CN101759408A - 疏水化的含水泥的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及疏水化的含水泥的组合物，其特征在于，基于水泥的比例，其具有大于0.15重量％比例的有机硅化合物，所述有机硅化合物是基于至少一种选自烷氧基硅烷的有机硅化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的有机硅化合物。本发明还涉及所述组合物的制备方法及其用途。

Description

疏水化的含水泥的组合物
技术领域
本发明涉及新的疏水化的含水泥的组合物及其制备方法。
背景技术
水泥类材料和组合物，如粘合剂、混凝土和建筑材料、预制混凝土构件和可从它们制备的混凝土制品，如管材、墙段或铺路板，通常被用在墙壁、地板、屋顶中或被用于制备它们。所述水泥类材料经常会暴露于水中，由于这些材料通常多孔，水能够渗入其中。通过使用合适的集料(aggregate)或添加剂和用它们制备的配制物，可在很大程度上降低该固有的孔隙率。但是，完全避免孔隙率通常是不能达到的。因此，整个行业正在寻找使所述的材料制成防水并因此防水的方法。已证实两种有希望的方法，一种内部方法和一种外部方法。所述的内部方法包括在硬化前在基于作为粘合剂的水泥的液体混合物中加入疏水性-防水-物质或者加入在反应或硬化完成后产生某种防水效果的活性物质。迄今为止，为了该目的，在商业上已成功使用的物质优选的是脂肪酸-基材料，特别是硬脂酸盐和油酸盐。但是，为了达到良好的疏水性(防水)效果，必须加入相对较大量的这些物质，并且由于这个原因，不能排除这些物质对于硬化的水泥基材料的其它材料性质的显著影响。
如果将外部方法用于疏水化，可基本排除在其它材料性质中的这样的变化。在这些方法中，将所述的物质施用于硬化的水泥基材料。通常使用低粘度物质或糊剂，其活性物质能够渗入孔中，例如有机硅化合物。可将这些物质以例如水性乳液的形式使用。但是，也可以它们与其它溶剂的混合物使用，或者甚至直接使用(如果所述的有机硅材料本身具有足够的流动性)。为了达到足够的防水效果，通常需要对水泥基材料进行多种处理。硬化的材料的这种处理以及后续处理使这种外部方法相对复杂。
为了将这些物质在后续的外部浸渗表面上的良好的疏水性质与硬脂酸盐和油酸盐的易于使用的优势相结合，已建议向水泥基混合物中加入有机硅材料混合物。已经以水性乳液的形式使用可水解的硅-氢化合物的有机硅材料。
在WO 02/090287中，进一步地发展该方法为将有机硅材料的水性乳液加入至液体水泥基混合物中，所述的乳液具有0.25重量％至4.5重量％的烷氧基硅烷和0.1重量％至2.0重量％的烷氧基硅氧烷。基于上述的含水泥的组合物，乳液的比例是0.1-2％。由此，在含水泥的混合物中有机硅化合物的最大比例是6.5％×2％＝0.13重量％。由此，在含水泥的混合物中有机硅化合物的最大比例是0.35％×0.1％＝0.00035重量％。根据实施例C，通过加入9份水稀释具有30％固体含量的乳液。在实施例C中，基于水泥的比例，以1.1重量％的比例使用该稀释乳液。由此，基于含水泥的组合物，有机硅化合物的比例是0.033重量％。
除因渗水对结构和建筑材料或者它们的产品的损害之外，如因霜冻和因盐与水的水合作用形成的浸出、盐置换和散裂的损害(通常特别通过使用外部防水剂进行抑制)，即所谓的风化也出现在多种建筑材料上，如裸露的混凝土、铸石或铸砖。
除总体视觉外观的纯美学损害之外，如在混凝土铺路板或建筑物外立面(building facades)的情况下，在材料表面上的风化现象也可能导致在材料性质上的限制，如归因于粘结剂的浸出的隔热性质的退化或在机械强度上的下降。
二次风化(secondary efflorescence)的含义是盐通过渗入水而溶解，通过毛细管传递到达表面，在水蒸发后，它们作为剩余物遗留在表面上的作用。通过后续的疏水化作用可抑制该作用。
但是，即使在水泥-结合体系(cement-bound system)的制备过程中也出现风化，其不能通过后续进行的疏水化作用而进行抑制。在制备过程中出现的风化通常是指初次风化(primary efflorescence)。所述初次风化推测是由于存在的氢氧化钙在材料表面与空气中的二氧化碳作用转变为不溶的碳酸钙。
发明内容
从该现有技术出发，本发明的目的是提供将水泥基/含水泥材料疏水化的改进方法。具体地，防止风化(二次的和任选地初次的)作用。初次风化的含义是在制备过程中，特别是在材料的硬化过程中，水泥基/含水泥材料表面上的盐晶体或盐类晶体的形成/沉积。如上所述，这样的初次风化的形成可能导致材料的损害。
出人意料地，发现了比现有技术中所描述的水泥基组合物的防水性质显著地更好的含水泥的组合物，其中，基于水泥的比例，所述含水泥的组合物具有大于0.15重量％比例的有机硅化合物，所述的有机硅化合物在各种情况下基于至少一种选自烷氧基硅烷和至少一种选自烷氧基硅氧烷的有机硅化合物。
