DE2617685B2

DE2617685B2 - Putzzusammensetzung für Baumaterial

Info

Publication number: DE2617685B2
Application number: DE2617685A
Authority: DE
Inventors: Akinobu Tajimi Gifu Ando; Norihisa Hayasi; Minoru Ichigo; Shigeki Funibashi Inoue; Masaharu Kosaka; Aichi Nagoya; Makoto Iwakura Aichi Nakasu; Takeshi Aichi Suzuki; Masao Tohyama; Akitoshi Chiba Yoshida
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS5324211B2; US4059553A; DE2617685A1; JPS51124131A; DE2617685C3

Description

(a) eine wäßrige Lösung oder Dispersion eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem SiIicatgehalt, bezogen auf SiO₂, von 5—70 Gew.-°/o und getrennt davon

(b) ein anorganisches Silicatmaterial, das zur Umsetzung von Silicasol in Silicagel geeignet ist und aus Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mischungen daraus besteht,

worin das Gewichtsverhältnis des quaternären Ammoniumsilicats zum anorganischen Alkalimaterial innerhalb des Bereiches von !00 : 2 bis 100 : 100 liegt.

Die Erfindung betrifft eine Putzzüsammensetzung für Baumaterial.

Anwendungszweck des Erfindungsgegenstandes ist der Schutz und die Verkleidung von Baumaterialien, z. B. von Innen- sowie Außenwänden von Gebäuden mittels einer Überzugsschicht.

Die bisher zur Verkleidung der Innen- und Außenwände von Gebäuden verwendeten Überzugsmatcrialien lassen sich, je nach darin verwendetem Bindemittel, in organische und anorganische Arten klassifizieren. Das in einem Putz organischer Art verwendete Bindemittel besteht im allgemeinen aus einer Aerylharzemulsion oder einer Art Vinylacetatharzemulsion. Eine aus einem Überzugsmaterial hergestellte Schicht, die ein derartiges Kunstharzbindemittel enthält, weist eine geringe Feuerfestigkeit und eine unzulängliche Witterungsbeständigkeit, Wasserfestigkeit, mechanische Festigkeit und Alkalibeständigkeit auf. Weiterhin wird sie aufgrund ihrer Hafteigenschaften leicht verschmutzt. Die Uberzugsmaterialien der anorganischen Art enthalten dagegen im allgemeinen Bindemittel auf Zementbasis, die sich bei Hydratation erhärten. Darum muß unmittelbar vor der Anwendung dieses Überzugsmaterial mit Wasser vermischt werden. Aus diesem Grunde ist das Überzugsinaterial von anorganischer Art umständlich in seiner Anwendung, und es weist zusätzlich eine Effloreszenz auf.

Im Verlauf der letzten |ahre wurde eine Putzzusanimensetzung zur Überwindung der genannten Nachteile vorgeschlagen, die ein hauptsächlich ;ius Kieselhydroso! (kolloidalem Siliciumdioxid) bestehendes Bindemittel L'iith.ilt. Diese Zusammensetzung erwies sich jedoch als

immer noch unbefriedigend bezüglich der Schichthärte, der Wasserfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Putzzusammensetzung für Baumaterial vorzusehen, die eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit aufweist und einer daraus hergestellten Schutzschicht eine hervorragende Wasserfestigkeit, Alkalibeständigkeit und Witterungsbeständigkeit sowie eine große Härte und eine große Bindefestigkeit im nassen Zustand sowie auch nach dem Austrocknen bzw. Aushärten, verleiht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusammensetzung, die

100 Gewichtsanteile eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem Silicatgehalt, bezogen auf SiO₂, von 5—70 Gew.-°/o,

2—200 Gewichtsanteilen eines aus Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mischungen davon bestehenden anorganischen Alkalimaterials, das zur Umwandlung von Silicasol in Silicagel geeignet ist, und Wasser in einer zum Erweichen der Zusammensetzung genügenden Menge

enthält.

Es wurde gefunden, daß eine Bindemittelzusammensetzung, bestehend aus einem quaternären Amnioniumsilicat, dem in einem spezifischem Verhältnis ein Metalloxid oder -hydroxid, das Silicasol in Silicagel umwandeln kann, zugegeben wird, hervorragende Eigenschaften als ein Putz für Baumaterial aufweist. \ I ierauf beruht die vorliegende Erfindung.

