Verfahren zum Wasserdichtmacven von zementhaltiben Baustoffen. Zur Herstellung von wasserdichtem Ze ment werden in der Regel Verbindungen und Gemische verwendet, welche zum grössten Teil aus fett- oder bitumenhaltigen Produk ten bestehen. Obwohl die wasserabstossende Wirkung dieser Stoffe ohne weiteres zu gestanden wird, ergeben sich doch oft wesent liche Nachteile bei ihrer Anwendung.
Es hat sich nämlich herausgestellt, dass fast alle Körper, welche organische Fette als solche oder auch als Salze enthalten, den Zement schädigen, wahrscheinlich weil sie ihm nicht wesensverwandt sind.
Es wurde nun gefunden, dass verdünnte wässerige Lösungen der Alkalialuminat- hydrate allein oder in Mischung mit andern Stoffen ausserordentlich wirkungsvolle Dich- tungsmittel für Zement sind. Stellt man zum Beispiel aus 1 Gewichtsteil Zement und 4 Gewichtsteilen körnigem Mauersand nach dem Anmachen mit Wasser Mörtelplatten von 2 cm Stärke her, so zeigen diese Platten selbst nach längerem Lagern bei der Prü- fung auf Wasserdurchlässigkeit ein lebhaftes Durchsickern des Wassers bereits bei nie drigem Druck.
Benutzt man aber an Stelle des Anmachewassers für die Herstellung solcher Mörtelplatten wässerige Lösungen von Alkalialuminathydraten, beispielsweise Natrium- oder Kaliumaluminathydrat oder Gemische von verschiedenen Alkalialuminat- hydraten derart, dass auf etwa 100 kg Port- landzement 1,5 kg der gelösten Substanz kommen, so erweisen sich die unter sonst ganz gleichen Bedingungen hergestellten Mörtelplatten selbst bei hohem Wasserdruck als'vollkommen wasserdicht.
Eine Erklärung für diese überraschende Erscheinung lässt sich nicht ohne weiteres geben. Es kann angenommen werden, dass ein Teil der dichtenden Wirkung auf das Ausfallen von (einst verteiltem Tonerde hydrat in den Poren des Mörtels während der Abbindung zurückzuführen ist.
Unter "Alkalialuminathydrat" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Verbin- dung zu verstehen, in der ein Radikal aus Aluminium- und Sauerstoffatomen als Anion auftritt, wogegen in Aluminiumsalzen das Aluminium als Kation existiert.
Im che mischen Sinne ist das Kation Al<B>..</B> ein ganz anderer Stoff als, das Anion A103', und Untersuchungen über den Zusatz des Kations Al+++zum Anmachewasser von Zement lassen keine Schlüsse über den Zusatz des Anions A103"' zu. Über die Wirkung der Alkali aluminathydrate auf Zement hinsichtlich der Erhöhung der Wasserdichtigkeit liegen keine Veröffentlichungen vor.
Solche Aluminathydrate bilden sich, wenn man Tonerdehydrat in wässerigen Lö sungen der Alkalihydroxyde auflöst, im Gegensatz zu den gewöhnlich mit ,.Alu- minaten" bezeichneten wasserfreien Verbin dungen der Tonerde mit den Basen der Alkali- und der Erdalkaligruppe.
Die Alkalialuminathydrate besitzen auch gegenüber den wasserfreien Alkalialumiraten die wichtige Eigenschaft, dass sie ausser ordentlich leicht der Hydrolyse unterliegen, ohne dabei wesentlich auszuflocken. Sie zer fallen teilweise in freies Alkali und freies Aluminiumhydroxyd, welch letzteres durch das Alkali peptisiert und hierdurch teilweise in kolloidaler Form in Lösung gehalten wird. Zum Anmachen des Zementes wird eine solche stabile, aber leicht hydrolysier- bare Alkalialuminatlösung einzelner Alkali metalle oder Mischungen derselben verwen det.
Insbesondere hat sich in der Praxis die Mischung von Natriumaluminathydrat mit Kaliumaluminathydrat und auch reines Ka- liumaluminathydrat von grossem Nutzen er wiesen. Das Natriumaluminathydrat disso ziiert unter gewissen Bedingungen in Alu miniumhydrat und Natriumhydrat. Dieses setzt sich an der Luft allmählich zu Na triumkarbonat um,. welches unter der Ein wirkung von Feuchtigkeit kristalli; iertes Natriumkarbonat mit 10 Mol. Wasser bilden kann.