因此，本发明涉及含水泥的组合物，其特征在于，基于水泥的比例，所述组合物具有大于0.15重量％比例的有机硅化合物，所述有机硅化合物是基于至少一种选自烷氧基硅烷和至少一种选自烷氧基硅氧烷的有机硅化合物。
本发明还涉及通过向含水泥的、可流动的混合物中加入水性乳液(所述水性乳液具有基于至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物的有机硅化合物)，提高水的不可渗透性和/或降低硬化的含水泥的组合物的初次风化的方法，其特征在于基于水泥的比例，向所述混合物中加入的乳液的量是使在所述含水泥的组合物中的有机硅化合物的比例大于0.15重量％的量。
本发明的方法的优点是可以不用对含水泥的组合物进行后续的复杂的疏水化。与在现有技术中所描述的组合物相比，本发明的含水泥的组合物的优点是改进了其水不可渗透性。此外，本发明的组合物还具有降低风化的发生的优点。特别地，本发明的组合物具有降低或防止初次风化的发生的优点。
本发明的组合物及其制备方法将以实施例的方式描述如下，其意图不是为了将本发明限制于这些示例性的实施方案。在以下提及的范围、通式或化合物种类之处，其意图不仅包括明确提及的相应范围或化合物种类，并且包括通过去除单独值(范围)或化合物可得到的所有部分-范围和部分-化合物种类。在本说明书中所引用文献之处，其意图是将文献的全部内容作为部分本发明的公开内容。在本发明范围内描述的可以具有多个不同单元的化合物(如有机修饰的聚硅氧烷)之处，它们可以在这些化合物中以无规分布(无规低聚物)或以规则的方式(嵌段低聚物)存在。在这样的化合物中的单元数信息应当理解为是对于所有相应化合物平均的平均值。
水泥的比例应优选地被理解为是指选自CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaSO4，及它们的固溶体，如硅酸铝、硅酸铁等、以及包含结晶水的相应化合物的所有化合物的总和。
本发明的含水泥的组合物的区别特征在于，基于水泥的比例，它们具有大于0.15重量％比例的有机硅化合物，优选地大于0.20重量％至5重量％、优选地大于0.25重量％至1重量％，并且更优选0.3重量％至0.5重量％，所述的有机硅化合物基于至少一种选自烷氧基硅烷和至少一种选自烷氧基硅氧烷的有机硅化合物。
在有机硅化合物中，优选5重量％至95重量％是基于通式(I)的烷氧基硅烷。
R1-Si-(OR2)3            (I)
其中
R1是具有1至16个，优选3至12个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
和
95重量％至5重量％是基于通式(II)的烷氧基硅氧烷
Figure G2009102624649D00041
其中
R3是具有1至6个碳原子的烷基，并且
R4是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
a是0.8至1.2，并且
b是0.2至1.2。
在有机硅化合物中，特别优选5重量％至95重量％是基于通式(I)的烷氧基硅烷。
R1-Si-(OR2)3                (I)
其中
R1是具有1至16个，优选3至12个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
和
95重量％至5重量％是基于由以下组成的混合物，
d1)通式(III)的硅烷
R6-Si-(OR5)3            (III)
其中
R5是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，并且
R6是具有1至6个碳原子的氨基烷基，
通式(IV)的基团
H2N-(CH2)xR7-(CH2)y-        (IV)，
其中
R7是-O-、-S-、-NH--或-NH-CH2-CH2-NH-基团，
x大于或等于2，并且
y大于或等于2，或者是通式(V)的基团
(R8O)3Si-(CH2)z-NH-(CH2)z-        (V)，
其中R8是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，并且
z大于或等于2，
Figure G2009102624649D00061
或
Figure G2009102624649D00062
并且
n是1至5的整数，
和
d2)通式(VIII)的聚硅氧烷
HO-[Si(R9)2O]m-H            (VIII)
其中
R9相同或不同，是甲基或苯基，但至少90％的R9基团是甲基，并且m是20至250，保持d1)对d2)的比率以使d2)化合物的SiOH基团对应＞1至3个的d1)化合物的OR5基团。
