DE4219680C2 - Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von Mauerwerk - Google Patents
Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von MauerwerkInfo
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Description
Auf Bauteile, wie Fundamente, Kellerwände, Untergeschosse, Behälterwände usw. kann Wasser
in recht unterschiedlicher Weise einwirken. Um Schäden zu vermeiden und die Funktionstüchtig
keit der Bauwerke zu erhalten, dichtet man gegen Feuchtigkeit und drückendes Wasser ab.
Ist die Abdichtung nicht mehr intakt, kommt es grundsätzlich zu Schädigungen an den Bauwer
ken. Man kann die Schäden einteilen in mechanische, biologische und chemische Korrosion.
Zu den mechanischen Schäden rechnen Frost- und Salzsprengungen. Sie haben ihre Ursachen in
Volumenvergrößerungen beim Gefrieren von Wasser bzw. beim Kristallisieren von Salzen.
Die biologischen Schädigungen sind zurückzuführen auf den Befall von Außen- und Innenwänden
mit Mikroorganismen. Ein besonders bekanntes Beispiel dafür ist der Schimmelbefall in Gebäu
deecken.
Unter chemischer Verwitterung versteht man in diesem Zusammenhang die Zerstörung von
Bausubstanz durch die Aufnahme von aggressiven Stoffen, die im Bodenwasser gelöst sind.
Aufgenommen werden Wässer bzw. wäßrige Lösungen von Bauwerken nach unterschiedlichen
Mechanismen; hier sind besonders wichtig: die kapillare Wasseraufnahme, die Wasseraufnahme
durch Sicker- und drückendes Wasser, die hygroskopische Wasseraufnahme und die Kapillar
kondensation.
Will man die Wasseraufnahme über diese Mechanismen unterbinden, so muß die Abdichtung
(Isolierung) in voller Funktionstüchtigkeit geschaffen oder wieder hergestellt werden.
Als einfaches Verfahren, d. h. besonders preiswert und wirksam, wird heute die Verkieselung
nach der Bohrlochmethode angewandt. Das Grundprinzip dieses Verfahrens ist in der Fach
literatur mehrfach beschrieben (vgl. z. B.: H. Weber, Mauerfeuchtigkeit, expert-Verlag, 1988).
Bei dieser Methode zur Abdichtung von Bauwerken werden Bohrlöcher im Abstand von ca. 10
cm in das Mauerwerk getrieben und danach Wasserglas eingebracht.
Die Wasserglaslösung kann mittels Überdruck oder Normaldruck injiziert werden. Die Druckin
jektion wird meist bei größeren Schäden durchgeführt, während kleinere Durchfeuchtungs
schäden einfacher mit Spritzflaschen oder Handkannen saniert werden.
Die Wasserglaslösungen diffundieren aus dem Bohrloch in das umgebende Mauerwerk und bilden
dort Kieselgel bzw. verbinden sich mit den Calcium- und Aluminiumverbindungen des Mauer
werks zu unlöslichen Silikaten. Auf diese Weise entsteht eine wasserfeste Dichtungsschicht.
Ein modifiziertes Bohrlochverfahren zur Tiefensanierung von geschädigtem Beton ist in der DE-
OS 36 35 253 beschrieben. Dazu wird in Bohrlöcher primär eine modifizierte Alkalisilikatlösung
und sekundär eine Zement-Wasser-Schlämme mit Alkalisilikat oder Mörtelmischungen einge
preßt. Die modifizierte Alkalisilikatlösung enthält u. a. Chromat, Kohlendioxid und Ethanol.
Die deutsche Patentschrift 27 55 304 beansprucht eine selbsthärtende anorganische Mischung,
bestehend aus mindestens zwei getrennten Komponenten: A) Alkalisilikat als Bindemittel und B)
einem Härter. Als Härterverbindungen werden u. a. Calciumsulfit und Calciumthiosulfat angege
ben. Diesen selbsthärtenden Mischungen können Fasern als Versteifungsmaterialien mit Faserlän
gen von 0,1 mm bis mehreren cm zugesetzt werden. Die stoffliche Zusammensetzung der Fasern
wird nicht näher spezifiziert. Außerdem sind die Härterverbindungen an Luft nur bedingt lager
fähig.
