement treated with Lomar D with free -Lomar D in the top-up water requires very little water, and much less than if Lomar D were used alone in the traditional way (cf. Example 2a (1)) is used. By using the combination of treated and free Lomar D, cement pastes, that have workable consistencies are obtained with just 28 parts of water.
Von Bedeutung sind auch die 3-Tage-Härtewerte. Die ;3-Tage-Härtewerte der Proben, die aus behandeltem •Zement und 28 Teilen Wasser hergestellt worden sind, sind merklich höher als die von Proben derselben Zusammensetzung, in denen der chemische Zusatzstoff nur in herkömmlicher Art und Weise angewandt worden ist (vgl. Beispiel 2). Diese Tatsache beweist die beschleunigte Härtungsqualität des behandelten Zements.The 3-day hardness values are also important. The; 3-day hardness values of the samples obtained from treated • Cement and 28 parts of water that have been produced are noticeably higher than those of samples of the same composition, in which the chemical additive has only been used in a conventional manner (cf. Example 2). This fact proves the accelerated hardening quality of the treated cement.
4098440984
Beispiel 4-Example 4-
Um die Wirkung von in verschiedenem Grade an der 2ementober-r· fläche adsorbiertem Lomar D zu zeigen, wurde eine Reihe von Zementbreimassen angesetzt, die sich nur hinsichtlich der Menge des adsorbierten Lomar D unterschieden. In diesem Falle wurden die behandelten Zementproben hergestellt, indem eine Mischung aus 100 Teilen trockenen Portlandzements Typ 1 und variierenden Mengen 30%iger, wässriger Lomar D-Lösung unter Bedingungen niedriger Scherung in einem Waring-Mischapparat rasch und gründlich durchmischt wurde. Man liess die Proben mindestens 24- Stunden vor dem Gebrauch altern; es wurde keine Anstrengung unternommen, das zugesetzte Wasser zu entfernen. Im Aussehen bestand kein Unterschied zwischen dem behandelten und unbehandelten Zement. Zur Kontrolle wurden zwei Proben in die Untersuchungen eingeschlossen, in denen das Lomar D nur in der freien Form vorhanden war.To assess the effect of showing in varying degrees at the 2 e ment Upper-r · surface adsorbed Lomar D, a number of Zementbreimassen was prepared which differed only in the amount of adsorbed Lomar D. In this case, the treated cement samples were prepared by rapidly and thoroughly mixing a mixture of 100 parts dry Portland cement Type 1 and varying amounts of 30% Lomar D aqueous solution under low shear conditions in a Waring blender. The samples were allowed to age for at least 24 hours prior to use; no effort was made to remove the added water. There was no difference in appearance between the treated and untreated cement. As a control, two samples in which the Lomar D was only present in the free form were included in the tests.
Zementpasten wurden aus den Proben durch gründliches Einmischen der vorgeschriebenen Auffüllwassermenge, die die bezeichneten Mengen an freiem Lomar D enthielt, hergestellt. Die Zusammensetzungen dieser Proben und die Härte der sich ergebenden, gehärteten Pasten werden in der Tabelle II angegeben. Die Änderung der Viscosität der nassen Breiproben mit der Zeit wurde ebenfalls gemessen und wird in der Fig, wiedergegeben.Cement pastes were made from the samples by thoroughly mixing in the prescribed amount of make-up water, which the designated Amounts of free Lomar D contained. The compositions of these samples and the hardness of themselves resulting hardened pastes are given in Table II. Changing the viscosity of the wet pulp samples with time was also measured and is shown in the figure.
- 15 409840/0755 - 15 409840/0755
WasserParts
water
3 Tage 7hardness
3 days 7
Tage 12 Tage(Average)
Days 12 days
Lomar D
auf
ZementParts
Lomar D
on
cement
Nr.sample
No.
Lomar D
in Was
serParts
Lomar D
in what
ser
Die Ergebnisse zeigen, dass die Menge des auf den Eementteilchen adsorbierten Lomar D eine ausgeprägte Wirkung auf die Konsistenz von Zementpasten hat, die mit konstanten Mengen von Wasser und freiem Lomar D angesetzt worden sind. Je mehr Lomar D adsorbiert wird, desto niedriger ist die Viscosität und umgekehrt. Diese .Ergebnisse zeigen auch, dass die Kombination von adsorbiertem Lomar D zusammen mit freiem Lomar D, das in dem Auffüllwasser gelöst ist, viel wirksamer für die Erzielung einer Herabsetzung des Wasserbedarfs und einer verbesserten Konsistenz ist, als wenn einfach freies Lomar D verwendet wird (vgl. Beispiele 1 bis 4 mit 5 und 6).The results show that the amount of on the element particles adsorbed Lomar D has a pronounced effect on the consistency of cement pastes, made with constant amounts of water and free Lomar D. The more Lomar D is adsorbed, the lower the viscosity and vice versa. These results also show that the combination of adsorbed Lomar D together with free Lomar D, which is dissolved in the top-up water, is much more effective for achieving a reduction in water requirements and an improved consistency than if simply free Lomar D is used (cf. Examples 1 to 4 with 5 and 6).
