DE2343457C2 - Wässrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische Bindemittel - Google Patents
Wässrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische BindemittelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Zusätze für Beton und Mörtel hydraulisch bindende Zusammensetzungen, wie
Zement," sowie zur Oberflächenimprägnierung für derart mit hydraulischen Bindemitteln hergestellte
Mörtel oder Betone und sonstige Baustoffe, wie Klinker, Asbestzement, Gasbeton, Beton, der geschäumte
Kunststoffe enthält, und Asbestvlies, wobei diese Zusätze dazu dienen, die hydraulischen Bindemittel
hydrophob zu machen und damit eine Verbesserung gegen den Angriff von aggressivem Wasser zu erzielen.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Hydrophobierzusatz in Gegenwart von beispielsweise
Calcium- und Magnesiumionen wasserabweisende, auswaschbeständige Salze liefert, die auch nach
mehrjähriger Bewitterung in ihrer Stabilität nicht beeinträchtigt werden. Ein weiterer Vorteil des
erfindungsgemäßen Hydrophobiermittels gegenüber sonst gebräuchlichen Hydrophobiermitteln ist die
Vermeidung der häufig zu beobachtenden Grauschleier an imprägnierten Außenfassaden.
Beton und Mörtel beispielsweise sind, bedingt durch die chemischen Eigenschaften der anorganischen
Bindemittel, wie Zement, anfällig gegen aggressive Medien. Solche aggressive Medien sind z. B. bei
Unterwasserbauten das Meerwasser, bei sonstigen Bauten Wässer, die aggressive Ionen enthalten, wie
Hydrogencarbonat, Hydrogensulfat oder Chlorid. Solche Baustoffe enthalten außerdem in ihrem Gefüge
Poren, Kapillaren und Fehlstellen, in die Wasser eindringen oder durch die das Wasser durchtreten kann.
Darunter leiden aber ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Beständigkeit gegenüber chemischen
Einflüssen aller Art.
Als Zusätze zu hydraulischen Bindemitteln sind eine Vielzahl von Hydrophobierungsmitteln bekannt geworden, beispielsweise Emulsionen von Silikonölen, Paraffinen und Leinöl sowie von verschiedenen Kunstharzen.
Auch Mischungen aus ölen oder Fettsäuren, wie Stearinsäure und Paraffinsulfonaten, aus Fettsäuren
sowie Emulsionen von ölförmigen Polyäthylenen wurden hierfür schon verwendet. Schließlich kamen für
diesen Zweck schon Alkalisalze von Fettsäuren, wie Natriumstearat in gelöster oder emulgierter Form zum
Einsatz.
Ein Nachteil solcher Hydrophobierungsmittel besteht darin, daß sie beim Anmischen von beispielsweise Beton
oder Mörtel teilweise zur Schaumbildung und dadurch zur Einführung von Luft in das Gemisch neigen,
wodurch die Endfestigkeit des Materials nicht die an
sich möglichen Werte erreichen kann. Die eingeführte
Luft kann in dem erhärteten Beton oder Mörtel nicht mehr entweichen und führt deshalb aufgrund des
erhöhten Luftporengehalts zu verminderten Endfestig
keiten des abgebundenen Materials. Außerdem führt
der zusätzlich eingeführte Luftgehält zu einer Verminderung der Hydrophobiereigenschaften. Weiterhin ist
es bekannt, daß der Zusatz an Hydrophobierungsmitteln das Abbindeverhalten des Mörtels bzw. Betons
ίο beeinflußt, wodurch es zu Schwierigkeiten bei der
Weiterverarbeitung der hydraulisch abbindenden Gemische kommen kann.
Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Kydrophobierungsmittel besteht darin, daß bereits nach
kurzer Bewitterung des imprägnierten Betons bzw. Mörtels ihre Wirksamkeit verlorengeht und an damit
imprägnierten Außenfassaden, wie z. B. Klinkerfassaden, ein lästiger Grauschleier auftritt
Es ist weiterhin bekannt, daß man die Plastizität von
Frischbeton und Frischmörtel durch Zusätze von
beispielsweise Netzmitteln erhöhen kann, wodurch bei gleich guter Verarbeitbarkeit ein Teil des überschüssigen Anmachwassers eingespart werden kann. Es wird
dadurch zwar erreicht, daß die Massen leichter und
vollständiger verdichtet werden können, was zu einem kompakteren Gefüge und zu höherer Festigkeit führt
Doch ist ein derartiger Beton oder Mörtel nicht gegen Feuchtigkeit und Wasser geschützt Aggressive wäßrige
Medien können durch das ausgehärtete Material
durchtreten, was besonders bei vorgespanntem Beton
zu schweren Schäden führen kann.
Das Ziel der Erfindung besteht in neuen Zusatzmitteln zum Hydrophobieren von hydraulischen Bindemitteln, die die oben genannten Nachteile nicht mehr
aufweisen bzw. bewirken.
Es w;rde eine wäßrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische Bindemittel gefunden, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an
a) 5 bis 50 Teilen eines zwischen 40 und 6O0C
erweichenden Paraffins,
b) 1 bis 20 Teilen einer mit alkalisch reagierenden Stoffen neutralisierten Montanwarhssäure einer
Säurezahl zwischen 115 bis 155, einer Verseifungs
zahl von 130 bis 175 und eines Schmelzpunkts von
70 bis 900C und
c) 95 bis 50 Teilen Wasser.
so einfacher Weise hergestellt werden, indem man 95 bis
50, vorzugsweise 60 bis 70 Teile Trinkwasser mit einer
alkalisch reagierenden Substanz, wie Ammoniak,
siert, 5 bis 50 Teile Paraffin des oben genannten
und 1 bis 25 Teile Montanwachssäure der Säurezahl wie
oben angegeben, vorzugsweise mit einer Säurezahl
zwischen 130 und 160 bis 60 bis 100, vorzugsweise 70 bis
95° C zufügt und die Mischung bei erhöhtem Druck,
- vorzugsweise zwischen 100 und 200 atü homogenisiert.
den hydraulischen Bindemitteln beim Ansetzen des
das zum Ansetzen von Mörtel bzw. Beton sowieso nötig
ist, zugegeben werden. Im allgemeinen verwendet man
dabei 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,2 bis 3 Gewichtsprozent
des Hydrophobiermittels (als feste Anteile - ohne
Wasser - berechnet), bezogen auf die Menge des hydraulischen Bindemittels. Man kann aber auch die
Oberfläche der mit den hydraulischen Bindemitteln angemachten Baustoffe, z. B. des Mörtels oder Betons,
nach deren Verarbeitung mit den Emulsionen behandeln, z. B. durch Besprühen oder Bestreichen. Schließlich ist es auch möglich, die Emulsionen den hydraulischen Bindemitteln schon beim Mahlen zuzusetzen.
Dabei kann die Emulsionen in die Mahltrommeln einbringen, wobei zusätzliches Wasser oder Glykol
noch hinzugefügt werden können. Die Menge des Wassers oder Glykols kann dabei z.B. 0,1 bis 10
Gewichtsprozent, bezpgen auf die Menge des Zements bzw. gelöschten Kalks, betragen.
Zusätzlich zu den Emulsionen können den hydraulischen Bindemitteln beim Anmachen gegebenenfalls im
Gemisch mit den Emulsionen auch andere übliche Zusätze, z. B. wäßrige Dispersionen von Polymerisaten
auf Basis äthylenisch ungesättigter Carbonsäureester, z. B. von Vinylestern, wie Vinylacetat und Vinylpropionat, oder Acrylestern und/oder Methacrylestern, wie
Acrylsäureäthyl- und -tert-butylester, ferner auf Basis von Butadien, Styrol und/oder Vinylidenchlorid, zugesetzt werden. Auch bei den üblichen Oberflächenbehandlungsverfahren für geformte Gebilde aus hydraulischen Bindemitteln können die Emulsionen mit Vorteil,
z.B. im Gemisch mit Kunststoffdispersionen, mitverwendet werden.