In der DE-OS 31 15 571 ist eine Baustoffmischung und ein Verfahren zur Herstellung von
Formteilen beschrieben. Diese Baustoffmischung enthält neben hydraulischen, anorganischen
Bindemitteln organische oder anorganische Fasern in Längen von 0,2 bis 20 mm. Für die
Bohrlochsanierung (Horizontalisolierung) ist die Mischung aber wegen der hohen Viskosität und
der suspendierten Anteile ungeeignet. Carbonfasern werden nicht beansprucht.
Die DE-OS 40 26 648 beschreibt ein oberflächliches Versiegelungsmittel zum Beschichten von
Beton- oder Schlackeblockwänden; es enthält lösliches Silikat, Wasser, bis zu 48 Gew.-% Ton,
bis zu 93 Gew.-% Kalkstein und bis zu 0,3 Gew.-% organische Polymerfasern. Für das Bohrloch
verfahren würden sich solche Mischungen nicht eignen, da Tone und Kalk das Eindringen der
Natriumsilikatlösungen in die Kapillaren des Mauerwerks verhindern.
Grundsätzlich nachteilig an den bekanntgewordenen Bohrlochsanierungsflüssigkeiten ist die
geringe Flexibilität der entstehenden Dichtungsschichten. Dies gilt auch für hydrophobierte
Wasserglaslösungen. Aufgabe der dem Wasserglas zugesetzten Hydrophobierungsmittel (Siliko
nate, Fettsäureverbindungen u. ä.) ist es, durch Kapillardepression das Eindringen von Wasser zu
vermindern. Die Flexibilität und Rißbeständigkeit der Sperrschichten wäre andererseits aber
besonders wichtig, um eine dauerhafte Abdichtung auch bei Vibrationen (hervorgerufen z. B.
durch Pkw- und Lkw-Verkehr, Flugzeugerschütterungen usw.) oder bei geringen Bodensenkun
gen zu gewährleisten.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das an sich bekannte Bohrloch
verfahren so weiterzuentwickeln, daß die bei der Anwendung entstehenden silikatischen Sperr
schichten ihre nachteilige Sprödigkeit und Rißanfälligkeit verlieren.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wasserglaslösungen mit Hydropho
bierungsmitteln faserförmige Stoffe mit geringen Längenabmessungen zugesetzt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden den
Wasserglaslösungen Carbonfasern (Kohlenstoff-Fasern) zugesetzt.
Die Gehalte der Wasserglaslösungen an Carbonfasern betragen nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung 10 bis 0,01 Massen-% und besonders bevorzugt 1 bis 0,01 Massen-%.
Wasserglaslösungen sind Kalium- und Natriumsilikate in wäßriger bzw. wäßrig-kolloidaler
Lösung. Die Lösungen werden durch das Molverhältnis Siliciumdioxid zu Alkalimetalloxid oder
mittels ihrer Dichten charakterisiert. Kaliwasserglas 30, z. B. enthält bei einer Dichte von ca.
1,25 kg/L 30% (m/m) Festglas bei einem Molverhältnis von etwa 4. Die Viskosität der Lösung
beträgt ca. 8 mPa . s.
Alle Wasserglaslösungen reagieren stark alkalisch. Säuren, saure Salze und selbst Kohlensäure
und Hydrogencarbonat setzen aus den Lösungen Kieselsäuren frei, die sich als Gel niederschlagen
und mit den Komponenten im Mauerwerk weiterreagieren.
Für die erfindungsgemäßen Verkieselungsmittel werden bevorzugt Kaliwasserglaslösungen
verwendet, da diese im Gegensatz zu den Natronwasserglaslösungen nicht zum Ausblühen
neigen.
Als faserförmige Stoffe entsprechend Anspruch 1 dieser Erfindung kann man Glasfasern, syn
thetische und natürliche Polymerfasern oder bevorzugt Carbonfasern verwenden.