Dieser Versuch ergibt auch einen Nachweis für die beschleunigten Härtungsgeschwindigkeiten von mit Lomar D behandeltem Zement. Nach der Beurteilung auf Grund der Härtewerte erzielten die behandelten Zemente etwa 99 % der 12-Tage-Härte in nur 3 Tagen, während vergleichbare, unbehandelte Proben nur etwa 94 % zeigten (vgl. Beispiel 2).This experiment also provides evidence of the accelerated cure rates of Lomar D treated Cement. According to the assessment on the basis of the hardness values, the treated cements achieved about 99% of the 12-day hardness in only 3 days, while comparable, untreated samples showed only about 94% (see Example 2).
- 16 -- 16 -
Beispiel 5Example 5
Behandelter Zement - Vergleich der Wirksamkeit von anderen oberflächenaktiven Mitteln und DispergiermittelnTreated Cement - Comparison of the effectiveness of other surfactants and dispersants
Es wurden drei Eeihen von behandelten Zementproben hergestellt, um die relative Aktivität anderer oberflächenaktiver Mittel und Dispergierungsmittel im Vergleich mit Lomar D zu bestimmen.Three sets of treated cement samples were prepared to assess the relative activity of other surfactants Agent and dispersant compared to Lomar D. to determine.
a. Die erste Reihe von Proben wurde in dem Waring-Mischapparat unter Verwendung von, in jedem Falle, 200 g Portlandzement des Typs 1 und 2,0 g 30%iger, wässriger Lösungen der verschiedenen Prüfmaterialien hergestellt. Jede Probe wurde unter Bedingungen niedriger Scherung gründlich durchmischt, und dann liess man sie mindestenst 24 Stunden lang vor dem Gebrauch härten. Die behandelten Zementproben wurden dann mit 56 g Wasser, die 0,86 g Lomar D enthielten, vermischt. Die Zusammensetzungen sind in der Tabelle III angegeben, und die Viscosität-gegen-Zeit-Beziehungen für die nassen Pasten werden in der Fig. 3 angegeben.a. The first set of samples was in the Waring blender using, in each case, 200 g Portland cement type 1 and 2.0 g 30% aqueous solutions of the various test materials. Each sample was thorough under low shear conditions mixed up, and then left for at least 24 hours harden long before use. The treated cement samples were then washed with 56 g water containing 0.86 g Lomar D, mixed. The compositions are given in Table III, and the viscosity versus time relationships for the wet pastes are indicated in FIG.
b. Eine zweite Reihe wurde in ähnlicher Weise unter Verwendung eines 7»6 1-Patterson-Kelley "V"-Mischapparates vom Flüssig-Feststoff-Typ anstelle des Waring-Mi schapp arat es und eines Niveaus der Behandlung der Zementoberfläche von 0,2$ % anstelle von 0,30 % hergestellt. Wegen der begrenzten, den Wasserbedarf herabsetzenden Kraft mehrerer der Zusatzstoffe wurde zusätzliches Wasser, wenn erforderlich, zugegeben, um die Anfangsviscositäten auf ungefähr dasselbe Niveau einzustellen. Sämtliche Proben wurden zusammen mit 0,4-3 % freiem Lomar D in dem Auffüllwasser verwendet. Die Zusammensetzungen dieser Proben und die Härte der sich ergebenden, gehärteten Pasten sind in der Tabelle IV angegeben. Die Viscosität-gegen-Zeit-Beziehungen der nassen Pasten sind in qfer Fig. 4 angegeben.b. A second series was similarly made using a 7 »6 1 Patterson-Kelley" V "mixer of the liquid-solid type in place of the Waring mixer and a level of treatment of the cement surface of 0.2 %. instead of 0.30 % . Because of the limited water-reducing power of several of the additives, additional water was added, if necessary, to adjust the initial viscosities to approximately the same level. All samples were used along with 0.4-3% free Lomar D in the make-up water. The compositions of these samples and the hardness of the resulting cured pastes are given in Table IV. The viscosity versus time relationships of the wet pastes are given in FIG.