Die Wirkung der Emulsionen besteht vermutlich darin, daß das Ammoniumsalz der Montanwachssäure
in Verbindung mit den Calciumanteilen des hydraulischen Bindemittels unlösliche Calciumsalze bzw. mit den
Magnesiumanteilen unlösliche Magnesiumsalze bildet, weiche die restlichen Paraffine einschließen und somit
die Feinverteilung der Emulsion auch in dem Baustoff aufrechterhalten. Die hydrophobierende Wirkung der
neuen Emulsionen ist nach ihrer Anwendung außerordentlich stark und übertrifft sogar die der bisher
verwendeten besten Hydrophobiermittel wesentlich.
Als überraschend ist anzusehen, daß bereits verhältnismäßig kleine Mengen des erfindungsgemäßen
Zusatzmittels ausgezeichnete hydrophobierende Wirkung zeigen und in ihrer Hydrophobierung selbst
entsprechende Mengen an handelsüblichen Siliconölen
übertreffen könnea Ein weiterer wesentlicher Vorteil
des erfindungsgemäß verwendeten Zusatzmittels liegt darin, daß es unter dem Einfluß der Alkalität des
Bindemittels, z. B. des Zements im Beton und des
-> Zements bzw. Kalks im Mörtel, keine schädlichen Stoffe
bildet, d.h. insbesondere keine anorganischen oder
organischen Säurereste, wie Acetat-, Propionat-, Chloridsulfat oder Nitrationen in Freiheit setzt. Das
Zusatzmittel ist frei von korrosionsfördernden Stoffen,
in die z. B. zu einer Korrosion der Armiereisen führen
könnten. Die nunmehr folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Angegebene Teile
sind Gewichtsteile.
Ansatz 1
70 Teile Trinkwasser, 1,5 Teile 25%iger Ammoniak,
27 Teile Paraffin (Schmelzpunkt 52 bis 54°C) und 3 Teile
160) werden bei 70 bis 95° C 1 Stunde bei 150 atü
homogenisiert
Ansatz 2
70 Teile Trinkwasser, 1,5 Teile 25%iger Ammoniak,
27 Teile Paraffin (Schmelzpunkt 52 bis 54° C) und 3 Teile Montanwachssäure (Säurezahl 155) werden bei 70 bis
95° C 1 Stunde bei 150 atü homogenisiert
100 Teile Zement PZ 350 F (DIN 1164) werden mit 1
Teil des erfindungsgemäßen Zusatzmittels gemäß Beispiel 1 (Tabelle A) und 45 Teilen Wasser gemischt,
die erhaltene Masse in eine Form gegossen und 24 Stunden aushärten gelassen. Der Probekörper wird
ausgeformt, 6 Tage in Wasser gelagert und dann 6 Tage bei 100° C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Anschließend wird der Probekörper mehrmals 30 Sekunden bzw. 24 Stunden in Wasser gelagert und die
dabei erfolgte Wasseraufnahme gemessen. Zwischendurch wird jeweils 24 Stunden bei 1000C bis zur
Gewichtskonstanz getrocknet wobei sich wieder das ursprüngliche Gewicht einstellt In der folgenden
Tabelle sind die Mengen an Wasser angegeben, die jeweils beim Lagern im Wasser aufgenommen werden.
| Nr. | 30 Sek. | 24 Std. | 30 Sek. | 24 Std. |
| H2O-Aufnahi | me H2O-Aufnahme | H2O-Aufnahme | H2O-Aufnahme | |
| ing | in g | in g | in g | |
| a | 4,5 | 24,9 | 3,6 | 19,2 |
| Vergleichsproben | ||||
| 1. | 7,3 | 29,6 | 6,2 | 21,5 |
| 2. | 5,0 | 26,7 | 4,9 | 22,5 |
| 3. | 7,0 | 25,6 | 6,1 | 20,3 |
Zum Vergleich sind in den letzten drei Zeilen der bo
Tabelle die unter identischen Bedingungen mit einem Probekörper erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt,
zu dessen Herstellung ein Gemisch aus jeweils 100 Teilen Zement, PZ 350 F und 45 Teilen Wasser
verwendet wurde, das
1. keinen Zusatz,
2. 1 Teil Zinkstearat bzw.
