DE2524199B2

DE2524199B2 - Verfahren zur herstellung von warmgehaerteten formteilen aus zement

Info

Publication number: DE2524199B2
Application number: DE19752524199
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr.; Cherubim Martin Dr.; 4130 Moers; Renkes Karl Heinz 4132 Kamp-Lintfort Josten
Original assignee: Deutsche Texaco AG
Current assignee: Wintershall Dea International AG
Priority date: 1975-05-31
Filing date: 1975-05-31
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2524199A1; JPS51147531A; SE404017B; US4125497A; SE7605939L; DE2524199C3

Description

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Gegenstand des Hauptpatents DT-PS 23 53 490 ist ein Verfahren zur Herstellung von warmgehärteten Formteilen aus Zement, dem auch anorganische Zuschlagstoffe eingemischt sein können, und einem Kondensationsharz, wobei der Zement mit einer wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Lösungeines Aceton-Formaldehyd-Harzes angeteigt, und nach dem Eingießen in die Form bei einer Temperatur zwischen 30 und 100°C gehärtet wird.

Auf 100 Gew.-Teile Zement werden 10-100 Gew.-Teile Aceton-Formaldehyd- (nachstehend mit »AF-« abgekürzt) Harzlösung, bezogen auf den Feststoffgehalt eingesetzt Das AF-Harz ist vorzugsweise ein bei 20-100°C alkalisch kondensiertes Harz eines AF-Molverhältnisses von 1 : 1,5-5, und wird am besten als 30-60gewichtsprozentige wäßrige oder wäßrig-alkoholische Lösung eingesetzt In dem Harz können bis zu 25 % des Acetons durch andere gegenüber Formaldehyd reaktive Verbindungen ausgetauscht sein.

Wie in dem Hauptpatent offenbart, lassen sich Formteile aus Zement, der auch mit anorganischen Zuschlagstoffen vermischt sein kann, in erheblich kürzerer Zeit aushärten, wenn man den Zement mit einer AF-Harzlösung anmacht und bei erhöhten Temperaturen, nämlieh im Bereich von 30-100⁰C, vorzugsweise 60-90⁰C aushärtet. Die Härtung kann be. Normaldruck oder bei erhöhtem Druck bis zu 15Okp/cm² vorgenommen werden. Zu dem Vorteil der schnelleren Aushärtung kommt noch eine wesentliche Verbesserung der Biegefestigkeit hinzu.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, die Biegefestigkeit der gehärteten Formteile noch weiter zu verbessern. Es ist überraschend gefunden worden, daß sich diese Aufgabe dadurch lösen läßt, daß beim Verfahren gemäß Hauptpatent (DT-PS 23 53 490) dem mit der AF-Harzlösung angeteigten Zement 0,1-0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Sand und Zement, eine Seife eines zwei- oder dreiwertigen Metalls eingemischt wird. 65

Metallseifen haben in den verschiedensten Industriezweigen Verwendung gefunden. So werden sie z. B. eingesetzt als: Schmiermittelzusatz, Suspendiermittel von Pigmenten in Farben, Aktivatoren bei der Kauischukvulkanisation, Stabilisatoren für PVC, Emulgatoren fürkosmetische Wasser-in-Öl-Emulsionen.Zusatz zu Pasten und Wachsen, Gleitmittel bei der Herstellung von Leichtmetallspritzteilen. Erwähnt sei auch noch, daß man Calciumstearat Zement zugesetzt hat, um die Beständigkeit der Straßen gegen Salzwasser zu verbessern. Bei diesen Verwendungszwecken wird vornehmlich von der hohen Oberflächenaktivität der Metallseifen Gebrauch gemacht. In keinem Fall wurden aber Metallseifen zur Verbesserung von mechanischen Eigenschaften herangezogen.

Es war daher nicht voraussehbar, daß Metallseifen in Formteilen aus Zement, ggf. anorganischen Zuschlagstoffen, und AF-Harz eine Erhöung der Biegefestigkeit bewirken würden. Außer der Biegefestigkeit wird auch noch das Setzvermögen verbessert Hierunter versteht man die Verdichtung der Zement-Sand-Mischung; je besser das Setzvermögen der Mischung ist, umso leichter ist das Entformen und umso glatter sind die Oberflächen des Formkörpers.