优选的组合物是那些在有机硅化合物中，R1是具有3至8个碳原子的烷基，R2是甲基或乙基，R5是H2N-(CH2)3-或H2N-(CH2)3-NH-(CH2)-基团，或式
Figure G2009102624649D00063
或
Figure G2009102624649D00064
的基团，并且R9仅是甲基，并且m是30至80的值。
其它优选的组合物是那些在其中将不超过50重量％的d)组分替换为等量的式
Figure G2009102624649D00071
的硅氧烷，其中R’＝具有1至8个碳原子的烷基或苯基，R”＝具有1至4个碳原子的烷基，a＝0.8至1.2并且b＝0.2至1.2。
如果在本发明的组合物中，所述的有机硅化合物是至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物(并且不是仅基于这些)是有利的。这样的化合物具有易于制备的优点。
在另一个本发明的组合物的有利的实施方案中，通过将至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物进行反应，得到所述的有机硅化合物。通过使用这样的由反应得到的有机硅化合物，它们能够特别容易地根据所述组合物的其它组分进行设计。
可在不同温度和压力下进行所述反应。优选地，所述反应在150至200℃的温度下进行。
烷氧基硅氧烷和烷氧基硅烷在反应中的用量可以在较大的范围内变化。优选地，烷氧基硅氧烷对烷氧基硅烷的化学计量比是1∶1000至1000∶1。所述的反应优选地在化学计量的用量下进行。
反应可以完全地进行或只是部分地进行。优选地完全地进行所述反应。
本发明的组合物可以是例如混凝土或人造石。该混凝土或这些石材可以是更大的建筑结构，如房屋、墙壁、桥等的构件。因此可将本发明的组合物用于结构的制造，尤其是屋顶、地板、墙壁和其它结构要素。因此，本发明还涉及使用本发明的组合物得到的、或包含本发明的组合物或由其组成的建筑结构或其构件，例如房屋、墙壁、桥等，例如屋顶、地板、墙壁等。
如果所述的组合物是混凝土，它可以是湿的、干的或半-干的混凝土。如果混凝土具有大于0.5的水对水泥重量比，定义混凝土是湿的。如果混凝土具有从0.4至0.5的水对水泥重量比，定义混凝土是半-干的。如果混凝土具有0.3至小于0.4的水对水泥重量比，定义混凝土是干的。优选地，本发明的组合物是半-干的混凝土。
通过混合单个组分，可以多种方法得到本发明的含水泥的组合物。优选地，通过下述的方法得到本发明的含水泥的组合物。
用于制备硬化的含水泥的组合物的本发明的方法，通过向含水泥的、流动的混合物中加入水性乳液(具有基于至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物的至少一种有机硅化合物)，并最终将所述混合物硬化，所述方法的特征在于基于水泥的比例，向所述混合物中加入所述乳液的量使得在所述含水泥的组合物中的所述有机硅化合物的比例大于0.15重量％，优选0.2重量％至5重量％，优选0.25重量％至1重量％，并且更优选0.3重量％至0.5重量％的量。优选地，基于乳液，加入混合物的乳液具有0.35重量％至6.5重量％比例的有机硅化合物。
优选地将＞2重量％、优选地将3重量％至77重量％，和优选地将4重量％至7.7重量％的水性乳液加入至所述的混合物中。
如果在本发明的方法中使用如下的乳液是有利的，该乳液优选地具有从1重量％至10质量％、优选地从3重量％至5质量％的选自阴离子、阳离子或非离子和它们的混合物的一种或多种乳化剂。如果超出乳化剂的优选比例，这可能导致混凝土或人造石在防水性上的退化。优选使用具有非离子乳化剂的乳化液，所述的非离子乳化剂，即氧化烯类(优选环氧乙烷)和具有活性氢的化合物(诸如脂肪醇、烷基酚诸如辛基苯酚、壬基苯酚、十二烷基苯酚)的加合物。优选地，氧化乙烯单元的含量应当足够高，以使所述乳化剂的HLB值为6至20，优选10至18。
在本发明的方法中优选使用的乳液是那些具有基于以下的有机硅化合物的乳液：
5重量％至95重量％的通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3                (I)
其中
R1是具有1至16个，优选3至12个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
和
95重量％至5重量％的通式(II)的烷氧基硅氧烷
Figure G2009102624649D00091
其中
R3是具有1至6个碳原子的烷基，并且
R4是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
a是0.8至1.2，并且
b是0.2至1.2。
在本发明的方法中优选使用的乳液是那些具有基于以下的有机硅化合物的乳液：