Die bei der Erfindung zu verwendenden quaternären Ammoniumsilicate entsprechen vorzugsweise der folgenden empirischen Formel:

*[N^X₁X₂XjX₄J₂O'- -.XSiO₂,

in der Xi, X₂, Xj und X₄ gleich oder verschieden sein können und Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen darstellen, die jeweils 1—20 Kohlensioffatome enthalten und das Molverhältnis y/x im Bereich von 3 — 300 liegt. Ist das Verhältnis y/x geringer als 3, so kann infolge eines hohen Amingehalts die Wasserfesligkeit der erhaltenen Überzugsschicht gering sein. Beträgt das Verhältnis y/x mehr als 300, so kann die erhaltene Überzugsschicht von minderwertiger Oberflächenhärte und Witterungsbeständigkeit sowie auch von geringerer Wasserfestigkeit sein. Folglicherweise liegt der Bereich des Verhältnisses y/x vorzugsweise zwischen 3—300, insbesondere zwischen 5—100. Beispiele der bevorzugten quaternären Ammoniumsilicate sind Tetramethylammoniumsilicat, Tetraäthanolammoniumsilicat, Monomethyltriäthanolammoniumsilicat, Uimethyläthanolammoniumsilicat, Monoäthyltripropanolammoniumsilicut, Dimethyldipropanolamnioniumsilicat und Monoäthyltripropanolammoniumsilicat. Diese können einzeln oder als Mischung verwendet werden.

Ein derartiges quaternäres Aminoniumsilicat läßt sich leicht herstellen, im allgemeinen durch (a) ein Verfahren, bei dem verdünntes Wasserglas mit einem Kationenaustauscherharz des Wasserstofftyps in Berührung gebracht wird, um eine aktive Siliciunioxidlösung zu bilden, zu der ein quaternäres Ammoniumhydroxid zugegeben, wonach die Mischung auf einen vorbestimmten Wert konzentriert wird, oder (b) durch ein Verfahren, bei dem ein quaternäres Ammoniumhydroxid mit einem Silcahydrosol unigeset/t wird. Die (jiiatcrnarcn Ammoniiimsilicalc sollten vorzugsweise vor der Herstellung der l'titzziisammcnsclzung in Wasser aufgelöst oder dispergiert werden. Werden die oben angegebenen Verfahren zur Herstellung des quaternären Ammoniumsilicats angewendet, so entsteht das Produkt automatisch in der Korm einer wäßrigen > Lösung oder Dispersion.

Üblicherweise kann das quaternäre Ammoniumhydroxid hergestellt werden durch die Zugabe eines Alkylenoxids zu Ammoniak oder zu Aminen oder durch die Entionisierung eines quaternären Amnioniumsalzes

•ο mit einem Anionenaustauscherharz. Ein quaternäres Ammoniumhydroxid, das eine restliche Menge, vorzugsweise weniger als 10%, an tertiären, sekundären oder primären Aminen enthält, ist auch verwendbar. Ein aus einem derartigen Hydroxid erhaltenes quaternäres

π Ammoniumsilicat kann auch bei der Erfindung verwendet werden.

Ein bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu verwendendes quaternäres Ammoniumsilicat sollte einen Silicatgehalt, bezogen auf SiO₂, von 5—70

.'ο Gew.-% aufweisen. Ist der SiO₂-Gehalt geringer als 5 Gew.-%, so läßt sich eine ausgehärtete Überzugsschicht von ausreichender Bindefestigkeit und großer Härte nicht erhalten. Beträgt dagegen der SiO₂-Gehalt mehr als 70 Ge'v.-%, so neigt die ausgehärtete Schicht dazu,

_>) auf der Oberfläche Sprünge oder Risse zu bilden. Um in ausreichendem Maße den Schutz und die Verkleidung von Baumaterial zu gewährleisten, sollte insbesondere das quaternäre Ammoniumsilicat vorzugsweise einen SiO₂-Gehalt von 8—55 Gew.-% aufweisen.

in Das in Verbindung mit dem quaternären Ammoniumsilicat einzusetzende anorganische Alkalimatcrial kann aus irgendeinem der Metalloxide oder Hydroxide bestehen, die als Gelbildner für Silicasol geeignet sind. Bevorzugte Beispiele umfassen die Oxide oder Hydroxi-

Ji de von Magnesium, Calcium, Chrom, Mangan und Zink. Diese Oxide oder Hydroxide reagieren mit dem quaternären Ammoniumsilicat, um ein Reaktionsprodukt zu ergeben, welches die erfindungsgemäße Zusammensetzung derart verfestigt, daß eine daraus

κι bestehende, auf einem Untergrund aufgetragene Schicht auch im nassen Zustand kein Fließverhalten aufweist und ihre Form beibehält. Ferner ergibt sich infolge der verfestigenden Reaktion nach dem Trocknen eine wasserunlösliche Schicht von hoher Bindefe-

t> stigkeitund Härte.

Die Metalloxide und -hydroxide werden üblicherweise in Form feinzerkleinerter Teilchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von nicht mehr als 100 μιη, vorzugsweise bis zu 60 um, verwendet. Diese

">i> Oxide und Hydroxide können ein/ein oder als Mischungen von zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt werden. Insbesondere wird mit Magnesiaklinkerpulver, das durch Brennen von Magnesiumoxid. Magnesiumhydroxid, Magnesit oder Hydromagnesit

Vi entsteht, eine bevorzugte Aushürtgeschwindigkeit erzielt. Dieses eigent sich somit besonders. Gemäß der Erfindung sollten diese Oxide oder Hydroxide in einem Mengenverhältnis von 2 — 200 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2—100 Gewiehtsteilen. auf 100 Gewiehtsteile des

«ι quaternären Ammoniumsilicats eingesetzt werden. Die Gründe für diese Begrenzung werden im folgenden beschrieben.