Als Metallseifen sind die Seifen aller zwei- und dreiwertigen Metalle, wie Calcium, Barium, Magnesium, Aluminium, Zink, Mangan, geeignet. Selbstverständlich können auch Seifen anderer zwei- oder dreiwertiger Metalle, wie z. B. Kobalt, Kupfer, Nickel, verwendet werden, doch wird man aus wirtschaftlichen Gründen den erstgenannten Metallen den Vorzug geben.

Der anionische hydrophobe Teil der erfindungsgemäß eingesetzten Metallseifen kann der Rest irgendeiner der allgemein für Metallseifen üblichen Säuren sein; das sind z. B. die gesättigten und ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren mit 10-20C-Atomen, wie Stearin-, Palmitin; Laurin- und Ölsäure; die Harzsäuren des Kolophoniums und die Naphthensäuren. Besonders bevorzugt wird Calciumstearat, weil diese Metallseife am günstigsten zur Verfügung steht

Die Erfindung wird auch die nachstehenden Beispiele noch deutlicher werden.

Beispiel 1

Es wurden in einem Labormischer 750 g Sand und 250 g Portlandzement zunächst 2 Minuten trockengemischt, dann wurden 100 g einer 60gewichtsprozentigen wäßrigen AF-Harzlösung eines Aceton-Formalclehyd-Molverhältnisses von 1 : 2, sowie die in der folgenden Tabelle angegebenen Metallsalzmengen zugegeben und weitere 2 Minuten gemischt.

Aus diesen Mischungen wurden in einer Rammbüchse (nach VDG-Merkblatt P 71 vom Jan. 1970) Stäbe hergestellt. Die Härtungsbedingungen waren: 2 Stunden bei 8O⁰C.

Aus der folgenden Tabelle sind die bei den einzelnen Versuchen dieses Beispiels eingesetzten Mengen Metallseife sowie die Biegefestigkeitswerte, die an den gehärteten Prüfstäben ermittelt wurden, zu entnehmen:

Tabelle 1

Versuch % Ca-Stearat bezogen auf Biege-Nr. die Gesamtfeststoffmenge festigkeit
der angeteigten Zementmischung (N/cm²)

0,1
0,2
0,4

680
800
910
840

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, aber anstelle von Calciumstearat Aluminiumstearat verwendet. Die Versuche dieses Beispiels und die jeweils ermittelten Biegefestigkeiten sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Tabelle 2

Versuch % Al-Stearat, bezogen Biegefestigkeit

Nr. auf Gesamtfeststoff

menge (N/cm²)

0,1
0,2
0,4

780
920
820

Tabelle 3

Versuch % Mg-Stearat, bezogen Biegefestigkeit

Nr. auf Gesamtfeststoff

menge (N/cm")

0,1
0,2
0,4

740
860
780

Beispiel 4 Beispiel 3

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, aber anstelle von Calciumstearat Magnesiumstearat benutzt. Die Versuche dieses Beispiels und die ermittelten Biegefestigkeiten sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, aber anstelle der 60gewichtsprozentigen wäßrigen AF-Harz-Lösung eineSSVoige wäßrig-aikohoHsche AF-Harzlösung, erhalten durch Verdünnen der 80%igen wäßrigen Vorratslösung mit Isopropanol auf einen Feststoffgehalt von 55 % eingesetzt.

Ohne Metallseifenzusatz wurde eine Biegefestigkeit jo von 980 N/cm² ermittelt, nach Zusatz von 0,35 % Ca-Stearat betrug die Biegefestigkeit 1070 N/cm .

Bei allen Beispielen sind die angegebenen Biegefestigkeitswerte Durchschnittswerte von jeweils fünf Prüfkörpern. Die Abweichungen vom Mittelwert liegen bei ±15%, was bei derartigen Prüfungen üblich ist, da sich die äußeren Einflüsse, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit stark auf die Meßwerte auswirken.

Claims

Patenunsprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von wärmegehärteten Formteilen aus Zement, dem auch anorganische Zuschlagstoffe eingemischt sein können, und einem Kondensationsharz, wobei der Zement mit einer wäßrigen oder wäßrig-alkoholischen Lösung eines Aceton-Formaldehyd-Harzes angeteigt, und nach dem Eingießen in die Form bei einer Temperatur zwischen 30 und 100⁰C gehärtet wird, nach DT-PS 2353490, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit der Aceton-Formaldehyd-Harzlösung angeteigten Zement 0,1 -0,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von Sand und Zement, einer Seife eines zwei- oder dreiwertigen Metalls eingemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Calcium- oder Aluminium-Seife eingemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumstearat eingemischt wird.