5重量％至95重量％的通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3                (I)
其中
R1是具有1至16个，优选3至12个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
和
95重量％至5重量％的由以下组成的混合物：
d1)通式(III)的硅烷
R6-Si-(OR5)3            (III)
其中
R5是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，并且
R6是具有1至6个碳原子的氨基烷基，
通式(IV)的基团
H2N-(CH2)xR7-(CH2)y-            (IV)，
其中
R7是-O-、-S-、-NH-或-NH-CH2-CH2-NH-基团，
x大于或等于2，并且
y大于或等于2，或者是通式(V)的基团
(R8O)3Si-(CH2)z-NH-(CH2)z-        (V)，
其中R8是具有1至4个碳原子的烷基，优选甲基或乙基，
并且
z大于或等于2，
Figure G2009102624649D00101
或
Figure G2009102624649D00102
并且
n是1至5的整数，
和
d2)通式(VIII)的聚硅氧烷
HO-[Si(R9)2O]m-H        (VIII)
其中
R9相同或不同，是甲基或苯基，但至少90％的R9基团是甲基，并且m是20至250，保持d1)对d2)的比率以使d2)化合物的SiOH基团对应＞1至3个的d1)化合物的OR5基团。
在本发明的方法中特别优选使用的乳液具有基于式(I)、(II)和(VIII)化合物的有机硅化合物的那些，并且其中
R1是具有3至8个碳原子的烷基，
R2是甲基或乙基，
R5是H2N-(CH2)3-或H2N-(CH2)3-NH-(CH2)-基团，或
式
Figure G2009102624649D00111
或
Figure G2009102624649D00112
的基团，并且R9仅是甲基，并且m是30至80的值。
如果使用的有机硅化合物其中不超过50重量％的d)组分替换为等量的式(IX)的硅氧烷是有利的，
其中R’＝具有1至8个碳原子的烷基或苯基，R”＝具有1至4个碳原子的烷基，a＝0.8至1.2并且b＝0.2至1.2。
可以以这样的方法进行本发明的乳液的制备：将组分分别乳化或将组分的混合物一起乳化。优选地，向待乳化的组分(或向它们的混合物)中加入乳化剂，并且任选地将含乳化剂的混合物加热。随后，在彻底搅拌下向该混合物中加入水。可将正在形成或形成的乳液通过合适的搅拌装置均化，所述搅拌装置优选根据转子/定子原理进行操作。可能有利地是使用胶体磨用于降低乳化相的粒径。
通过将至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物反应，可得到在本发明的方法中使用的有机硅化合物。反应可以按如上所述进行。
最终的硬化可以在空气中进行，并且为了完全的水合，可以加入额外的水。
附图说明
通过图1更详细地解释本发明，而不是意图限制本发明。
图1以图表的形式显示了吸水性对有机硅化合物比例的相关性。通常，在疏水化中，定义降低大于70％的吸水性为良好。如图1中所示，仅仅加入大于0.1质量％的有机硅化合物就获得大于70％的吸水性的下降。
图2再现了实施例8.0的测试样品在根据实施例9的1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后的照片。
图3再现了实施例8.1c的测试样品在根据实施例9的1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后的照片。
图4再现了实施例8.2c的测试样品在根据实施例9的1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后的照片。
图5再现了实施例8.3c的测试样品在根据实施例9的1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后的照片。
图6再现了实施例8.4c的测试样品在根据实施例9的1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后的照片。
具体实施方式
以下将根据实施例更详细地解释本发明的主题，而不是意图将本发明的保护范围限制到这些示例性的实施方式中，本发明的保护范围从说明书和权利要求是明显的。
实施例
实施例1：本发明使用的乳液的制备
将6.86gγ-氨基丙基三乙氧基硅烷((AMEO，EvonikDegussa GmbH)与93.14g平均分子量(重均)4000(g/mol)的聚硅氧烷二醇(末端OH基团)混合。这得到聚硅氧烷二醇∶氨基烷基硅烷＝3∶4的摩尔比。向混合物中加入150g辛基三乙氧基硅烷。