Überzugsmaterialieii /um Schul/ und l'iit/eii der Oberfläche von Baumaterial lassen sich .Mitteilen in

hi solche zur Anwendung innerhalb und solche /ur Anwendung auf tier Außenseite eines (.ih.iiuks. Das zur Verwendung iiineilulb eines (ieb.nulr, vo
nc Material braucht in -Xulu'tr.u In .Ki \ii

Umgebung, der es ausgesetzt wird, keinen strengen Bedingungen standhalten, dagegen muß der zur Anwendung an der Außenseile eines Gebäudes vorgesehene Putz allen strengen Außenbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Wind, Regen, Schnee. ·> Sonnenstrahlung und Erschütterungen widerstehen. Ferner ist es erforderlich, daß ein auf der Außenseite eines Gebäudes anzuwendender Putz innerhalb eines breiten Bereiches der bei der Ausführung vorkommenden Bedingungen eine gute Verarbeitbarkeil aufweist. Die Eigenschaften der erhaltenen, ausgehärteten Schicht werden in beträchtlicher Weise von der Verarbeitbarkeit des Überzugsmaterials beeinflußt

In Anbetracht dieser Umstände wurden Versuche im Gelände durchgeführt, bei denen sich herausstellte, daß r. durch den Zusatz der oben angegebenen Oxide und/oder Hydroxide zum quaternären Ammoniumsilicat eine sehr vorteilhafte Auswirkung auf die Verarbeitbarkeit des Putzes und auf die physikalischen Eigenschaften der daraus erhaltenen SchicH entsteht, wobei λι diese Eigenschaften von der zugegebenen Menge des Oxids oder Hydroxids abhängen. Insbesondere wenn das Oxid oder Hydroxid :n einer Menge von weniger als 2 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des quaternären Ammoniumsilicats vorliegt, dann ist die ausgehärtete r> Schicht von geringer Wasserfestigkeit und Dauerhaftigkeit gegenüber einem Einfrier- und Auftauzyklus. Infolgedessen läßt sich ein derartiger Putz nicht in der Regenzeit und in kalten, z. B. arktischen klimatischen Zonen verwenden. Demgegenüber ist in dem Fall, in j» dem das Oxid oder Hydroxid in einer Menge von mehr als 200 Gcwichtsanteilen zugegeben wird, die Dauer der Verarbeitbarkeil der Zusammensetzung nach ihrer Herstellung zu gering, und die daraus erhaltene Schicht neigt zur Sprung- oder Rißbildung, so daß sich in r, ausreichendem Maße Schutz und Verkleidung der Oberfläche des Baumaterials, d. h. des Grundes nicht erzielen lassen. Auf diese Weise werden die Eigenschaften der erhaltenen Schicht bestimmt durch das Zusatzverhältnis von Oxid oder Hydroxid. Da das 4ii Zusatzverhältnis auch eine Auswirkung auf die Fließeigenschaften der Putzzusammensetzung hat, so sollte, wenn darauf auf einem Baumaterial eine rauhe, sandartige Oberfläche erzeugt werden soll, z. B. um ein dreidimensionales Muster zu bilden, ein etwas niedrige- αί res Zusatzverhältnis verwendet werden. Um eine platten- oder kachelariige Oberfläche auf einem Baumaterial zu erzeugen, sollte vorzugsweise ein etwas größeres Zii'.atzverhältnis verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Putzzusammensetzung kann w wahlweise zusätzlich zu dem quaternären Ammoniumsilicat und den Metalloxiden oder Hydroxiden auch gebräuchliche Zusätze in üblicherweise benötigten Mengen enthalten.

Zur Steuerung der Fließeigenschaften einer Zusam- v, mensetzung wird üblicherweise ein Eindickungsmittel verwendet, dessen Menge funktionell bestimmt wird, um eine geeignete Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung zu ergeben. Bisher wurden bei wäßrigen Überzugsmaterialien Eindickungsmittel auf Zellulose- wi basis eingesetzt. Bei der Erfindung kommen dagegen Salze oder Polyacrylsäure, Ammoniak, Bentonit und ähnliche Substanzen zur Anwendung. Die Natrium- und Kaliumsalze der Polyacrylsäure werden besonders bevorzugt. Da die Natrium- und Kaliumsalze der tr. Polyacrylsäure dazu neigen, bei direkter Zugabc zur Zusammensetzung nicht gleichmäßig dispergiert zu werden, ist es von Vor'.cil. sie vorher mit Wasser zu verdünnen und in Form der wäßrigen lösung oder Dispersion zuzugeben.