- 17 -409840/0755- 17 -409840/0755
c. Die dritte Reihe wurde in derselben Weise wie die zweite Reihe (Patterson-Kelley-Mischer) angesetzt. Das Niveau der Behandlung der Zementoberfläche betrug ebenfalls in allen Fällen mit Ausnahme der Probe Nr. 29 (0,15 % Lomar D) 0,23 %. Alle Behandlungschemikalien wurden aus 30%igen, wässrigen Lösungen, einschliesslich einer Kontrolle, die nur Wasser darstellte, angewandt, mit Ausnahme einer aus DMSO angewandten Lomar D-Probe (Nr. 30). Diese ^roben wurden dann alle mit unveränderlichen 40 Teilen Wasser, die kein freies Lomar D oder andere Zusatzstoffe enthielten, vermischt. Die Zusammensetzungen werden in Tabelle Y und die Viscositätgegen-Zeit-Beziehung der nassen Pasten in der !"ig.f? angegeben.c. The third row was set up in the same way as the second row (Patterson-Kelley mixer). The level of treatment of the cement surface was also 0.23% in all cases with the exception of sample No. 29 (0.15 % Lomar D). All treatment chemicals were applied from 30% aqueous solutions including a control which was water only, with the exception of a Lomar D sample applied from DMSO (No. 30). These robes were then all mixed with invariable 40 parts of water that did not contain free Lomar D or other additives. The compositions are given in Table Y and the viscosity versus time relationship of the wet pastes in FIG.
- 18 409840/0755 - 18 409840/0755
Relative Wirksamkeit von Dispergierungsmitteln, Reihe 1Relative Efficacy of Dispersants, Row 1
Probe Zusatz- Zusammensetzung ' Nr. stoffSample additional composition 'no. Substance
Lieferantsupplier
OO
Lomar D CH?0-kondensiertes Naphthalinsulfonat, Natriumsalz;·· Molekulargewicht I700Lomar D CH ? 0-condensed naphthalene sulfonate, sodium salt; ·· Molecular weight 1700
Tamol N CHgO-kondensiertes Naphthalinsulfat, Natriumsalz Daxad 11G· Polymerisiertes Alkylnaphthalinsulfonat, Natriumsalz Blancol N CEUO-kondensiertes Naphthalinsulfonat,' Natriumsalz Darvan Nr.1 CH20~kondensiertes Naphthalinsulfonat, NatriumsalzTamol N CHgO-condensed naphthalene sulfate, sodium salt Daxad 11G Polymerized alkyl naphthalene sulfonate, sodium salt Blancol N CEUO-condensed naphthalene sulfonate, sodium salt Darvan No. 1 CH 2 0 ~ condensed naphthalene sulfonate, sodium salt
Petro 250 Komplexes Dimethylnaphthalinsulfonat, Natriumsalz Aerosol OS Isopropylnaphthalinsulfonat, KatriumsalzPetro 250 complex dimethylnaphthalene sulfonate, sodium salt Aerosol OS isopropyl naphthalene sulfonate, sodium salt
Alkanol S Tetrahydronaphthalinsulfonat, Natriumsalz Tanasol D Kondensierte Naphthalinsulfonate, NatriumsalzAlkanol S tetrahydronaphthalene sulfonate, sodium salt Tanasol D condensed naphthalene sulfonates, sodium salt
Pozzolith 8 Ligninsulfonat, Calciumsalz Orzan A Ligninsulfonat, AmmoniumsalzPozzolite 8 lignosulfonate, calcium salt Orzan A lignin sulfonate, ammonium salt
Orzan S Ligninsulfonat, Natriumsalz Nopco Chemical Div. Diamond ShamrockOrzan S lignin sulfonate, sodium salt Nopco Chemical Div. Diamond shamrock
Rohm & Haas Co V.R. Grace & Co. GAI1 Corp.Rohm & Haas Co VR Grace & Co. GAI 1 Corp.
Vanderbilt Chemical Corp.Vanderbilt Chemical Corp.
Petrochemicals, Co. Ing.Petrochemicals, Co. Ing.
American Cyanamid Co. ,American Cyanamid Co.,
DuPont £j>DuPont £ j>
Nopco Chemical Div. Diamond ShamrockNopco Chemical Div. Diamond shamrock
Master BuildersMaster Builders
Crown Zellerbdch Corp. ιόCrown Zellerbdch Corp. ιό
Crown Zeller^ach Corp.- ^Crown Zeller ^ ach Corp. - ^
COCO
cncn
ISJISJ
Relative Wirksamkeit von Dispergierungsmitteln, Reihe 2Relative Efficacy of Dispersants, Row 2
Probe Zueatz-Nr. stoffSample Zueatz no. material
Zusammensetzungcomposition
Lieferantsupplier
1414th
1515th
1616
17 1817 18
1919th
20 21 22 2320 21 22 23
Lomar DLomar D
Lomar PVLomar PV
Lomar NCOLomar NCO
Darvon Nr.Of which no.