将25g乳化剂混合物溶解于225g水中，所述的乳化剂混合物包含具有重量比为6∶4的乙氧基化甘油三酯(HLB值为18)和乙氧基化脂肪醇(HLB值为11)。将硅烷/硅氧烷混合物搅拌加入该溶液中，并通过乳化器(空隙均化器(gap homogenizer))处理以得到稳定的乳液。
实施例2：本发明使用的乳液的制备
将100g分子量为6803(g/mol)的聚硅氧烷二醇和32.5g γ-氨基丙基三乙氧基硅烷((
Figure G2009102624649D00131
AMEO，Evonik Degussa GmbH)的混合物在搅拌和通氮气下加热至180℃，并在该温度下保持约4小时，直到排出8.8g乙醇。随后将所形成的产物冷却至室温。
将125g该产物与125g异丁基三甲氧基硅烷混合。将20g包含1∶1重量比的乙氧基化烷基酚和甲基-聚氧化乙烯(15)椰油基氯化铵(cocoamonium chloride)的乳化剂混合物加入至配制物中，并且在加入355g水后，使用根据转子/定子原理操作的装置处理所述的混合物得到乳液。
实施例3：本发明使用的乳液的制备
将3200g平均分子量为10666g/mol的聚硅氧烷二醇和94.4g 3-缩水甘油基氧基-丙基三甲氧基硅烷(
Figure G2009102624649D00132
GLYMO，Evonik Degussa GmbH)彼此混合。在搅拌下和通入氮气下，将该混合物加热至170℃。在约5小时后，排出11.5g甲醇。随后将所形成的反应产物冷却至室温(23℃)。
将25g包含3∶7比例的乙氧基化脂肪醇和烷基芳基磺酸酯的乳化剂混合物溶解于225g水中。将该溶液与140g上述所得的反应产物和110g正丙基三乙氧基硅烷混合。将所得的粗乳液泵送通过空隙均化器三次。形成稳定的乳液。
实施例4：本发明使用的乳液的制备
将5.15g γ-氨基丙基三乙氧基硅烷((
Figure G2009102624649D00133
AMEO，EvonikDegussa GmbH)与69.85g分子量为4000的聚硅氧烷二醇和25g通式(X)的硅氧烷混合
Figure G2009102624649D00134
将150g辛基三乙氧基硅烷加入混合物。
将25g乳化剂混合物溶解于225g水，所述的乳化剂混合物包含具有重量比为6∶4的甘油三酯(HLB值为18)和乙氧基化脂肪醇(HLB值为11)。将该溶液搅拌加入硅烷/硅氧烷混合物中，并通过乳化器(空隙均化器)处理以得到稳定的乳液。
实施例5：
将3.43gγ-氨基丙基三乙氧基硅烷与46.57g分子量为4000的聚硅氧烷二醇和50g通式(XI)的硅氧烷混合
Figure G2009102624649D00141
将150g辛基三乙氧基硅烷加入混合物。
将25g乳化剂混合物溶解于225g水，所述的乳化剂混合物包含具有重量比为6∶4的甘油三酯(HLB值为18)和乙氧基化脂肪醇(HLB值为11)。将该溶液搅拌加入硅烷/硅氧烷混合物中，并通过乳化器(空隙均化器)处理以得到稳定的乳液。
性质测试
实施例6：测试样品的制备
将所述的乳液用于水泥混合物的制备。为了该目的，在混凝土混合器中将在以下实施例中说明的那些量的乳液和水泥组分混合。沙对水泥的质量比是3∶1。水对水泥的重量比是0.4。使用的水泥是标准水泥CEM I 42.5R。
铸塑高50mm、宽50mm和长160mm的人造石作为该组合物的测试样品。在调湿室中，在标准气候条件下(23℃，50％相对湿度)干燥28天后，按如下所述测定吸水性。
实施例7：吸水性测定
在测定各个测试样品的重量后，随后(the latter)在水中存放24小时。上面的水柱为5cm。去除水后，用滤纸将外部附着的水去除。将所述的测试样品再一次称重。根据以下公式计算吸水性：
吸水性(质量％)＝(a-b)*100/b，
其中a是在水中存放后的测试样品的重量，并且b是在水中存放前的测试样品的重量。
根据实施例6，制备包含一定量的实施例1的乳液测试样品，使得基于水泥的比例，有机硅化合物的含量是0质量％、0.1质量％、0.2质量％、0.3质量％、0.4质量％和0.5质量％。
吸水性测定的结果如表1所示。
表1：实施例7的结果
  有机硅化合物含量(质量％)   吸水性(质量％)
  0   7.8
  0.1   4.4
  0.2   2.4
  0.3   1.8
  0.4   1.1
  有机硅化合物含量(质量％)   吸水性(质量％)
  0.5   0.9
在图1中，将所述的结果绘制成图表形式。很明显地，仅以大于0.1质量％的有机硅化合物含量，就能达到所需的70％或更多的吸水性的降低。
实施例8：毛细管吸水性的测定
该方法用于测定通过毛细管力或吸附力(adsorptive force)形成的建筑材料的吸水性。基于DIN 52617，通过表面润湿以无显著过量的压力测定每单位面积的吸水性。
材料和试剂
将测试样品切割为50mm×50mm×50mm尺寸。
实验室天平(精度0.1g)
带有塑料格栅的沉浸容器
带有水-饱和的弹性聚氨酯泡沫(25-30g/l密度)的水浴器
坩埚钳
秒表
在减小为上述的尺寸后，将如实施例6中制备的测试样品在水-饱和的弹性聚氨酯泡沫上存放。由于它们的自重，样品将水从泡沫中挤出，以确保剩余表面与水的连续接触。
在1h、4h、9h和25h后称重，监测吸水性(g/m2)。在每次称重前，使用吸收纸布将表面吸附水滴尽。基于空白值，如果吸水性的降低达到大于或等于70％，存在足够良好的防水性。
使用通过使用在表2中所述的、实施例6的组合物制备的测试样品。在所述的表中，其含义如下：
Rheopel：
Figure G2009102624649D00161
Plus，BASF SE，硅烷-基防水剂。
CSD：
Figure G2009102624649D00162
CSD，50％浓度硬脂酸钙分散液，得自GEO SpecialtyChemicals。
IE6694：水-可稀释的、含硅氧烷组合物(用于多孔建筑材料的防水处理)，得自Dow
Figure G2009102624649D00163
表2：实施例8所述测试样品的组合物
  实施例   防水剂   基于水泥比例的质量比例
  8.0   无   0
  8.1a   根据实施例1   0.2
  8.1b   根据实施例1   0.4
  实施例   防水剂   基于水泥比例的质量比例
  8.1c   根据实施例1   0.8
  8.1d   根据实施例1   1.66
  8.2a   Rheopel   0.2
  8.2b   Rheopel   0.4
  8.2c   Rheopel   0.8
  8.2d   Rheopel   1.66
  8.3a   CSD   0.2
  8.3b   CSD   0.4
  8.3c   CSD   0.8
  8.3d   CSD   1.66
  8.4a   IE 6694   0.2
  8.4b   IE 6694   0.4
  8.4c   IE 6694   0.8
  8.4d   IE 6694   1.66
在表3中列出作为时间的函数的毛细管吸水性结果。
表3：毛细管吸水性的测定结果(在0.5、1、2、4、9和25小时后)
  实施例   0.5h   1h   2h   4h   9h   25h
  8.0   304.7   421.9   585.9   867.2   1156.3   1562.5
  8.1a   23.4   39.1   78.1   140.6   234.4   429.7
  8.1b   0.0   0.0   23.4   85.9   164.1   335.9
  8.1c   0.0   7.8   39.1   85.9   148.4   265.6
  8.1d   0.0   15.6   54.7   101.6   148.4   257.8
  实施例   0.5h   1h   2h   4h   9h   25h
  8.2a   62.5   101.6   148.4   242.2   351.6   585.9
  8.2b   70.3   117.2   148.4   218.7   289.1   484.4
  8.2c   39.1   70.3   93.8   156.3   218.7   375.0
  8.2d   15.6   46.9   85.9   140.6   195.3   320.3
  8.3a   398.4   500.0   601.6   750.0   890.6   1148.4
  8.3b   414.1   507.8   617.2   734.4   851.6   1062.5
  8.3c   304.7   351.6   437.5   531.2   570.3   718.7
  8.3d   210.9   289.1   343.8   437.5   562.5   593.8
  8.4a   195.3   281.3   382.8   546.9   718.8   992.2
  8.4b   70.3   117.2   187.5   296.9   375.0   554.7
  8.4c   101.6   132.8   195.3   273.4   351.6   507.8
  8.4d   54.7   101.6   117.2   164.1   218.7   351.6