Die erfindungsgemäße Putzzusammensetzung kann wahlweise Pigmente. Aggregate. Füllstoffe und Wasserundurchlässigkeit erzeugende Stoffe enthalten. Die Pigmente umfassen übliche Stoffe wie Titandioxid. Eisenoxid. Chromoxid. Uthopone, Zinksulfit. Ultramarinblau. Chromgelb. Lampenschwarz, Kaolin. Glimmer. Mennige. Bleidioxid. Zinkoxid. Zinkchromat und Aluminiumoxid. Die Aggregate oder Füllstoffe umfassen Bergsand, Flußsand, Seesand. FelsmateriaL Mineralien, Glas, Metalle, anorganische Festkörper und organische Festkörper in Form von pulverisierter Masse, groben Teilchen. Pulver und feinzerkleinerten Teilchen. Beispiele dieser Materialien sind Silicatstein. Aluminiumoxid. Calciumcarbonat, Asbest, Bimsstein, Siliziumdioxid. Schamoltepulver, Vermiculit, weißer Marmor. Kunststoffpulver. Holzmehl, Perlit, poröser Vulkansand und Schlackenwolle. Bei Verwendung wird das Füll- oder Aggregatmaterial vorzugsweise in einer Menge zugegeben, die 7000 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile des quaternären Ammoniumsilicals nicht übersteigt. Beispiele der Wasserundurchlässigkeil erzeugenden oder wasserabdichtenden Mittel, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind Natrium und Kaliumsiliconate und eine Emulsion aus Siliconwachs. Paraffinwachs oder Siliconöl, das durch Umsetzung der Endgruppe von organischem Polysiloxan zu einer hydrophilen Gruppe hergestellt wird. Zum Gebrauch wird das Wasserabdichtungsmittel vorzugsweise in einer Menge zugegeben, die 1000 Gewichlsanteile pro 100 Gewichtsanteile des quaternären Ammoniumsilicats nicht übersteigt.

Die Pulzzusammcnscizung läßt sich leichl herstellen durch Zusammengeben der oben angeführten Bestandteile, jeweils nach Bedarf, zusammen mit einer Wassermenge, die ausreicht, um die Zusammensetzung zu erweichen und ein Durchmischen zu ermöglichen. Die zuzugebende Wassermenge wird funktionell bestimmt, wobei die Verarbeitbarkeit, die Verhinderung einer nachträglichen Verformung, die Härtbarkeit und die Trocknungscigenschaften in Betracht gezogen werden. Normalerweise bcstimmi sich die Wassermenge derart, daß die Zusammensetzung nach ihrer Herstellung eine Viskosität von 30—300 00OcP aufweist.

Das Metalloxid oder Hydroxid, das bei dem Silicasol, welches eine Grundkomponente des erfindungsgemäßen Putzes darstellt, eine Gelbildung herbeizuführen vermag, sollte vorzugsweise zwecks Erhaltung einer guten Verarbeitbarkeit erst am Ende zugegeben werden. Die auf diese Weise erhaltene Putzzusammensetzung kann eine Verarbeitungsze't aufweisen, die nicht weniger als 3 Stunden beträgt. Eine Verarbeitungszeit, die nicht weniger als 3 Stunden, insbesondere nicht weniger als 6 Stunden beträgt, ist für die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung von Vorteil. Eine Zusammensetzung, die eine Verarbeitungszeit von einer Stunde oder weniger aufweist, hat eine geringe Verarbeitbarkeit und führt auch nicht zu einer gleichmäßigen Überzugs- oder Putzschicht.

Das Mischen der Zusammensetzung kann in einem üblichen Misch- oder Knetgerät oder einer ähnlichen Vorrichtung durchgeführt werden. Baumaterial, auf das die Putzzusammensetzung aufgetragen werden kann, besteht z. B. aus Beton, Mörtel, Gipsplatten, Gips, Schieferplatlcn, Calciumsilicatplatten, dampfgehärteten l.eichtbetonnlatten. verschiedenen Mctallnlatten. Tc*-

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tilstoffen aus natürlichen oder synthetischen Fasern und Wandtapeten. Die Putzzusammensetzung weist hervorragende Schutz- und Vcrkleidiingseigenschaftcn auf zur Anwendung bei Innen- und Außenwänden aus Platten, bausieinförmigem Baumaterial sowie bei aus diesen Materialien errichteten Gebäuden und Aufbauten.

Das Putzen läßt sich auf übliche Weise, wie Spritzputzen mit verschiedenen Geräten, sowie durch Aufwalzen und durch Beaufschlagen der fortbewegten, zu bedeckenden Fläche des Untergrundmatcrials mit einem senkrecht anfallenden, vorhangähnlich geformten Strahl des flüssigen Putzes, durchführen. Vorzugsweise wird mit nicht weniger als 0,5 kg/m², bezogen auf Trockensubstanz, beschichtet. Selbstverständlich kann ein geeignetes Beschichtungsverfahren entsprechend den Fließeigenschaften der Putzzusammensetzung und der gewünschten Form der Schicht ausgewählt werden.

Da die Putzzusamniensetzung ein aushärtendes Reaktionsprodukt des quaternären Ammoniumsilicats und der Oxide oder Hydroxide ergibt, welches einen Grundbestandteil der ausgehärteten Schicht bildet, ist die erhaltene Schicht von sehr großer Härte und erleidet keine Schaden durch Ankratzen oder Abbrökkeln und wird auch nicht leicht verschmutzt. Ferner weist sie eine ausgezeichnete Wasserfestigkeit, Alkalibeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Abkreidcbeständigkeit und Bindefestigkeit auf und behält ihre hervorragenden Schutz- und Verkleidungeigenschaften über einen langen Zeitraum hinweg bei.

Tabelle 1

Zusammensetzungsverhältnis (Gewichtsteile)

In zusätzlicher Weise weist die Schicht sogar im nassen Zustand nach der Beschichtung eine hervorragende Wasserfestigkeit auf und neigt auch in diesem Zustand nicht zum Verformen, z. B. durch Herabfließen an seiner senkrechten Wand. Ferner widersteht die Schicht einem Einfrier- und Auftauzyklus. Aus diesem Grunde läßt sich die crfindungsgcmäße Zusammensetzung während der Regenzeit und in kalten, z. B. arktischen Regionen anwenden. Im allgemeinen ist die erfindungsgemäße Putzzusammensetzung von hervorragender Verarbeilbarkeit, und eine daraus hergestellte Schicht behält ihre hervorragenden physikalischen Eigenschaften auch unter strengen Bedingungen bei, so daß die Zusammensetzung zum Schutz und zur Verkleidung von Baumaterial äußerst brauchbar ist.

Um die Art und Brauchbarkeit der Erfindung weiter zu erläutern, sind die folgenden spezifischen Beispiele aus der Praxis angegeben:

Beispiel 1

(Putzzusammensetzung mit rauher, sandartiger
Oberfläche)

a) Herstellung der Putzzusammensetzung

Die Bestandteile wurden in einem Mengenverhältnis, wie es die Tabelle 1 zeigt, in einem Behälter mit Hilfe eines bei hoher Geschwindigkeit laufenden Mischgeräts nach folgendem Verfahren zusammengemischt, um eine Putzzusammensetzung zu ergeben.

Bestandteil

Probe 1

Probe 2

Probe 3

Probe 4

DMPA'⁵
100

Silicatsand

0,043-0,25 mm

13 00OcP

MMTA""
100

200

Silicatsand

0,88-2 mm

10
10
800OcP

Quatemüres Ammoniumsilicat MMPA'¹

100

Magnesiaklinker 18

Polynatriumacrylat 1

Acrylharzemulsion'² 5

Füllstoff³ 200

Aggregat Silicatsand

(Korngröße) 0,88-2 mm

Wassersperrendes Mittel*⁴ 10

Wasser (insgesamt) 10

Viskosität der Putzzusammensetzung 4000 cP Anmerkung:
¹ Monomethyltripropanolammoniumsilicat mit einem Molverhältnis ylx in der empirischen Formel

χ [N⁺X 1X2X3X4120 · >SiO2 von 70 (als 50%ige wäßrige Lösung verwendet).

*² Eine wäßrige Emulsion eines Copolymerisats aus Styrol und Butylacrylat (Festkörpergehalt von 50%). *³ Eine Mischung aus

Calciumcarbonai 50 Gew.-%.

Talk 25 Gew.-%.

Tonerde 25 Gew.-%.

*⁴ Eine wäßrige Emulsion aus Parafiinwachs (Festkörpergehalt von 35%). "⁵ Dimethyldipropanolammoniumsilicat (ylx= 55, als 40%ige wäßrige Lösung verwendet). *⁶ Monomethyltriäthynolammoniumsilicat (ylx = 30, als 50%ige wäßrige Lösung verwundet). *⁷ Tetraäthanolammoniumsilicat (ylx= 18, als 52%ige wäßrige Lösung verwendet).

TÄA'⁷
100

50

10

400

Silicatsand

0,043-0,25 mm

50

25 000 cP

Das Polynatriumacrylat wurde zunächst in einem Teil des zuzugebenden Wassers aufgelöst und die Lösung in den Mischbehälter eingeführt. Dann wurden die Acrylharzemulsion und das Monomethyltripropanolammoniumsflicat nacheinader unter Rühren in das Gefäß eingebracht, wonach die anderen Bestandteile mit

ίθ

Ausnahme des Magnesiaklinkers, zugegeben wurden. Die Mischung wurde umgerührt, um eine gleichmäßige Aufschlämmung zu erhalten.

