WO1996032522A1 - Korrosionsinhibierung und verbesserung der verbundeigenschaften von armierungsmetallen - Google Patents

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C22/82—After-treatment
    • C23C22/83—Chemical after-treatment

Definitions

  • the invention concerned here relates to a method for simultaneous corrosion inhibition and improvement of the composite properties of reinforcing metals for or in binder systems.n) and the use of reinforcing metals treated in this way.
  • reinforcement rods are phosphated or oxidized on the surface during or immediately after the thermal post-treatment of the steel in melt baths.
  • the metal parts mentioned can be rods, plates, nails, wires, pins, fibers or other shaped parts, and their surfaces can consist of iron or iron alloys, zinc or zinc alloys and / or other phosphatable metals.
  • the reinforcing metals treated in this way are used in the form of rods, plates, fibers, pins, nails and / or wires in concrete supporting or supporting elements as well as industrial floors and ceiling elements and in the form of metal fibers in shotcrete, the improvement the bond between reinforcement and concrete also leads to an increase in the mechanical strength of the overall parts.
  • the phosphating step according to the invention is carried out in metal phosphate baths known per se, especially executed in Fe, Zn, Zn / Ca or Mn phosphate baths.
  • Chemical accelerators used for this purpose include water-soluble oxidizing agents such as nitrates, chlorates or chromates or organic accelerators such as N-containing compounds, especially aniline or pyridine or aromatic carboxylic acids.
  • the phosphating mentioned takes place batchwise or continuously, in baths or spraying systems at room temperatures or above.
  • aqueous solutions or slurries of reducing and / or passivating compounds are used, especially nitrites or hydrazine or hydrazine derivatives or hydroxylamine or hydroxylamine derivatives, chromates and natural and / or synthetic oils, optionally mixed with paraffin, stearates or lanolin.
  • Shotcrete samples which were reinforced with steel reinforcement fibers (length 2 or 4 cm) treated according to the invention, showed a tensile strength which was about 4% higher than that of normal armored comparison samples; When the first-mentioned samples were sprayed on, there were no signs of corrosion on the steel fibers even after the samples had been stored outside for 6 months.

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Abstract

Das neue Verfahren dient zur gleichzeitigen Korrosionsinhibierung und Verbesserung der Verbundeigenschaften von Armierungsmetallen für bzw. in Bindemittelsysteme(n); es umfasst eine Oberflächenbehandlung der Metallteile mittels einer Fe-, Ca/Zn-, Zn- oder Mn-Phosphatierung sowie eine anschliessende Oberflächenbehandlung mittels einer wässerigen Lösung bzw. Aufschlämmung von reduzierenden und/oder passivierenden Verbindungen (z.B. von Nitriten, Chromaten, Hydrazin bzw. Hydrazinderivaten, Hydroxylamin bzw. Hydroxylaminderivaten) und/oder organischen Korrosionsinhibitoren. Gegebenenfalls kann eine nachträgliche Imprägnierung der Phosphatschichten mit nichtwässerigen oder wässerigen Lösungen von weiteren Korrosions-Inhibitoren, z.B. Vapour Phase Inhibitor, Adhesive Promotors, Metall-/Nichtmetallsolen und/oder Beton-/Zement-Zusatzmitteln folgen.