BlancolBlancol
Tamol NTamol N
Daxad 11GDaxad 11G
Triton X-200Triton X-200
Triton N-57Triton N-57
Katapol PNKatapol PN
Soromin CAZ-75Soromin CAZ-75
CHpO-kondensiertes Naphthalinsuxfonat, Natriumsalz, Molekulargewicht 17OOCHpO-condensed naphthalene sulfonate, Sodium salt, molecular weight 1,700
CHpO-kondensiertes Naphthalinsuffonat, Natriumsalz, Molekulargewicht CHpO-condensed naphthalene suffonate, Sodium salt, molecular weight
CHpO-kondensiertes Naphthalinsuxfonat, Natriumsalz; freie Säure; Molekulargewicht 7OOCHpO-condensed naphthalene sulfonate, Sodium salt; free acid; Molecular weight 700
CHpO-kondensiert es Naphthalinsuffonat, NatriumsalzCHpO-condenses naphthalene suffonate, Sodium salt
CHpO-kondensiertes Naphthalinsulf onat, NatriumsalzCHpO-condensed naphthalene sulf onate, sodium salt
CHpO-kondensiertes Naphthalinsuff onat, NatriumsalzCHpO-condensed naphthalene suff onate, sodium salt
Polymerisiertes Alkylnaphthalinsulfonat, NatriumsalzPolymerized alkyl naphthalene sulfonate, Sodium salt
Sulfatiertes Polyoxyäthylenalkylphenol, NatriumsalzSulphated polyoxyethylene alkylphenol, sodium salt
Alkylarylpolyätheralkohol Polyoxyäthyliertes AlkylaminAlkylaryl polyether alcohol polyoxyethylated alkylamine
Komplexer kationischer Weichmacher Complex cationic plasticizer
Nopco Chemical Div. Diamond ShamrockNopco Chemical Div. Diamond shamrock
Nopco Chemical Div. Diamond ShamrockNopco Chemical Div. Diamond shamrock
Nopco Chemical Div. Diamond ShamrockNopco Chemical Div. Diamond shamrock
Vanderbilt Chemical Corp.Vanderbilt Chemical Corp.
GAF Corp. Rohm & HaasGAF Corp. Rohm & Haas
W.R. Grace & Co. Rohm & Haas .W.R. Grace & Co. Rohm & Haas.
Rohm & Haas GAF Corp. GAF Corp.Rohm & Haas GAF Corp. GAF Corp.
An "dem
Zement
adsorbierte Menge, % To the
cement
adsorbed amount, %
0,23 0,23 0,23 0,230.23 0.23 0.23 0.23
0,23 0,230.23 0.23
0,23 0,23 0,23 0,23 0,230.23 0.23 0.23 0.23 0.23
Lomar D-Menge in Wasser, % Lomar D amount in water, %
0,430.43
0,43 0,43 0,430.43 0.43 0.43
0,43 0,430.43 0.43
0,43 0,430.43 0.43
0,43 0,43 0,430.43 0.43 0.43
Wasser-, TeileWater, parts
29 29 29 2929 29 29 29
29 2929 29
2929
3434
33 ro33 ro
41 !so41! So
COCO
Tabelle IV (Fortsetzung) Relative Wirksamkeit von Dispergierungsmitteln, Reihe 2 Table IV (continued) Relative Effectiveness of Dispersants, Row 2
Probe Zusatz- Zusammensetzung Kr. stoffSample additional composition fuel
24 Aerosol Natrium-di-(2'-äthylhexyl)-OT lit24 Aerosol sodium di- (2'-ethylhexyl) -OT lit
O♦ ^
O
Zement
adsorbierte
Menge, % To the
cement
adsorbed
Amount, %
Menge in ■
Wasser, % Lomar D-
Amount in ■
Water, %
TeileWater,
Parts
CyanamidAmerican
Cyanamide
U
«4th
U
«
CyanamidAmerican
Cyanamide
34-1 30134-1 301
Relative Wirksamkeit von Dispergierungsmitteln,Relative effectiveness of dispersants,
Reiheline
Probe Zusatz-Kr. stoffSample additional Kr. material
Zusammensetzung LieferantComposition supplier
siehe Probe ETr. 2see sample ETr. 2
siehe Probe Hr. 1see sample Mr. 1
siehe Probe Nr. 1see sample no. 1
siehe Probe Fr. 1see sample Fr. 1
siehe Probe Hr.see sample Mr.
siehe Probe Nr.see sample no.
siehe Probe Nr.see sample no.
siehe Probe Nr. 21see sample no.21
siehe Probe Nr. 6see sample no.6
siehe Probe Nr.see sample no.
* Auf DMSO abgeschieden* Deposited on DMSO
Die Ergebnisse dieser drei Testreihen zeigen, dass die Naphthalinsulfonate als Klasse als Mittel zur Behandlung der Zementoberfläche aktiv sind. Wenn sie an der Oberfläche von trockenem Zement adsorbiert wurden, waren sämtliche Naphthalinsulfonat-Verbindungen mit Ausnahme von Petro 250 bedeutend wirksamer bei der Herabsetzung des Wasserbedarfs und der Kontrolle der Konsistenz von nassen Zementpasten als dieThe results of these three series of tests show that the naphthalene sulfonates as a class as an agent for treating the Cement surface are active. When adsorbed on the surface of dry cement, all of them were naphthalene sulfonate compounds with the exception of Petro 250, significantly more effective in reducing water consumption and Control the consistency of wet cement pastes than that
PN4-3OCatapol
PN4-3O
X-200Triton
X-200
CAZ75Soromine
CAZ75
oleatSodium-
oleat
N-57 Triton
N-57
250Petro
250
OTAerosol
OT
Zement
adsor
bierte
Menge,
%To the
cement
adsor
biert
Lot,
%
TeileWater, ·
Parts
- 22 409840/0755 - 22 409840/0755
■ο■ ο
anderen geprüften Verbindungen. Keine andere geprüfte Verbindung wies eine vergleichbare Aktivität auf.other compounds tested. No other compound tested had comparable activity.
Wie die Werte zeigen, sind die öberflächeadsorbierten Naphthalinsulfonate aktiv, ihre Aktivität wird aber stark erhöht, wenn sie zusammen mit freien Naphthalinsulfonaten (Lomar D) oder anderen herkömmlichen, den Wasserbedarf herabsetzenden Zusatzstoffen, wie Pozzolith-8 (vgl. Beispiel 7)j verwendet werden.As the values show, the surface adsorbed are naphthalene sulfonates active, but their activity is greatly increased if they are used together with free naphthalene sulfonates (Lomar D) or other conventional ones that reduce water requirements Additives such as Pozzolite-8 (see Example 7) j used will.
Die bei dieser Untersuchung geprüften Verbindungen waren repräsentative Proben von anionischen, kationischen und nicht-ionischen Dispergierungsmitteln und umfassen drei Proben von Ligninsulfonaten, den üblichsten, die Konsistenz von nassem Zement modifizierenden Mitteln.The compounds tested in this study were representative samples of anionic, cationic and non-ionic dispersants and include three samples of lignosulfonates, the most common being the consistency of wet cement modifiers.
Die gesamte Behandlung der Oberfläche erfolgte mit wässrigen Lösungen, ausgenommen bei der Probe 30, die Lomar D, das aus DMSO abgeschieden worden war, darstellte.The entire surface treatment was carried out with aqueous solutions, with the exception of sample 30, the Lomar D, the deposited from DMSO.
Wie aus der Probe Mr. 31 (Oberflächenbehandlung nur mit Wasser) zu ersehen ist, ist Wasser allein als Behandlungsmittel für die Oberfläche von trockenem Zement offensichtlich fast ebenso aktiv wie Naphthalinsulfonate bei der Herabsetzung des Wasserbedarfs von Zementpasten. Diese Probe wies jedoch eine sehr schlechte Konsistenz auf (sie setzte sich rasch ab), und die Bruchfesti'gkeitseigenschaften waren nicht anders als die von normalem Zement, der mit derselben Menge Wasser angesetzt worden war. Die Härtewerte nach 28 Tagen betrugen zum Vergleich: Kontrolle (40 Teile Wasser) - 95*4-;. mit Wasser behandelter Zement, Proben Nr. 31 - 95»4; mit Lomar D behandelter Zement, Probe Nr. 28 - 98,3.As from sample Mr. 31 (surface treatment only with As can be seen, water alone is apparently almost almost the sole treatment agent for the surface of dry cement as active as naphthalenesulfonates in reducing the water requirements of cement pastes. However, this sample had a very poor consistency (it settled quickly), and the breaking strength properties were no different than that of normal cement mixed with the same amount of water. The hardness values were after 28 days for comparison: control (40 parts of water) - 95 * 4- ;. with water treated cement, samples Nos. 31-95 »4; treated with Lomar D. Cement, sample No. 28 - 98.3.
Eine der Reihen von behandelten Zementen wurde in diesem Satz von Beispielen in einem Waring-Mischapparat, die anderen beiden Reihen in einem Patterson-Kelley-Mischapparat hergestellt.One of the series of treated cements in this set of examples was in a Waring mixer, the other two Rows made in a Patterson-Kelley mixer.
- 23 409840/0756 - 23 409840/0756
Die Ergebnisse stehen in Übereinstimmung miteinander und zeigen" an, dass die Wirkung der Mischapparate vergleichbar ist.The results are in agreement with one another and indicate "that the effect of the mixing apparatus is comparable.
Ein 2 kg-Posten Portlandzement Typ 1 wurde mit 20 ml von 30%igem, wässrigem Lomar D 5 Minuten lang in einen 7»6 1-Patterson-Kelley-Mischapparat behandelt. Den sich ergebenden, behandelten Zepent liess man 24 Stunden lang bei !Raumtemperatur härten. Ein Anteil dieses Materials wurde dann in einer Kugelmühle 20 Stunden lang gemahlen. Gleichzeitig wurde ein Posten von nicht-behandeltem Zement ebenfalls in ähnlicher Weise während derselben Zeitspanne gemahlen und diente als Kontrollprobe. Ein 200 g-Anteil dieses gemahlenen, unbehandelten Zements wurde dann in einem Waring-Mischapparat unter Bedingungen niedriger Scherung mit 2 ml 30%igem, wässrigem Lomar D behandelt, und die Probe liess man übernacht vor dem Gebrauch "altern". Der Lomax D-Gehalt der Probe betrug 0,3 %. Dann wurden aus diesen vier Proben und dem ursprünglichen, nicht gemahlenen, unbehandelten Zement - insgesamt fünf Proben Zementpasten hergestellt: 1) Unbehandelt, ungemahlen; 2) unbehandelt, gemahlen; 3) behandelt (0,3 % Lomar D)1 gemahlen; 4) gemahlen, dann behandelt (0,3 % Lomar D); und 5) behandelt (0,3 % Lomar D), ungemahlen. In allen Fällen wurden 29 Teile Wasser, die 0,30 Teile freies Lomar D enthielten, verwendet. Als zusätzliche Kontrolleprobe wurde eine Breiprobe (Probe 6) hergestellt, bei der unbehandelt er, in der Kugelmühle gemahlener Zement mit 29 Teilen Wasser, die 0,60 Teile freies Lomar D enthielten, vermischt wurde. Die Ergebnisse sind in der Fig. 6 zusammengestellt.A 2 kg batch of Type 1 Portland cement was treated with 20 ml of 30% aqueous Lomar D for 5 minutes in a 7 »6 1 Patterson-Kelley mixer. The resulting treated Zepent was allowed to cure for 24 hours at room temperature. A portion of this material was then ground in a ball mill for 20 hours. At the same time, a batch of untreated cement was also similarly ground for the same period of time and served as a control sample. A 200 g portion of this ground, untreated cement was then treated with 2 ml of 30% aqueous Lomar D in a Waring blender under low shear conditions and the sample allowed to "age" overnight prior to use. The Lomax D content of the sample was 0.3%. Then, from these four samples and the original, unmilled, untreated cement - a total of five samples were made cement pastes: 1) Untreated, unground; 2) untreated, ground; 3) treated (0.3% Lomar D) 1 ground; 4) ground then treated (0.3% Lomar D); and 5) treated (0.3% Lomar D), unground. In all cases 29 parts of water containing 0.30 parts of free Lomar D were used. As an additional control sample, a pulp sample (sample 6) was prepared in which untreated cement, ground in a ball mill, was mixed with 29 parts of water containing 0.60 parts of free Lomar D. The results are shown in FIG. 6.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass das Mahlen von Lomar D behandeltem Zement die Wirkung der Behandlung aufhebt. Der gemahlene, behandelte Zement ist trotz der 0,30 % Lomar D,The results clearly show that grinding Lomar D treated cement negates the effects of the treatment. The ground, treated cement is despite the 0.30 % Lomar D,
- 24-409840/0755 - 24- 409840/0755
die er enthält, nicht aktiver als unbehandelter Zement. Es lässt sich voraussagen, dass das Mahlen den Blaine-Wert erhöht und die relative Wirksamkeit einer gegebenen Menge des Lomar D wegen der erhöhten spezifischen Oberfläche des Zementes herabsetzt (vgl. Kurven 4 und 5)· -A-Is spezielle Folge hiervon muss der Blaine-Wert des Zementausgangspulvers bei der Bestimmung der optimalen Menge an Lomar D berücksichtigt werden.which it contains, no more active than untreated cement. It it can be predicted that milling will increase the Blaine value and the relative effectiveness of a given amount of Lomar D because of the increased specific surface area of the cement decreases (cf. curves 4 and 5) · -A-Is special sequence of this, the Blaine value of the cement base powder must be taken into account when determining the optimal amount of Lomar D. will.
Lomar D-behandelter Zement - Wirkung von freiem Dispergiermittel Lomar D-treated cement - effect of free dispersant
Ein Posten von Zement, der mit 0,15 % Lomar D (aus einer 30*igen, wässrigen Lösung abgeschieden) oberflächenbehandelt worden war, wurde, wie in Beispiel 6 beschrieben, in dem Patterson-Kelley-Mischapparat hergestellt. Dann wurden zwei Zementbreiproben hergestellt, indem 100 Teile behandelter Zement und 28 Teile Wasser verwendet wurden, die in dem einen lalle 0,43 Teile freies Lomar D und in dem anderen 0,43 Teile Pozzolith 8 enthielten. Die Viscosität- egen-Zeit-Beziehungen wurden für die nassen Pasten bestimmt und werden in der Fig. 7 graphisch wiedergegeben.A batch of cement containing 0.15% Lomar D (from a 30 *, aqueous solution deposited) was surface-treated, as described in Example 6, in the Patterson-Kelley mixer manufactured. Then two cement slurry samples were prepared by adding 100 parts treated cement and 28 parts Water used in one lalle 0.43 parts free Lomar D and 0.43 parts Pozzolite 8 in the other. The viscosity-time-relationships were established for the wet pastes are determined and are shown graphically in FIG.