Unmittelbar vor dem Putzen wurde der Magnesiaklinker der Aufschlämmung unter Rühren zugegeben, und schließlich wurde das restliche Wasser zugesetzt. Die sich ergebende Mischung wurde umgerührt, um eine Putzzusammensetzung, die eine rauhe, sandartig aussehende Oberfläche ergab, herzustellen, deren Viskosität ungefähr 4000 cP betrug.

b) Prüfung des Putzes und der Schichteigenschaften

Die unter a) erhaltene Putzzusammensetzung wurde mittels einer geeigneten Sprühpistole mit einem Kaliber von 6 — 8 mm unter einem Luftdruck von 4—5 kg/cm² an eine Betonplatte angeworfen, um eine Beschichtung von 1,2 kg/m² und eine rauhe, sandartige Oberflächenschicht zu erhalten. Nachdem die Putzschicht auf dem Betonblock eine Woche lang an Luft getrocknet worden war. ergab sich eine gleichmäßige Schicht, die keine Risse und eine große Härte aufwies.

Gemäß dem gleichen, oben beschriebenen Verfahren wurde die Putzzusammensetzung auf eine flexible Platte mit einer Größe von 70 cm χ 70 cm χ 6,3 cm (nach I)SA 5408) angeworfen, wobei die Beschichtung 1,2 kg/m² betrug. Nach einwöchigem Trocknen der Schicht auf der Platte an Luft wurde die erhaltene Putzschicht auf Bindefestigkeit, Bleistifthärte, Wa^serbeständigkeit und Alkalibeständigkeit geprüft. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angeführt. Prüfungen wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

1) Bindefesligkeit der Schicht:

Ein Zugfestigkeitsprüfkörper aus Metall wurde auf die steinartige Oberfläche und auf die Rückseite der flexiblen Platte mittels eines Zweikomponenten-Epoxydharzbindemittels aufgeklebt. Mit einem Zugfestigkeitsprüfgerät wurde eine Zugspannung senkrecht zur beschichteten Oberfläche bei einer Belastbarkeitsrate von 200 kg/min zur Einwirkung gebracht. Die Kraft, bei der eine Abtrennung der Schicht erfolgte, wurde gemessen.

2) Bleistifthärte:

Mit Bleistifen von progressiv steigender Härte wurde die Schicht angekratzt. Die Härte des Bleistifts, die unterhalb derjenigen eines Bleistifts lag, mit dem sich die Schicht zum ersten Mal anritzen ließ, wurde als Bleistifthärte der Schicht angesehen.

3) Wasserbeständigkeit:

Die Platte blieb 96 Stunden lang bei einer Temperatur von 20° C in Wasser eingetaucht Nach dem Herausnehmen der Platte aus dem Wasser wurde ein visueller Vergleich durchgeführt zwischen dem Zustand der Schicht vor und nach dem Eintauchen.

4) Alkalibeständigkeit:

5) Sichtbare Rißbildung:

Das Aussehen
visuell bestimmt.

der Plattenobcrfläche wurde

Tabelle 2

Eigenschaften von Putzschichten

Prüfung

Probe 2 Probe 2 Probe 3 Probe 4

Bindelestigkeit 8,0 6,0	7,5	6,5	hoher i
(kg/cm²)
Bleistifthürte 711 511	811	711	Bindefe-
Wasserbeständigkeit gut gut	gut	gut	hervorragende
Alkalibeständigkeit gut gut	gut	gut
Sichtbare keine keine	keine	keine
Rißbildung
Verarbeitungszeit I2Std. 12 Std.	10 Std.	8 Std.
der Zusammen
setzung*)
*) Zeit zwischen Herstellung der Zusammensetzung bis zum
im wesentlichen erfolgten Erstarren.
Die erhaltenen Schichten waren von
stigkeit und Härte und wiesen eine
Wassser- und Alkalibeständigkeit auf.
Beispiel 2

(platten- oder kachelartige Putzzusammensetzung)
a) Herstellung der Putzzusammensetzung

Unter Anwendung des gleichen Verfahrens, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden die in der Tabelle 1 angegebenen Bestandteile zusammengemischt, um eine Putzzusammensetzung, die ein platten- oder kachelartiges Aussehen ergibt (Probe 2) herzustellen, deren Viskosität ungefähr 13 000 cP betrug.

b) Prüfung des Putzes und der Schichteigenschaften

4) Die Putzzusammensetzung wurde mittels einer geeigneten Sprühpistole mit einem Kaliber von 6—8 mm unter einem Luftdruck von 4—6 kg/cm² auf eine Betonplatte aufgeworfen. Die Beschichtung betrug 2,5 kg/m². Während sich die Putzschicht noch im nassen

-,ο Zustand befand, wurde sie mit Wassertropfen beregnet. Eine Verformung wurde dadurch nicht verursacht. Nach der Trocknung hatte die Schicht eine ausreichende Härte und eine gleichmäßige platten- oder kachelartige Oberfläche, die keine Risse aufwies. Gemäß dem unter