Glasfasern sind schon lange bekannt und ihre Herstellung sowie Eigenschaften gehören zum
Stand der Technik. Bevorzugt im Rahmen dieser Erfindung werden dünne (1-100 µm) und kurze
(1-0,1 µm) Glasfasern eingesetzt. Diese Glasfasern verteilen sich in den Wasserglaslösungen und
bilden bei der Ausbreitung im Mauerwerk Glasfaser-verstärkte Kieselgelschichten. Man erhält so
gegen Erschütterungen und Senkungen stabile Dichtschichten.
Ein Nachteil der Glasfasern besteht darin, daß sich diese langsam in den Wasserglaslösungen
auflösen oder zumindest angegriffen werden.
Carbonfasern weisen diese Nachteile nicht auf, und werden deshalb bevorzugt eingesetzt.
Carbonfasern, auch Kohlenstoff-Fasern oder Graphit-Fasern genannt, werden durch Pyrolyse von
organischen Verbindungen gewonnen.
Carbonfasern sind bis zu Temperaturen von 2000°C bruchfest, viermal leichter als Stahl, korro
sionsbeständig und elastisch. Die mittlere Zugfestigkeit liegt bei 2 bis 3 kN/mm2, der entsprechen
de E-Mmodul beträgt ca. 300 kN/mm2.
Für das erfindungsgemäße Verkieselungsmittel werden den Wasserglaslösungen Carbonfasern in
Mengenanteilen von 10 bis 0,01% zugesetzt. Die Länge der verwendeten Fasern kann in weiten
Grenzen schwanken. Damit die Carbonfasern mit der Wasserglaslösung jedoch in die Haarrisse
und Poren des Mauerwerks einsickern können, sollen die Carbonfasern 1 bis 2 mm Länge nicht
überschreiten. Besonders bewährt haben sich Längen zwischen 1 und 0,05 mm.
Die bei der Bohrlochisolierung entstehenden Dichtungsschichten aus Kieselgel und Metallsilikaten
werden durch die eingebetteten Carbonfasern zu flexiblen Sperrschichten umgewandelt, welche
die nachteiligen Eigenschaften der reinen Wasserglasschichten, nämlich mangelnde Riß- und
Dehnbeständigkeit, nicht mehr aufweisen. Die nach dem erfindungsgemäßen Bohrlochverfahren
erzeugten Sperrschichten sind in vorteilhafter Weise gegen Mauerwerksdehnungen, Bodensen
kungen oder -hebungen viel weniger anfällig als Dichtschichten auf Basis von reinem Wasserglas
mit oder ohne Hydrophobierungsmittel.
Zur Herstellung der im Rahmen der vorliegenden Erfindung benutzten Wasserglaslösungen wird
in einfacher Weise die abgewogene Menge Fasermaterial unter leichtem Rühren in die Wasser
glaslösung eingebracht.
Die dabei entstehenden Suspensionen neigen zum langsamen Absetzen, sind sonst aber stabil.
Durch Umschütteln oder Aufrührten, kürz vor der Verarbeitung, kann man aber leicht die
Mischungen wieder homogenisieren und anwendungsfertig erhalten.
In einer Kellermauer aus Vollziegel und mit unzureichender Horizontalisolierung wurde etwa 10
cm über dem Boden eine Lochreihe in einem Abstand von etwa 10 cm in die Mauer gebohrt;
Tiefe der Bohrung 20 cm, Bohrlochwinkel, abfallend 30°. Über der ersten Bohrlochreihe wurde
um ca. 5 cm versetzt eine zweite Lochreihe in das Mauerwerk gebohrt. Anschließend wurden die
Bohrlöcher mit einem Staubsauger von Bohrstaub gereinigt.
In die Bohrlöcher wurden Platiktrichter gesteckt und aus einer Vorratskanne Verkieselungslösung
eingefüllt. Diese Lösung wurde solange nachgefüllt, bis das Mauerwerk gesättigt war. Die dafür
erforderliche Zeitdauer betrug 4 Tage.
Zum Abschluß der Sanierarbeiten wurden die Bohrlöcher mit Zementmörtel vollständig aufge
füllt.
