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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine zwei-komponentige Dichtungsformulierung
und deren Verwendung im Bausektor.
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Im
Bereich der Bauwerksabdichtungen werden die eingesetzten Materialien über die
Qualität
und Quantität
der Fließeigenschaft
der Abdichtung definiert. Hierunter versteht man das Zeitstandverhalten,
welches über
die Druckbelastung bestimmt ist. Je geringer die Fließeigenschaft
eines Materials ist, desto geringer ist der Effekt des „Herausfließen des
Dichtungsmaterials" aus
der Fuge oder von einer bearbeiteten Fläche.
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So
sind zum Beispiel im Baubereich unterschiedliche Dichtungsmaterialien
bekannt. Es handelt sich zum einen um ein- als auch zwei-komponentige
Dichtungsformulierungen. Im Fall der ein-komponentigen Systeme ist
ein starkes Fließverhalten
bei Druckbelastung dieser Materialien bekannt.
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Die
Zusammensetzung der Bitumenemulsion sowohl für einkomponentige wie auch
für zweikomponentige
Beschichtungen unterscheiden sich bei den Hauptbestandteilen nur
sehr wenig. So fällt
bei den einkomponentigen Beschichtungen der Anteil von Verdickungsmittel
etwas höher
aus, dafür
können
die Stabilisatoren in geringeren Mengen eingesetzt werden. Zusätzlich werden
noch mineralischen Füllstoffen
bis zu einer Menge von 25% verwendet, wobei die bevorzugte Menge
bei 2% – 15%
liegt. Im Fall der zweikomponentigen Beschichtungen werden diese
mineralischen Füllstoffe
in Form der Pulverkomponente zugesetzt, wobei diese dann entsprechende
Aktive Bestandteile enthalten können.
Die Zusammensetzung des Pulvers kann aus den folgenden Komponenten
bestehen, nämlich
Portlandzemente, Tonerdeschmelzzemente und Gips, einzeln oder in
Kombination welche das Bre chen der Emulsion bewirken (Einsatzmenge
bis 90%, bevorzugt 50% bis 85%), Mineralische Füllstoffe (Einsatzmenge 90%,
bevorzugt 15% bis 50%) sowie Hilfsstoffe die einen Einfluss auf
die Verarbeitung haben (Einsatzmengen bis 10%, bevorzugt 1 % bis
5%.
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Die
Bitumenemulsionen enthalten unterschiedliche Polymerbitumen oder
Destillationsbitumen, Emulgatoren, Konservierungsmittel, Verdickungsmittel
auf mineralischer oder synthetischer Basis, Stabilisatoren und Zusatzstoffe,
zum Beispiel in Form von asbestfreien Fasern. Zu den vielfach verwendeten
Kunststoffen zählen
Dispersionen zum Beispiel von unterschiedlichsten Acrylsäure- oder
Acrylsäureester-Copolymerisaten.
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Als
weitere Zuschlagstoffe können
Styroporkugeln oder Glashohlkugeln verwendet werden. Bei der Verwendung
von Glashohlkugeln besteht die Gefahr, daß beim Zerbrechen der Glashohlkugeln
die Schicht punktuell in sich zerstört wird und weitere Beschädigungen
in der Umgebung der zerbrochenen Kugeln entstehen können. Hieraus
ergibt sich eine Reduktion der Schichtdicke und eine geringe Druckbelastbarkeit.
Des weiteren besteht die Gefahr der durchgehenden Verletzung der
Dichtungsschicht, und eine Durchlässigkeit der Schicht gegenüber Feuchtigkeit
nicht ausgeschlossen werden kann.
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Bei
der Verwendung von Styroporkugeln ist eine erhebliche Reduktion
der Gesamtdicke der aufgebrachten Schicht bei den entstehenden Druckbelastungen
die Folge, die nach bestimmten Einsatzzeiten irreversibel wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtungsmaterial zur Verfügung zu
stellen, dass nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweist
und eine erhöhte
Druckbelastbarkeit besitzt.
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Überraschenderweise
zeigte sich, dass bei der Verwendung von Gummiteilchen die Reduktion
der Schichtdicke um ein Vielfaches geringer, ist als nach dem Stand
der Technik bekannt ist und die Reduktion reversibel verlaufen kann.
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Die
Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße zwei-komponentige Dichtungsformulierung
gelöst,
die aus einer Emulsion aus Kunststoff und Bitumen, weiteren Zuschlagsstoffen
und einem Feststoffanteil von Gummiteilchen besteht und eine stark
verminderte Reduktion der Gesamtschicht bei Druckbelastung aufweist.
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Dementsprechend
ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine zwei-komponentige
Dichtungsformulierung enthaltend die Komponenten A und B worin die
Komponente A aus einer Kunstoff-Bitumen-Emulsion mit einem Gemisch
aus Kunststoffdispersionen, mineralischen und/oder synthetischen
Verdickungsmitteln, Fasern und Gummiteilchen mit einer Teilchengröße von 0,01
bis 5 mm, vorzugsweise bis etwa 1 mm, und einem Anteil bis 30 Gew.%,
insbesondere bis 20 Gew.%, bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente
A.
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Die
Gummiteilchen können
in Form von Gummimehl, Gummigranulat, definierten Gummifraktionen oder
Mischungen davon eingesetzt werden, insbesondere werden unregelmäßig geformte
Bruchstücke
verwendet, die etwa durch Zermahlen eines Gummiblocks in einem Mahlwerk
erhalten werden.
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Die
Herstellung der zwei-komponentigen Dichtungsformulierungen erfolgt
in bekannter Weise. Die Emulgierung von Bitumen in Wasser erfolgt
durch intensives Mischen in Ge- genwart eines oberflächenaktiven Stoffes,
des Emulgators. Das Mischen erfolgt in den meisten Fällen mit
Hilfen von Kolloidmühlen,
kann aber in Einzelfällen
auch mit anderen Dispergiergeräten
durchgeführt
werden. Die Temperaturen der beiden Phasen haben großen Einfluss
auf die Eigenschaft der Emulsion. Durch Zusätze von mineralischen und synthetischen Verdickern,
Stabilisatoren, Kunststoffdispersionen, mineralischen Füllstoffen,
Fasern und Hilfsstoffen werden die Abdichtungs-Emulsionen hergestellt.
Diese Zusätze
können
sowohl vor der Emulgierung in die Wasserphase gegeben werden, wie
auch nachher in die fertige Emulsion.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann als Komponente A eine Bitumen-Kunststoff-Emulsion
einer erfindungsgemäßen Dichtungsformulierung
zum Beispiel aus folgenden Einzelkomponenten bestehen:
- - Polymerbitumen mit einem Anteil von substiutiertem Styrol;
- – Destillationsbitumen
ohne Polymeranteil in einem Anteil von bis zu 65 Gew.%;
- – Emulgatoren
von bis zu 1 Gew.%;
- – Natürliche oder
synthtetische Verdickungsmittel und Stabilisatoren von bis zu 4
Gew.%;
- – Konservierungsmittel
von bis zu 1 Gew.%;
- – Zusätze bis
4 Gew.% (zum Beispiel Fasern);
- – Acrylsäureester
oder Acrylsäureester-Copolymerisate
von bis zu 35 Gew.%;
- – Copylmerisate
von Acrylsäureestern
und Aromaten von bis zu 20 Gew.%;
- – Polymerisate
aus unterschiedlichesten Polymeren in einer Menge von bis zu 20
Gew.%
- – Unterschiedliche
Acrylatharze in einer Menge bis zu 20 Gew.%
- – Gummiteilchen
unterschiedlicher Korngrößen mit
einem Anteil von bis zu 20 Gew.%
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Die
Applikation einer erfindungsgemäßen zwei-komponentigen
Dichtungsformulierung erfolgt, durch das Vermischen der Komponente
A mit dem Reaktionspulver als Komponente B zum Beispiel mittels
eines Ankerrührers
mit 500 bis 700 Umdrehungen pro Minute über einen Zeitraum von 2 bis
5 Minuten, so dass eine homogene Mischung entsteht. Die so vorbereitete
Mischung sollte innerhalb von circa einer Stunde verarbeitet werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
des zweikomponentigen Dichtungsmaterials als Außen- oder Innenabdichtung von
Bauwerken.
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Die
Verwendung schließt
den Außenbereich
an Außenwänden zum
Beispiel aus Beton, Porenbeton, porosiertem Ziegelmauerwerk ein.
Im Innenbereich kann es zum Beispiel im Kellerbereich verwendet
werden. Da die erfindungsgemäße zwei-komponentige
Dichtungsformulierung für
erhöhte
Druckbelastungen ausgelegt ist, kann diese auch unter Bodenplatten
verwendet werden.
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In
den nachfolgenden Beispielen wird eine erfindungsgemäße zwei-komponentige
Dichtungsformulierung (gemäß dem Beispiel
2 und 3) mit anderen Dichtungsformulierungen verglichen. Alle Versuche
wurden unter den annähernd
gleichen Bedingungen durchgeführt.