Dadurch liegt die Gefahr nahe, dass bei Bauteilen, welche mit Natrium aluminathydrat hergestellt wurden und zeit- weise der Luft bezw. der Kohlensäure der Luft ausgesetzt sind, im Innern der Bauteile kristallisierte Soda entsteht, welche den Zu sammenhalt und die Festigkeit derselben ge fährden kann. Dieser Nachteil tritt bei der Verwendung von Kaliumaluminathydrat nicht ein, denn Kaliumkarb nat scheint mit Wasser keine Hydrate zu bilden, welche in folge starker Volumenzunahme Treiberschei- nungen auslösen.
Bereits bei Verwendung von Mischungen von Natrium- mit Kaliumaluminathydraten treten die oben geschilderten Treiberschei- nungen wesentlich zurück.
Der Wert obiger Erfindung besteht auch darin, dass die oben geschilderte Ausfällung der Tonerde in den Poren aus einem einheit lichen anorganischen und dem Zement wesensverwandten Material besteht, so dass eine spätere Veränderung desselben, wie bei Ölen, Fetten und Bitumen, nicht zu be fürchten ist.
Process for waterproofing construction materials containing cement. For the production of waterproof cement, compounds and mixtures are generally used, which for the most part consist of products containing fat or bitumen. Although the water-repellent effect of these substances is readily admitted, there are often substantial disadvantages in their use.
It has been found that almost all bodies which contain organic fats as such or also as salts damage the cement, probably because they are not essentially related to it.
It has now been found that dilute aqueous solutions of the alkali metal aluminate hydrates, alone or in a mixture with other substances, are extremely effective sealants for cement. If, for example, 1 part by weight of cement and 4 parts by weight of granular wall sand are made into mortar slabs 2 cm thick after being mixed with water, these slabs show vigorous water seeping through even after long periods of storage when testing for water permeability, even at low pressure .
If, however, aqueous solutions of alkali aluminate hydrates, for example sodium or potassium aluminate hydrate or mixtures of various alkali aluminate hydrates, are used instead of the mixing water for the production of such mortar slabs, so that for about 100 kg of Portland cement there are 1.5 kg of the dissolved substance The mortar boards produced under otherwise identical conditions prove to be completely watertight even under high water pressure.
An explanation for this surprising phenomenon cannot be given easily. It can be assumed that part of the sealing effect is due to the precipitation of (once distributed alumina hydrate) in the pores of the mortar during setting.
For the purposes of the present invention, “alkali aluminate hydrate” is to be understood as a compound in which a radical composed of aluminum and oxygen atoms occurs as an anion, whereas aluminum exists as a cation in aluminum salts.
In the chemical sense, the cation Al <B> .. </B> is a completely different substance than 'the anion A103', and studies on the addition of the cation Al +++ to the mixing water for cement do not allow any conclusions to be drawn about the addition of the Anions A103 "'. There are no publications on the effect of alkali aluminate hydrates on cement with regard to increasing water resistance.
Such aluminate hydrates are formed when alumina hydrate is dissolved in aqueous solutions of the alkali hydroxides, in contrast to the anhydrous compounds of the alumina with the bases of the alkali and alkaline earth groups, which are usually referred to as "alumins".
The alkali aluminate hydrates also have the important property compared with the anhydrous alkali alumirates that they are not only easily subject to hydrolysis without flocculating significantly. They partially disintegrate into free alkali and free aluminum hydroxide, which the latter is peptized by the alkali and thereby partly kept in solution in colloidal form. Such a stable, but easily hydrolyzable alkali metal aluminate solution of individual alkali metals or mixtures thereof is used to make the cement.
In particular, the mixture of sodium aluminate hydrate with potassium aluminate hydrate and also pure potassium aluminate hydrate has proven to be of great use in practice. The sodium aluminate hydrate dissociates under certain conditions into aluminum hydrate and sodium hydrate. In the air, this gradually converts to sodium carbonate. which crystallizes under the action of moisture; ated sodium carbonate with 10 mol. of water.
This means that there is a risk that components which were manufactured with sodium aluminate hydrate and are temporarily exposed to the air or are exposed to carbonic acid in the air, inside the components crystallized soda is produced, which can endanger the cohesion and strength of the same. This disadvantage does not arise when using potassium aluminate hydrate, because potassium carbide does not seem to form any hydrates with water, which cause driving phenomena as a result of a strong increase in volume.
Even when using mixtures of sodium and potassium aluminate hydrates, the driver phenomena described above are significantly reduced.
The value of the above invention also lies in the fact that the above-described precipitation of the clay in the pores consists of a uniform inorganic material that is essentially related to cement, so that there is no need to fear later changes to it, as is the case with oils, fats and bitumen .