Die Ergebnisse zeigen, dass Lomar D-behandelter Zement, der zusammen mit entweder mehr freiem Lomar D oder Pozzolith 8 in dem Auffüllwasser verwendet wird, mit nur 28 Teilen Wasser verarbeitbare Konsistenzen ergibt. Unter den Bedingungen dieses Tests war das freie Lomar D etwas wirksamer als das freie Pozzolith 8. Auf Grund dieses Befundes ist zu vermuten, dass Lomar D-behandelter Zement zusammen mit herkömmlichen Zementzusatzstoffen bei voraussagbaren Ergebnissen verwendet werden kann.The results show that Lomar D-treated cement combined with either the more free Lomar D or Pozzolite 8 in which make-up water is used, results in workable consistencies with only 28 parts of water. Under the conditions In this test, the free Lomar D was somewhat more effective than the free Pozzolite 8. Based on this finding, it can be assumed that that Lomar uses D-treated cement along with conventional cement additives for predictable results can be.
- 25 -409840/0755- 25 -409840/0755
341 301 341 301
Beispiel 8Example 8
Ein'Posten von Zement, dessen Oberfläche mit 0,15 % Lomar D (aus einer 30%igen, wässrigen Lösung abgeschieden) behandelt · worden war, wurde, wie in Beispiel 6 beschrieben, in den Patterson-Kelley-Mischapparat hergestellt. Dann wurden Zementbreiproben nach Alterung s ζ ei ten von 5 Minuten, 15 Minuten, 1 Stunde und 24- Stunden unter Verwendung von 28 Teilen Wasser, die 0,4-3 Teile freies Lomar D gelöst enthielten, hergestellt. Als Kontrolle wurde aus einer Probe des unbehandelten Zements auch ein Zementbrei angesetzt, wobei in diesem Falle 0,58 Teile von gelöstem, freiem Lomar D in den 28 Teilen Auffüllwasser verwendet wurden. (Es wurde somit dieselbe Menge an Lomar D in allen Fällen verwendet.) Die Viscosität-gegen-Zeit-Beziehungen sind in der Fig. 8 wiedergegeben (Proben A bis E). Auch sind in der Fig. 8 die Viscosität-gegen-Zeit-Beziehungen von Zementpasten angegeben, die aus einer mit 0,23 % Lomar D-behandelten Zementprobe hergestellt und 24- Stunden bzw. 115 Tage lang gealtert worden waren (Proben F und G).A batch of cement, the surface of which had been treated with 0.15% Lomar D (deposited from a 30% strength aqueous solution), was produced as described in Example 6 in the Patterson-Kelley mixer. Then cement paste samples were prepared after aging periods of 5 minutes, 15 minutes, 1 hour and 24 hours using 28 parts of water which contained 0.4-3 parts of free Lomar D dissolved. As a control, a cement paste was also prepared from a sample of the untreated cement, in which case 0.58 parts of dissolved, free Lomar D were used in the 28 parts of make-up water. (The same amount of Lomar D was thus used in all cases.) The viscosity-versus-time relationships are shown in FIG. 8 (samples A to E). FIG. 8 also shows the viscosity-versus-time relationships of cement pastes which were prepared from a cement sample treated with 0.23% Lomar D and aged for 24 hours and 115 days (samples F and G ).
Die Ergebnisse zeigen, dass in wässriger Lösung aufgebrachtes Lomar D eine Alterungszeit, die langer als etwa 5 Minuten ist, verlangt, um die ungewöhnlichen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung zu verleihen. Optimale Eigenschaften erhält man nach einer Alterung von 15 Minuten oder langer. Ausgedehnte Alterungszeiten ändern die Eigenschaften des behandelten Zements nicht.The results show that Lomar D applied in aqueous solution has an aging time that is longer than about 5 minutes, required to impart the unusual properties of the present invention. Preserves optimal properties one after aging for 15 minutes or more. Expansive Aging times do not change the properties of the treated cement.