Es wurden sowohl styroporhaltige als auch Systeme die styroporfrei
waren verwendet. Hierbei zeigte sich, daß das Fließverhalten der erfindungsgemäßen Formulierung
deutlich geringere Werte aufwies, als die Werte aus dem jetzigen
Stand der Technik, und somit deutlich besser sind, wie im Sinne
der Anwendung. Im Beispiel 4 werden styroporhaltige Formulierungen
verwendet. Dieses System zeigte nach 5 Tagen ein deutlich höheres Fließverhalten.
Die absoluten Werte in Millimetern lagen um den Faktor 4,5 über dem
des erfindungsgemäßen Systems.
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Bei
dem Vergleich mit einem System ohne Styroporteilchen (Beispiel 5
und Beispiel 1) liegt das Fließverhalten
um den Faktor 3,5 (Beispiel 5) bzw. Faktor 4 (Beispiel 1) über dem
des erfindungsgemäßen Systems.
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Beispiele
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Die
nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung,
ohne sie jedoch einzuschränken.
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Beispiel 1
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Vergleichsbeispiel der
Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von einer styroporfreien Bitumendickbeschichtung: "Plastubit K2" Wettbewerbsprodukt
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Für die Ermittlung
der Druckfestigkeit werden Betonplatten von ca. 12 cm × 12 cm × 5 cm mit
der entsprechenden Abdichtungsmasse beschichtet. Die Nassschichtdicke
beträgt
dabei 6 mm.
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Nach
einer Trocknungszeit von 28 Tagen wird jeweils 1 Probenkörper mit
einer Druckeinrichtung zusammengedrückt. Vor der Beschichtung wird
die Dicke der jeweiligen Betonplatte an allen 4 Seiten gemessen und
an der Platte entsprechend gekennzeichnet. Während der Prüfung erfolgte
die Messung der Schichtdickenänderung
an Metallplatten, die vor der Druckbelastung mit eingebaut wurden.
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Beispiel 2
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Ermittlung
der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) einer erfindungsgemäßen zweikomponentigen
Bitumenabdichtung. Das Experiment erfolgte unter den Rahmenbedingungen
entsprechend denen von Beispiel 1.
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Beispiel 2a
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Ermittlung
der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) einer erfindungsgemäßen zweikomponentigen Dichtungsformulierung,
die nach einer Alterung von 42 Tagen dem Prüfverfahren unterworfen wurde.
Die Randbedingungen des Versuchs entsprechen denen von Beispiel
1 und 2.
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Beispiel 3
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Ermittlung
der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von einer styroporhaltigen
Bitumendickbeschichtung.
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Allgemeines (TU München)
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Ziel
war es, das Zeitstandverhalten einer Bitumendickbeschichtung unter
konstanter Druckbelastung zu untersuchen. Hierzu wurde eine styroporhaltige
Bitumenabdichtung gegen eine styroporfreie Bitumenabdichtung untersucht
gemäß einem
Bitumenbahn-System, das nach DIN 18195 Teil 6 geprüft wurde.
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Die
Prüfungen
sollten an der im trockenen Zustand mindestens 4 mm dicken Bitumendickbeschichtung
und dem 3-lagig verklebten Bahnen-System in einer Doppelbestimmung
durchgeführt
werden. In Anlehnung an die DIN 18195 Teil 6, Tabelle 1, angegebene
zulässige
Druckbelastung von 0,6 N/mm2 für Systeme aus
nackten Bitumenbahnen wurde diese Belastung in den kraftgeregelten
Versuchen auf die beschichteten Probenkörper über mehrere Tage aufgebracht.
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Die
folgenden Ergebnisse bezogen sich auf das 2-komponentige mit Polystyrol
gefüllte
Produkt mit der Bezeichnung "Sulfiton
K2 Dickbeschichtung" und
dem Bitumenbahn-System mit der Bezeichnung "0".
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Untersuchungsbefund
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Probekörpervorbereitung:
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Als
Trägerunterlage
wurden planparallel geschliffene Betonplatten (20 × 20 × 11,5 cm)
von einem Vertreter des Herstellers beschichtet. Dabei wurde ein
Voranstrich ("Aida
Kiesol" 1:1 mit
Wasser verdünnt)
mit dem Pinsel aufgetragen, danach ca. 2 mm Dickbeschichtung (frisch)
aufgebracht. Die beschichteten Probenkörper wurden vor der Belastung
4 Wochen bei Raumtemperatur gelagert. Die Referenzplatten wurden
mit einer im Gießverfahren
mit Oxidationsbitumen 85/25 dreilagig verklebten nackten Bitumenbahn
R 500 N hergestellt.