3. 1 Teil handelsübliches Silikonöl in emulgierter
Form enthielt.
1 Teil der Paraffinemulsion aus Herstellungsbeispiel 1 wird mit 9 Teilen Wasser verdünnt. Diese Verdünnung
wird auf einen abgebundenen Außenputz bzw. Sichtbeton aufgebracht. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels ist die Oberfläche des Außenputzes und des
Sichtbetons sehr stark hydrophob, so daß aufgebrachtes
Wasser sofort abperlt Dagegen findet auf dem unbehandelten Außenputz bzw. Sichtbetonschicht beim
Aufbringen des Wassers eine Filmbildung des Wassers und eine damit verbundene Durchnässung des Putzes
bzw. Sichtbetons statt
1 Teil der Paraffinemulsion aus Herstellungsbeispiel 1 wird mit 9 Teilen Wasser verdünnt Diese Verdünnung
wird d'irch Aufstreichen oder Aufsprühen auf die
Oberfläche einer Künkerwand und Asbestzementwand gebracht Nach Abtrocknen der Oberfläche wird die
Asbestzementwaüd und JCliiikerwand 6 Monate mit
Wasser berieselt Danach beträgt die Wasseraufnahme der Asbestzement- bzw. Klinkerwand gleich Null, und
Her Abperleffekt ist nach wie vor ausgezeichnet Ein eventuell auftretender Grauschleier bei der behandelten
Klinker- bzw. Asbestzementwand wird nicht festgestellt
Bei einer unbehandelten Klinker- und Asbestzementwand
wird die Fassade vollkommen durchtränkt und es treten vereinzelt Risse auf.
25
30
Eine Asbestzementwand wird wie nach Beispiel 3 behandelt. Nach Abtrocknen der Oberfläche wird die
Asbestzementwand 1 Jahr im Freien bewittert. Danach beträgt die Wasseraufnahme gleich Null, und der
Abperleffekt wird nicht beeinträchtigt.
Eine unbehandelte Asbestzementwand wird beim Besprühen mit Wasser vollkommen durchtränkt.
500 Teile eines Gemischs aus 500 Teilen Normsand I und 1000 Teilen Normsand Il werden mit 166 Teilen
Zement PZ 350 F und 1 Teil Paraffinemulsion nach Herstellungsbeispiel 1 in 45 Teilen Wasser angesetzt
Aus der Masse werden Prismen der Abmessungen 4 χ 4 χ 16 cm gegossen, die nach eintägigem Aushärten
entformt und dann 27 Tage unter Wasser gelagert werden. Danach werden die Prismen der Biegezugprüfung
nach DIN 1164 unterworfen und dabei festgestellt, daß die Eindringtiefe von Wasser bei den Prismen
1,5 cm beträgt.