所述的结果清楚地表明，本发明的组合物表现出比目前已知的组合物显著地更低的毛细管吸水性。
实施例9：形成风化趋势的光学测定
使用根据表8中实施例8.0、8.1c、8.2c、8.3c和8.4c的测试样品(如实施例6和8所描述制备)进行风化发生的评价。为了该目的，将所述的人造石在10质量％浓度的硫酸钠水溶液中存放至多2周，所述溶液高于测试样品顶约3mm。进行检查以确定所述的硫酸钠溶液是否渗入，并在干燥后在表面遗留盐沉积物
图2至图6再现了在1小时(1h)、24小时(24h)、1周(1W)和2周(2W)的测试时间后测试样品的照片。很明显地，使用本发明的组合物(图3)使得测试样品的风化性能优异。

Claims (21)

1.含水泥的组合物，其特征在于，基于水泥的比例，所述组合物具有大于0.15重量％的有机硅化合物比例，所述有机硅化合物是基于至少一种选自烷氧基硅烷的有机硅化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的有机硅化合物。
2.权利要求1所述的组合物，其特征在于，在所述有机硅化合物中，
a)5重量％至95重量％是基于通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3                            (I)
其中
R1是具有1至16个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，
和
b)95重量％至5重量％是基于通式(II)的烷氧基硅氧烷
Figure F2009102624649C00011
其中
R3是具有1至6个碳原子的烷基，并且
R4是具有1至4个碳原子的烷基，
a是0.8至1.2，并且
b是0.2至1.2。
3.权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，在所述有机硅化合物中，
c)5重量％至95重量％是基于通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3            (I)
其中
R1是具有1至16个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，
和
d)95重量％至5重量％是基于由以下组成的混合物，
d1)通式(III)的硅烷
R6-Si-(OR5)3                 (III)
其中
R5是具有1至4个碳原子的烷基，并且
R6是具有1至6个碳原子的氨基烷基，
通式(IV)的基团
H2N-(CH2)xR7-(CH2)y-                   (IV)，
其中
R7是-O-、-S-、-NH-或-NH-CH2-CH2-NH-基团，
x大于或等于2，并且
y大于或等于2，或者是通式(V)的基团
(R8O)3Si-(CH2)z-NH-(CH2)z-               (V)，
其中R8是具有1至4个碳原子的烷基，并且
z大于或等于2，
Figure F2009102624649C00021
或
Figure F2009102624649C00031
并且n是1至5的整数，
和
d2)通式(VIII)的聚硅氧烷
HO-[Si(R9)2O]m-H    (VIII)
其中
R9相同或不同，是甲基或苯基，但至少90％的R9基团是甲基，并且m是20至250，保持d1)对d2)的比率以使d2)化合物的SiOH基团对应＞1至3个的d1)化合物的OR5基团。
4.权利要求3所述的组合物，其特征在于，在所述有机硅化合物中，
R1是具有3至8个碳原子的烷基，
R2是甲基或乙基，
R5是H2N-(CH2)3-或H2N-(CH2)3-NH-(CH2)-基团，或式
Figure F2009102624649C00032
或
Figure F2009102624649C00033
的基团
并且，R9仅是甲基和m是30至80的值。
5.权利要求3所述的组合物，其特征在于，将不超过50重量％的d)组分替换为等量的式
Figure F2009102624649C00041
的硅氧烷
其中R’＝具有1至8个碳原子的烷基或苯基，R”＝具有1至4个碳原子的烷基，a＝0.8至1.2并且b＝0.2至1.2。
6.权利要求1至5之一所述的组合物，其特征在于，所述有机硅化合物是至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物。
7.权利要求1至5之一所述的组合物，其特征在于，所述有机硅化合物是通过将至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物反应得到的。
8.权利要求7所述的组合物，其特征在于，所述反应在150℃至200℃的温度下进行。