Description

KOR OSIONSINHIBIERUNG UND VERBESSERUNG DER VERBUNDEIGENSCHAFTEN VON ARMIERUNGSMETALLEN
Die hier befasste Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Korrosionsinhibierung und Verbesserung der Verbundeigenschaften von Armierungsmetallen für bzw. in BindemittelSysteme.n) sowie die Ver¬ wendung von derart behandelten Armierungsmetallen.
Die allgemeine Problematik der Korrosion von Armierungsmetallen ist u.a. in der Einleitung zur EP-A 0285 593 dargestellt. Gemäss der Lehre in dieser Schrift werden Armierungsstangen während bzw. gleich nach der thermischen Nachbehandlung des Stahls oberflächlich in Schmelzbädern phosphatiert oder oxidiert.
Das in der DE-A 3708983 gelehrte gattungsanaloge Verfahren schlägt eine Oberflächenbeschichtung von Armierungsstahl mit Fluor-KW-Copoly- meren vor.
Demgegenüber ist das erfindungegemässe Verfahren zur gleichzeitigen Korrosionsinhibierung und Verbesserung der Verbundeigenschaften von Armierungsmetallen für bzw. in Bindemittelsysteme(n) gekennzeichnet
- durch eine Oberfl chenbehandlung der Metallteile mittels einer Fe-, Ca/Zn-, Zn- oder Mn-Phosphatierung, - durch eine anschliessende Oberflächenbehandlung mittels einer wässerigen Lösung bzw. Aufschlämmung von reduzierenden und/oder passivierenden Verbindungen (z.B. von Nitriten, Chromaten, Hydrazin bzw. Hydrazinderi aten, Hydroxylamin bzw. Hydroxylaminderivaten) und/oder organischen Korrosionsinhibitoren sowie - gegebenenfalls -
- durch eine nachträgliche Imprägnierung der Phosphatschichten mit nichtwässerigen oder wässerigen Lösungen von weiteren Korrosions- Inhibitoren (z.B. Vapour Phase Inhibitor), Adhesive Promotors, Metall-/Nichtmetallsolen und/oder Beton-/Zement-Zusatzmitteln.
Die genannten Metallteile können dabei Stangen, Platten, Nägel, Drähte, Stifte, Fasern oder andersgeformte Teile sein, und deren Ober¬ flächen können aus Eisen bzw. Eisenlegierungen, Zink bzw. Zinklegie- rungen und/oder anderen phosphatierbaren Metallen bestehen.
Verwendet werden die so behandelten Armierungsmetalle in Form von Stangen, Platten, Fasern, Stiften, Nägeln und/oder Drähten in Beton- Trag- bzw. -Stütz-Elementen sowie Industrieböden und Decken-Elementen und in Form von Metallfasern in Spritzbeton, wobei die Verbesserung des Verbundes zwischen Armierung und Beton auch zu einer Erhöhung der mechanischen Festigkeiten der Gesamtteile führt.
Der erfindungsge ässe Phosphatierungs-Schritt wird in an sich bekann- ten Metallphosphatbädern, v.a. in Fe-, Zn-, Zn/Ca- oder Mn-Phosphat- bädern ausgeführt. Hierzu eingesetzte chemische Beschleuniger umfassen wasserlösliche Oxydationsmittel wie Nitrate, Chlorate oder Chromate bzw. organische Beschleuniger wie N-haltige Verbindungen, speziell Anilin oder Pyridin oder aromatische Carbonsäuren.
Die genannte Phosphatierung geschieht batchweise oder kontinuierlich, in Bädern oder Spritzanlagen bei Raumtemperaturen oder darüber.
Nach der Austrocknung der Phosphatierungsschicht, die einige 10 zum betragen kann und welche üblicherweise mittels Heissluft ausgeführt wird, wird dieselbe erfindungsgemäss einer anschliessenden Ober¬ flächenspülung unterworfen; diese geschieht normalerweise bei Raumtemperatur.
Verwendet werden hierzu wässerige Lösungen bzw. Aufschlämmungen von reduzierenden und/oder passivierenden Verbindungen, v.a. von Nitriten oder Hydrazin bzw. Hydrazinderivaten oder Hydroxylamin bzw. Hydroxyl - aminderi aten, von Chromaten und von natürlichen und/oder syntheti- sehen Oelen, gegebenenfalls versetzt mit Paraffin, Stearaten oder Lanolin.
Es wurde festgestellt, dass erfindungsgemäss behandelte Armierungs¬ metalle schon während des Lagerns - auch im Freien - ein deutlich geringeres Korrosionsbild ergeben als nicht behandelte Proben.
Spritzbeton-Proben, welche mit erfindungsgemäss behandelten Armierungsfasern aus Stahl (Länge 2 bzw. 4 cm) verstärkt waren, zeigten eine um etwa 4 % höhere Zugfestigkeit verglichen mit normal armierten Vergleichsproben; beim Aufspritzen der erstgenannten Proben zeigten sich auch nach 6-monatiger Aussenlagerung der Proben keine Korrosionsansätze an den Stahlfasern.

Claims

PATENTANSPRUECHE
1. Verfahren zur gleichzeitigen Korrosionsinhibierung und Verbesserung der Verbundeigenschaften von Armierungsmetallen für bzw. in Binde¬ mittelsysteme(n) , gekennzeichnet durch eine Oberflächenbehandlung der Metallteile mittels einer Fe-, Ca/Zn-, Zn- oder Mn-Phosphatie- rung.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, weiter gekennzeichnet durch eine anschliessende Oberflächenbehandlung mittels einer wässerigen Lösung bzw. Aufschlämmung von reduzierenden und/oder passivierenden Verbindungen (z.B. von Nitriten, Chromaten, Hydrazin bzw. Hydrazin- derivaten, Hydroxylamin bzw. Hydroxylaminderivaten) und/oder orga¬ nischen Korrosionsinhibitoren.
3. Verfahren gemäss Patentanspruch 1 oder 2, weiter gekennzeichnet durch eine nachträgliche Imprägnierung der Phosphatschichten mit nichtwässerigen oder wässerigen Lösungen von weiteren Korrosions- Inhibitoren, z.B. Vapour Phase Inhibitor, Adhesive Promotors, Metall-/Nichtmetallsolen und/oder Beton-/Zement-Zusatzmitteln.
Verfahren gemäss einem der Patentansprüche 1, 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Metallteile Stangen, Platten, Nägel, Drähte, Stifte, Stützpfeiler, Fasern oder anders¬ geformte Teile darstellen und dass deren Oberflächen aus Eisen bzw. Eisenlegierungen, Zink bzw. Zinklegierungen und/oder anderen phosphatierbaren Metallen bestehen.
5. Verwendung der gemäss Patentanspruch 1, 2 oder 3 behandelten Armierungsmetalle in Form von Stangen, Platten, Fasern, Stiften,
Nägeln, Drähten und/oder Stützpfeilern in Beton-Trag- bzw. -Stütz- Elementen sowie Industrieböden und Decken-Elementen und in Form von Metallfasern in Spritzbeton, wobei die Verbesserung des Verbundes zwischen Armierung und Beton auch zu einer Erhöhung der mechani- sehen Festigkeiten der Gesamtteile führt.
PCT/IB1996/000244 1995-04-13 1996-03-19 Korrosionsinhibierung und verbesserung der verbundeigenschaften von armierungsmetallen WO1996032522A1 (de)

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