Die Wirksamkeit von mit Lomar D behandeltem Zement auf die Gefrier-Auftau-Beständigkeit von geschäumtem LeichtbetonThe effectiveness of cement treated with Lomar D on the freeze-thaw resistance of foamed lightweight concrete
- 26 40984(3/0755 - 26 40984 (3/0755
341 301 Λ\341 301 Λ \
wurde in einer Reihe von vier Versuchen "bestimmt. Zwei Massen wurden aus "behandeltem Zement und zwei Kontrollmassen aus unbehandeltem Zement hergestellt. Bei sämtlichen Proben wurde gemahlener Sand verwendet, der durch Kugelmahlen von herkömmlichem Sand während 8 Stunden hergestellt worden war. Zwei der Proben - die eine mit behandeltem Zement, die andere ohne enthielten auch etwas gebrannten Gips (Plaster of Paris). Die Massen wurden folgendermassen hergestellt: 400 Teile gemahlener Sand wurden mit 120 Teilen heissen Wassers vermischt. 100 Teile des Zements und fakultativ 3 Teile gebrannter Gips wurden dann der nassen Sandmischung zugesetzt und bis zur Erzielung einer gleichmässigen Konsistenz gerührt. Zusätzlich wurde heisses Wasser, wenn erforderlich, zugegeben, um eine rührbare Konsistenz zu erzielen. Als nächstes wurden in einem besonderen Vorgang 0,43 Teile Aluminiumpulver mit 45 Teilen heissen Wassers vermischt, und es wurde gründlich bis zur Homogenität gerührt. Dieses Gemisch wurde dann rasch mit dem nassen Zement (Gips) und dem Sandbrei vermischt. Nach dem gründlichen Durchmischen wurde der warme, nasse Brei in eine Form mit geraden Wänden gegossen. Der Schaum beginnt fast augenblicklich zu steigen und erreicht seine grösste Höhe nach etwa 2 Stunden. Danach werden die Proben in einen Wasserdampfautoklaven gebracht, und der Druck wird allmählich erhöht, damit sich eine Wasserdampf temperatur von etwa 190 C ergibt, bei der die Proben etwa 16 Stunden gehalten werden. Die Dichten der sich, ergebenden Schäume betrugen 0,7 bis 0,8 g/cnr.was determined in a series of four experiments ". Two masses were made from treated cement and two controls made from untreated cement used ground sand made by ball milling conventional sand for 8 hours. Two of the samples - one with treated cement, the other without also some baked plaster (Plaster of Paris). The masses were made as follows: 400 parts ground sand was mixed with 120 parts of hot water. 100 parts of the cement and optionally 3 parts of plaster of paris were then added to the wet sand mixture and stirred until a uniform consistency was achieved. Additionally hot water was added if necessary to achieve a stirrable consistency. Next were in one special process 0.43 parts aluminum powder with 45 parts mixed with hot water and stirred thoroughly until homogeneous. This mixture was then quickly with the wet cement (gypsum) and the sand slurry mixed together. After thorough mixing, the warm, wet pulp became into a Cast shape with straight walls. The foam is almost starting to climb instantly and reach its maximum height after about 2 hours. The samples are then placed in a steam autoclave brought, and the pressure is gradually increased so that a water vapor temperature of about 190 C results, where the samples are held for about 16 hours. The densities of the resulting foams were 0.7-0.8 g / cm3.
Die Gefrier-Auftau-Beständigkeit der geschäumten Betonproben wurde in folgender Weise bestimmt: Aus dem geschäumten Kuchen wurden 2,5 x 2,5 x 7»5 cm grosse Testblöcke.ausgeschnitten. Diese Probenblöcke wurden in eine Wasserpfanne bis zur Sättigung eingetaucht. Die Pfanne und ihr Inhalt wurden dann in einen Gefrierschrank gestellt und festgefroren. Nach 16 Stunden wurden die Pfanne und der Inhalt aus dem Gefrierschrank herausgenommen, und man liess den Inhalt während 8 Stunden tauen. Diese Arbeitsweise wurde mehrere Male wieder-The freeze-thaw resistance of the foamed concrete samples was determined in the following way: 2.5 x 2.5 x 7 »5 cm large test blocks were cut out of the foamed cake. These sample blocks were immersed in a pan of water until saturated. The pan and its contents were then placed in a freezer and frozen solid. After 16 hours, the pan and its contents were out of the freezer taken out and allowed to thaw the contents for 8 hours. This way of working has been repeated several times.
- 27 409848/075* - 27 409848/075 *
341 301341 301
holt. Die Proben wurden nach Jedem Zyklus untersucht, um den Grad der Schädigung zu "bestimmen, der durch das Gefrieren und Auftauen verursacht wurde.get. The samples were examined after each cycle to To determine the degree of damage caused by freezing and thawing was caused.
Die Zusammensetzungen der Proben und die Ergebnisse des Gefrier-Auftau-Tests sind in Tabelle VI zusammengestellt.The compositions of the samples and the results of the freeze-thaw test are shown in Table VI.
Geschäumter Beton: Zusammensetzungen und Gefrier-Auftau-Stabi-Foamed concrete: compositions and freeze-thaw stability
litätlity
Probe Ur.Sample ur.
Zusammensetzungen (,Gew. teilet Unbehandelter Zement Mit 0,15 % Lomar D- Compositions (, parts by weight Untreated cement with 0.15% Lomar D-
100100
100100
AbsplitternLittle
Chipping
ge Zerstö
rung der
OberflächeCompletely
ge Destroy
tion of the
surface
Verän
derungNo
Change
change
Verän
derungNo
Change
change
dige Zer
störung
der Ober
flächeCompletely
dige zer
disturbance
the waiter
area
se Zer
störung
der Ober
flächePartially
se zer
disturbance
the waiter
area
Verän
derungNo
Change
change
Die Ergebnisse zeigen, dass aus mit Lomar D behandeltem Zement hergestellte, geschäumte Betonproben eine viel bessere Gefrier-Auftau-Beständigkeit als Schäume aufweisen, die aus herkömmlichem Zement hergestellt worden sind.The results show that from cement treated with Lomar D. foamed concrete samples produced a much better freeze-thaw resistance than foams made from conventional cement.
409840/0755409840/0755
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHJ | Non-payment of the annual fee |