9.权利要求1至8之一所述的组合物，其特征在于，所述组合物是混凝土或人造石。
10.硬化的含水泥的组合物的制备方法，所述方法通过向含水泥的、流动的混合物中加入水性乳液并最终将所述混合物硬化而进行，所述水性乳液具有基于至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物的有机硅化合物，其特征在于，基于水泥的比例，向所述混合物中加入所述乳液的量使得所述含水泥的组合物中的所述有机硅化合物的比例大于0.15重量％。
11.权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述乳液，向所述混合物中加入的乳液具有1重量％至75.重量％比例的有机硅化合物。
12.权利要求10或11所述的步骤，其特征在于，向所述混合物中加入大于2重量％的水性乳液。
13.权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，使用的乳液具有1质量％至10质量％的一种或多种选自阴离子乳化剂、阳离子乳化剂和非离子乳化剂或它们的混合物的乳化剂。
14.权利要求10至13之一所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是基于
a)5重量％至95重量％的通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3                  (I)
其中
R1是具有1至16个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，
和
b)95重量％至5重量％的通式(II)的烷氧基硅氧烷
Figure F2009102624649C00051
其中
R3是具有1至6个碳原子的烷基，并且
R4是具有1至4个碳原子的烷基，
a是0.8至1.2，并且
b是0.2至1.2。
15.权利要求9至12之一所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是基于
c)5重量％至95重量％的通式(I)的烷氧基硅烷
R1-Si-(OR2)3                (I)
其中
R1是具有1至16个碳原子的烷基，并且
R2是具有1至4个碳原子的烷基，
和
d)95重量％至5重量％的由以下组成的混合物，
d1)通式(III)的硅烷
R6-Si-(OR5)3              (III)
其中
R5是具有1至4个碳原子的烷基，并且
R6是具有1至6个碳原子的氨基烷基，
通式(IV)的基团
H2N-(CH2)xR7-(CH2)y-             (IV)，
其中
R7是-O-、-S-、-NH-或-NH-CH2-CH2-NH-基团，
x大于或等于2，并且
y大于或等于2，或者是通式(V)的基团
(R8O)3Si-(CH2)z-NH-(CH2)z-                (V)，
其中R8是具有1至4个碳原子的烷基，并且
z大于或等于2，
Figure F2009102624649C00071
或
并且n是1至5的整数，
和
d2)通式(VIII)的聚硅氧烷
HO-[Si(R9)2O]m-H    (VIII)
其中
R9相同或不同，是甲基或苯基，但至少90％的R9基团是甲基，并且m是20至250，保持d1)对d2)的比率以使d2)化合物的SiOH基团对应＞1至3个的d1)化合物的OR5基团。
16.权利要求15所述的方法，其特征在于，所使用的有机硅化合物中
R1是具有3至8个碳原子的烷基，
R2是甲基或乙基，
R5是H2N-(CH2)3-或H2N-(CH2)3-NH-(CH2)-基团，或式
Figure F2009102624649C00073
或
Figure F2009102624649C00074
的基团
并且，R9仅是甲基和m是30至80的值。
17.权利要求15或16的方法，其特征在于，将不超过50重量％的d)组分替换为等量的式
Figure F2009102624649C00081
的硅氧烷
其中R’＝具有1至8个碳原子的烷基或苯基，R”＝具有1至4个碳原子的烷基，a＝0.8至1.2并且b＝0.2至1.2。
18.权利要求10-17之一所述的方法，其特征在于，所述有机硅化合物是通过将至少一种选自烷氧基硅烷的化合物和至少一种选自烷氧基硅氧烷的化合物反应得到的。
19.权利要求18所述的方法，其特征在于，所述反应在150℃至200℃的温度下进行。
20.权利要求1至9之一所述的组合物用于结构制备的用途，特别是用于屋顶结构、地板结构或墙壁结构。
21.包含权利要求1至9之一所述的组合物或由其构成的结构或其构件。
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