(b) beschriebenen Verfahren des Beispiels 1 wurden Eigenschaftsprüfungen der Putzschicht durchgeführt Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. Die erhaltene Schicht war von hervorragender Bindefestigkeit, Härte, Wasserbeständigkeit und Alkalibeständig-

bo keit und war somit für praktische Zwecke geeignet

Die Platte wurde 48 Stunden lang bei einer Beispiel 3
Temperatur von 20⁰C in eine gesättigte wäßrige

Calciumhydroxidlösung eingetaucht Nach dem Die in der Tabelle 1 unter der Bezeichnung Probe 3 Herausnehmen der Platte aus der Lösung wurde 65 angegebene Zusammensetzung wurde hergestellt und

ein visuelller Vergleich durchgeführt zwischen den gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 geprüft. Es

Oberflächenzuständen vor und nach dem Eintau- wurden die auch in der Tabelle 2 angegebenen

chen. Eigenschaften festgestellt

Il

Beispiel 4

Die in der Tabelle 1 unter der Bezeichnung Probe 4 angegebene Zusammensetzung wurde gemäß dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellt und geprüft. Die in der Tabelle 2 niitangegebenen Eigenschaften wurden festgestellt.

Um die Bedeutung des Zusammensetzungsbereiches der erfindungsgemäßen Putzzusammensetzung voll herauszustellen, werden Vergleichsbeispiele angegeben.

Vergleichsbeispiele
a) Herstellung einer Putzzusammensetzung

Gemäß dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren wurden vier Probenpaare eines Putzes unter Anwendung der in der Tabelle 3 angegebenen Zusammenset-

Tabelle 3

zungsverhältnissc hergestellt, wobei jedes der Probenpaare la und b, 2a und b, 3a und b und 4a und b mit den oben angegebenen Proben 1, 2, 3 bzw. 4 zu vergleichen ist. Bei den Proben la, 2a, 3a, 4a, 3b und 4b handelt es sich um Vergleichsproben, in denen das Verhältnis von Magnesiaklinker zinn quaternären Ammoniunisilikat nicht erfindungsgemäß ist. Die Proben Ib und 2b sind erfindungsgemäß, weisen jedoch keine bevorzugte Zusammensetzung auf.

b) Putzprüfling

Die Putzzusammensetzungen mit sandartiger Oberfläche (4 Proben) und die Putzzusammensetzungen mit platten- oder kachelartiger Oberfläche (4 Proben) wurden gemäß den in den Beispielen 1 bzw. 2 beschriebenen Verfahren geprüft.

Bezeichnung

Rauhe Putzzusammenselzung

Probe la Probe Ib

Kachelartige Putzzusammensetzung

Probe 2a Probe 2b

Rauh

Kachelartig

Probe 3a Probe 3b Probe 4a Probe 4b

Zusammensetzungs	MMPA	MMPA	DMPA	DMPA	MMTA	MMTA	TAA	TÄA
verhältnis	100	100	100	100	100	100	100	100
Quaternäres	1	120	1	200	1	220	1	220
Ammoniumsilicat	1	1	2	2	1	1	2	2
Magnesiakliniker	5	5	10	10	5	5	10	10
Polynatriumacrylat	200	200	400	400	200	200	400	400
Acrylhar7emulsion	Siiicat-	Silicat-	Silicat-	Silicat-	Silicat-	Silicat-	Silicat-	Silicat-
FüllstolT	sand	sand	sand	sand	sand	sand	sand	sand
Aggregat	0,88-	0,88-	0,043-	0,043-	0,88-	0,88-	0,043-	0,043-
(Korngröße)	2 mm	2 mm	0,25 mm	0,25 mm	2 mm	2 mm	0,25 mm	0,25 mm
	10	10	10	10	10	10	10	10

Wassersperrendes	10	10	50	50	10	10	50	50
Mittel
Wasser insgesamt
Eigenschaften der	8,5	5,0	6,5	8,0	8,0	6,0	7,0	6,5
Putzschicht	7Π	2 H	5 H	II	II	7 11	UB	311
Bindefestigkeit kg/cm	schlecht	gut	schlecht	gut	schlecht	gut	schlecht	gut
Bleistifthärte	gut	gut	gut	gut	gut	gut	gut	gut
Wasserbeständigkeit	wenige	keine	wenige	wenige	wenige	viele	wenige	viele
Alkalibeständigkeit	16Std.	ca. 6 Std.	16 Std.	ca. 3 Std.	16 Std.	IStd.	16 Std.	1 Std.
Sichtbare Rißbildung
Verarbeitungszeit der
Zusammensetzung

Es geht aus der Tabelle 3 hervor, daß bei einer Zusammensetzung des Putzes, die außerhalb des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiches liegt, die Eigenschaften der erhaltenen Schicht wesentlich minderwertiger sind. Ferner ist in den Fällen, in denen das Metalloxid oder Hydroxid (Magnesiaklinker wie hier verwendet) in großen Mengen eingesetzt wird, die Verarbeitungszeit zu kurz, so daß die Verwendung im Gelände auf einer Baustelle fast unmöglich wird Ferner können durch einen zu geringen Zusatz des Metalloxids oder Hydroxids Risse entstehea vorwiegend durch ein Zusammenziehen der Bindemittelkomponeme bei ungenügender Ausdehnung des Metalloxids während der Hydratationszeit, während ein zu großer Zusatz von Metalloxid durch Zusammenziehen des hydratisierten Metalloxids während des Trocknens zur Bildung von Rissen führen kann.