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Ermittlung
des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter konstanter Druckbelastung
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Um
den Verlauf der Schichtdickenabnahme unter der Flächenlast
von 0,6 N/mm2 bestimmen zu können, wurde
eine Kraft von 24 kN über
pneumatisch gesteuerte Druckzylinder aufgebracht. Zur gleichmäßigen Krafteinleitung
wurde auf den beschichteten Probekörper eine Betonplatte gelegt.
Die Platten wurden mittels Versuchsrahmen seitlich gegen eventuelle
Verschiebungen fixiert und mit Messmarken versehen. Um reproduzierbare
Ausgangsbedingungen zu erhalten und eventuelle Oberflächenunebenheiten
aus dem Beschichtungsvorgang zu eliminieren, erfolgte die Nullmessung
direkt nach Erreichen der Last. Im weiteren Versuchsverlauf wurden
die Messmarken kontinuierlich mit einem Längenmessgerät mit digitaler Messuhr (Genauigkeit 1/1000
mm) abgetastet.
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Absoluter
Schichtdickenverlust
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Unabhängig von
der Ermittlung des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter Druckbelastung
wurde die Schichtdicke vor dem Einbau der unbelasteten und nach
dem Ausbau der belasteten Probenkörper bestimmt. Daraus konnte
der absolute Schichtdickenverlust über die gesamte Versuchsdauer
berechnet werden. Da die 1. Messung vor dem Aufbringen der Last
durchgeführt
wurde, ergeben sich höhere
Werte.
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Es
wurden folgende Mittelwerte gemessen:
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Durch
die Druckbelastung trat bei der Probe (Sulfiton Dickbeschichtung)
ein Schichtdickenverlust von 47 % auf, der vor allen auf die Anfangsstauchung
des Polystyrols zurückzuführen ist.
Das Material wurde während
des Versuches geringfügig über die
Plattenränder
gedrückt.
Referenzprobe 0 zeigt einen Schichtdickenverlust von 16 % welcher
durch das "Fließen" der Klebemasse zwischen
den Bahnlagen verursacht wurde.
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Beispiel 4a
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Ermittlung
der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von Bitumendickbeschichtungen
mit einer styroporfreien Bitumenabdichtung
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Beispiel 4b
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Allgemeines (TU München)
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Ziel
war es, das Zeitstandverhalten einer Bitumendickbeschichtung unter
konstanter Druckbelastung zu untersuchen. Hierzu wurde ebenfalls
das Produkt mit der Bezeichnung "Sulfiton
K2 Dickbeschichtung" verwendet,
jedoch ohne eine Styroporbeladung, entsprechend dem Versuch 5a.
Das Produkt wurde im Vergleich zu einem Bitumenbahn-System (gemäß DIN 18195
Teil 6) geprüft.
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Die
Prüflörpervorbereitung
und die Ermittlung der Schichtdickenabnahme unter konstanter Druckbelastung
wurde analog der Bedingungen in Beispiel 4b durchgeführt.
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Die
hier verwendete Probe zeigte im Vergleich zur Referenzprobe 0 einen
steileren Kurvenverlauf. Die Kurvensteigung in der 2. Hälfte des
Versuches liegt bei der Probe mit 0,0067 mm/h etwa um den Faktor
3 höher als
bei der Referenzprobe, die eine Steigung von 0,0019 mm/h aufweist.
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Absoluter
Schichtdickenverlust
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Unabhängig von
der Ermittlung des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter Druckbelastung
wurde die Schichtdicke vor dem Einbau der unbelasteten und nach
dem Ausbau der belasteten Probenkörper bestimmt. Daraus konnte
der absolute Schichtdickenverlust über die gesamte Versuchsdauer
berechnet werden. Da die 1. Messung vor dem Aufbringen der Last
durchgeführt
wurde, ergeben sich höhere
Werte als dargestellt.
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Es
wurden folgende Mittelwerte gemessen:
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Durch
die Druckbelastung trat bei der styroporfreien Probe ein Schichtdickenverlust
von 36 % auf Das Material wurde während des Versuches geringfügig über die
Plattenränder
gedrückt.
Referenzprobe 0 zeigt einen Schichtdickenverlust von 16 %, welcher
durch das "Fließen" Klebemasse zwischen
den Bahnlagen verursacht wurde.