Unter denselben Bedingungen werden Prismen, die ohne Zusatz der Paraffinemulsion nach Herstellungsbeispiel
1 aus dem Zement-Sand-Wassergemisch hergestellt sind und die dieselben Abmessungen haben,
vollständig von Wasser durchnäßt. Beispiel 6
Eine Betonmischung folgender Zusammensetzung
Eine Betonmischung folgender Zusammensetzung
1 Teil Sand (Körnung 0,2 bis 0,6 mm)
1 Teil Sand (Körnung 0,6 bis 0,9 nun)
2 Teile Sand (Körnung 03 bis 1,5 mm)
2 Teile Sand (Körnung 1,5 bis 3 mm)
4 Teile Sand (Körnung 3 bis 7 mm)
5 Teile Sand (Körnung 7 bis 15 mm)
5 Teile Sand (Körnung 15 bis 30 mm)
5 Teile Sand (Körnung 15 bis 30 mm)
3 Teile Zement PZ 350 F
wird mit 0,1 Teil Paraffinemulsion nach Herstellungsbeispiel 1 in 2 Teilen Wasser angesetzt Aus der Masse
werden Würfel der Abmessungen 12 χ 20 χ 20 cm gegossen. Die Würfel werden nach eintägigem Aushärten
entformt und dann 27 Tage unter Wasser gelagert Danach werden die Betonwürfel der Wassemndurchlässigkeitsprüfung
nach DIN 1045 unterzogen. Nach Versuchsende stellt man an den aufgespaltenen Proben
fest, daß die größte Wassereindringtiefe nur 4 cm beträgt. Ein unbehandelter Betonwürfel dagegen wird
unter den gleichen Versuchsbedingungen vollkommen durchnäßt
Beispi el 7
Aus einem Gemisch von 100 Teilen Zement PZ 350 F, 100 Teilen Normsand 0, 200 Teilen Normsand II, 20
Teilen einer handelsüblichen 50%igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisats aus Acrylsäurebutylester/
Styrol, einem Teil Paraffinemulsion nach Herstellungsbeispiel 2 und 45 Teilen Wasser werden Prismen der in
Beispiel 5 angegebenen Abmessungen hergestellt Die Prismen werden nach 24-stündiger Lagerung entformt
und dann 27 Tage unter Wasser gelagert Danach beträgt die Wassereindringtiefe 2,0 cm, die Biegezugfestigkeit
81 kp/cm2 und die Druckfestigkeit 430 kp/cm2.
Bei einem Prisma, das ohne Zusatz einer Kunststoffdispersion
und ohne Zusatz der erfindungsgemäßen Paraffinemulsion hergestellt und unter somit gleichen
Bedingungen untersucht wird, dringt Wasser bis zur vollständigen Durchnässung ein; die Biegezugfestigkeit
beträgt 73,3 kp/cm2 und die Druckfestigkeit 420 kp/cm2.
Bei einem Prisma, das mit Zusatz einer Kunststoffdispersion und ohne Zusatz des erfindungsgemäßen
Zusatzmittels hergestellt, nach vorhergehenden Bedingungen geprüft wird, beträgt die Wassereindringtiefe
3,0 cm, die Biegezugfestigkeit 80,2 kp/cm2 und die Druckfestigkeit 404 kp/cm2.
Claims (1)
- Patentanspruch:Wäßrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische Bindemittel gekennzeichnet durch einen Gehalt an5 bis 50 Teilen eines zwischen 40 und 600C erweichenden Paraffins, 1 bis 20 Teilen einer mit alkalisch reagierenden Stoffen neutralisierten Montanwachssäure einer Säurezahl von 115 bis 155, einer Verseifungszahl von 130 bis 175 und eines Schmelzpunktes von 70 bis 900C und c) 95 bis 50 Teilen Wasser.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| DE2343457A DE2343457C2 (de) | 1973-08-29 | 1973-08-29 | Wässrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische Bindemittel |
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|---|---|---|---|
| DE2343457A DE2343457C2 (de) | 1973-08-29 | 1973-08-29 | Wässrige Hydrophobiermittelemulsion für hydraulische Bindemittel |
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Country Status (5)
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| DE (1) | DE2343457C2 (de) |
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- 1973-08-29 DE DE2343457A patent/DE2343457C2/de not_active Expired
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- 1974-08-28 BE BE147960A patent/BE819266A/fr unknown
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DISTLER, HARRY, DR., 6719 BOBENHEIM, DE BERGOLD, W |
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Ipc: C04B 7/356 |
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Ipc: C04B 15/00 |
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Owner name: FOLLMANN & CO GESELLSCHAFT FUER CHEMIEWERKSTOFFE U |
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Free format text: DISTLER, HARRY, DR., 6719 BOBENHEIM, DE BERGOLD, WOLFRAM, DR., 6900 HEIDELBERG, DE PETRI, ROLF, DIPL.-ING. (FH), 6710 FRANKENTHAL, DE BECHERT, BERTHOLD, DIPL.-ING. (FH), 6718 GRUENSTADT, DE |