Bei den Proben 1 b und 2b, die eine erfindungsgemäße, jedoch keine bevorzugte Zusammensetzung aufweisen, ist die Wasserbeständigkeit gut und die Verarbeitungszeit länger als 2 Stunden, so daß diese Proben den Anforderungen der Praxis genügen.

Wird der Anteil an anorganischem Alkalimetall erhöht, so treten Nachteile wie Abnahme der Verarbei-

13 14

tungszeit und größere Neigung zu Rißbildung auf. Bis zu Bleislifthärte von mindestens H ist auch bei einer

einem Anteil von 200 Gewichtsteilen anorganisches Neigung zur Bildung von wenigen Rissen brauchbar.

Alkalimaterial auf 100 Gewichtsteile quaternäres Dagegen ist ein Produkt von schlechter Wasscrbestän-

Ammoniumsilicat sind die Zusammensetzungen für digkeit oder einer Verarbeitungszeit von weniger als

praktische Zwecke annehmbar. Ein Produkt mit einer -, 2 Stunden für die Praxis ungeeignet.
Bindefestigkeit von nicht weniger als 1 kg/cm² und einer

Claims

Patentansprüche:

1. Putzzusammensetzung für Baumaterial, dadurch gekennzeichnet, daß sie
100 Gewichtsteile eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem Silicalgehalt, bezogen auf SiO₂, von 5-7OGew.-%,

2—200 Gewichtsteile eines aus Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mischungen davon bestehenden anorganischen Alkalimaterials, das zur Umwandlung von Silicasol in Silicagel geeignet ist und
Wasser in einer zum Erweichen der Zusammensetzung genügenden Menge enthält.

2. Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 2—100 Gewichtsteilen an anorganischen Alkalimaterial auf 100 Gewichtsteile des quaternären Ammoniumsilicats.

J. Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimaterial aus Oxiden und/oder Hydroxiden von Magnesium, Calcium, Chrom, Mangan oder Zink oder aus Mischungen davon besteht.

4. Putzzüsammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimatertal ein aus Magnesia bestehendes, durch Brennen von Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid oder Hydromagnesit hergestelltes Klinkerpulver ist.

5. Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimaterial in Form eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1 — 100 μίτι vorliegt.

6. Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniuinsilicat die empirische Formel

v[r^X|X>X)X₄]>O-' -ySiO₂

aufweist, in der Xi, Xi₁ X₁ und X₄ Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen darstellen, die jewe-ls 1—20 Kohlenstoffatome enthalten, und das Molverhältnis y/x von i bis JOO betragt.

7. Putzzüsammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniuinsilicat aus Tetramethylamnioniumsilicat, Tetraäthanolanimoniumsilieat, Monomethyltriäthanolammoniumsilicat, Dimethyldiäthanolammoniumsilicat, Monomethyltripropanolammoniumsilicat, Monoüthyltriäthanolammoniumsilicat, Dimethyldiäthanolainmoniumsilicat, Monoäthyltripropanolammoniumsilicat oder Mischungen daraus besteht.

8. Putz/iisanimensetzung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch zumindest einen weiteren Zusatz, bestehend aus Eindicktingsmitteln, Pigmenten, Aggregaten, Füllstoffen oder Wassenindurchlässigkeit erzeugenden Stoffen.

9. Put/zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Salzen der Polyacrylsäure, Ammoniak oder Bentonit als Eindikkiingsmittel.

10. Putzzüsammensetzung nach Anspruch 1 oder 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Füllstoff in Form grobkörniger oder feiner Teilchen aus Silicastein, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat, Asbest, Bimsstein, .Schamottepulver, llol/niehl. Perlit, porösem vulkanischen Sand oder Schlackenwolle.

11 Piitz/iisuitimcnscl/iing nach Anspruch I oder H, gekennzeichnet durch einen (!ehalt an einem

Wasserfestigkeit erzeugenden Stoff, bestehend aus Natriumsiliconat, Kaliumsiliconat oder Emulsionen aus Siliconwachs, Paraffinwachs oder Siliconöl aus modifiziertem organischen Polysiloxan, das durch Umsetzung der Endgruppe des Polysiloxans zu einer hydrophilen Gruppe erhalten wird.

12. Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Erzeugung einer Viskosität von JO—JOOOOOcP ausreichenden Wassergehalt.

IJ. Verfahren zur Herstellung einer Putzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimateriar im Endstadium der Herstellung der Zusammensetzung zugegeben wird.

14. Putzzusammensetzung nach Anspruch 2 in Form einer Zusammenstellung der folgenden Mittel