Die angewandte Verkieselungsflüssigkeit war folgendermaßen zusammengesetzt (in Massen
anteilen):
Kaliwasserglas: 50% (Type 25)
Hydrophobierungsmittel: 1% (Kaliummethylsilikonat, gerechnet 100%ige Ware)
Carbonfasern: 1% (Länge 0,5-1 mm)
Rest: Wasser
Hydrophobierungsmittel: 1% (Kaliummethylsilikonat, gerechnet 100%ige Ware)
Carbonfasern: 1% (Länge 0,5-1 mm)
Rest: Wasser
Nach erfolgter Bohrlochsanierung wurde oberhalb der erneuerten Horizontalwassersperre über
einen Beobachtungszeitraum von 12 Monaten keine Mauerdurchfeuchtung mehr beobachtet.
Ein Mauerwerkskörper, 1 m lang und 1 m hoch, aus Vollziegeln und Mauermörtel (P1) wurde
mit zwei übereinander liegenden Bohrlochreihen versehen; Bohrlochabstand 10 cm, Bohrlochtiefe
14 cm, Bohrlochwinkel, abfallend 25°, Abstand der Bohrlochreihen 15 cm. Nach dem Reinigen
der Bohrlöcher wurden wiederverwendbare Sonden in den Bohrlöchern verankert; wo die
Haftung nicht ausreichte, wurden die Sonden eingegipst.
Danach wurde die Verkieselungslösung, Zusammensetzung wie in Beispiel 1, mit einem Druck
von 4 bar über eine Pumpe und Verteilerschläuche in die Bohrlöcher eingepreßt.
Die Imprägnierung wurde beendet, als Verkieselungsflüssigkeit durch die Fugen des Mauerwerks
austrat. Die erforderliche Zeitdauer für die Verkieselung betrug in diesem Beispiel 3 Stunden.
Nach Sanierung wurden die Sonden entfernt und die Bohrlöcher mit Zementschlämme aufgefüllt.
Claims (3)
1. Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von Mauerwerk nach der Bohrloch
methode, bei dem in die Bohrlöcher eine Mischung bestehend aus Wasserglaslösung,
Hydrophobierungsmittel und faserförmigen Stoffen eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung Carbonfasern
in Mengen von 10 bis 0,01% verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung Carbonfasern
in Mengen von 1 bis 0,01% verwendet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924219680 DE4219680C2 (de) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von Mauerwerk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924219680 DE4219680C2 (de) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von Mauerwerk |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4219680A1 DE4219680A1 (de) | 1993-12-23 |
DE4219680C2 true DE4219680C2 (de) | 1999-01-14 |
Family
ID=6461123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924219680 Expired - Lifetime DE4219680C2 (de) | 1992-06-16 | 1992-06-16 | Verfahren zur Verkieselung und Hydrophobierung von Mauerwerk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4219680C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020127927A1 (de) | 2020-10-23 | 2022-04-28 | Hans-Joachim Lehmann | Behandlung von mineralischen Baureststoffen |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1892349B1 (de) | 2006-08-23 | 2016-01-20 | Wilhelm Klieboldt | Behältersanierungsmittel und Verfahren zum Sanieren von mit wässriger Flüssigkeit gefüllten Behältern |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3115571A1 (de) * | 1980-04-21 | 1982-06-24 | Chemiefaser Lenzing AG, 4860 Lenzing, Oberösterreich | Baustoffmischung und verfahren zur herstellung von produkten, insbesondere von formkoerpern bzw. formteilen, daraus |
DE2755304C2 (de) * | 1977-11-08 | 1987-03-05 | Osaka Soda Co. Ltd., Osaka | Selbsthärtende anorganische Zusammensetzung |
DE3635253A1 (de) * | 1986-10-16 | 1988-04-28 | Hans Jaklin | Verfahren zur tiefensanierung von mit baustahl armierten bauwerken |
DE4026648A1 (de) * | 1989-08-29 | 1991-03-07 | Sandvik Ab | Versiegelungsmittel fuer beton- oder schlackeblockwaende |
-
1992
- 1992-06-16 DE DE19924219680 patent/DE4219680C2/de not_active Expired - Lifetime
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DE4219680A1 (de) | 1993-12-23 |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MEM BAUCHEMIE GMBH, 26789 LEER, DE |
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8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: MEMMEN, JOHANN, 26789 LEER, DE |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |