AT208760B

AT208760B - Building material mixture for the production of water-repellent masonry

Info

Publication number: AT208760B
Application number: AT772258A
Authority: AT
Inventors: Walter Dr Noll; Klaus Dr Damm; Helmut Dr Weissbach
Original assignee: Bayer Ag
Filing date: 1958-11-06
Publication date: 1960-04-25

Description

  

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  Baustoffmischung zur Herstellung wasserabweisenden Mauerwerks 
Die Erfindung hat zum Ziel, porösem Mauerwerk zu seinem Schutz wasserabweisende Eigenschaften zu verleihen. 



   Es ist bekannt, dass dieser Zweck besonders gut mit Hilfe von Alkylsiliciumverbindungen zu erreichen ist. Als Anwendungsform solcher Verbindungen im Baugewerbe ist bisher nur die Imprägnierung der fertig geformten Steinmassen mit Flüssigkeiten üblich ; diese sind entweder wässerige Lösungen von Alkalialkylsiliconaten oder Lösungen von Organopolysiloxanen in organischen Lösungsmitteln. 



  Derartige Imprägnierungen haben aber Nachteile : Die Lösungen dürfen erst   dann   auf die zu behandelnden Flächen aufgetragen werden, wenn diese getrocknet sind ; das erfordert unter Umständen wochenlange Wartezeiten. Die volle Wirkung des Imprägniermittels wird erst nach fester Abscheidung der Siloxane unter Verdunstung des Lösungsmittels oder Reaktion mit Luftkohlensäure oder Kalk, d. h. also erst nach Ablauf weiterer Zeit, erreicht. 



  Werden organische Lösungsmittel verwendet,    < o   sind die Lösungen feuergefährlich oder toxisch ; auch die Siliconatlösungen erfordern, da stark alkalisch, besondere Vorsicht, um die Arbeiter und auch hölzerne, lackierte, metallene oder gläserne Gegenstände vor Ver- ätzungen zu bewahren. 



   Bei der Imprägnierung muss auch grundsätzlich mit Ungleichmässigkeiten gerechnet werden, teils weil auch bei sorgfältiger Ausführung die aufgetragene Menge nicht ganz gleichmässig über die Fläche verteilt wird, teils weil die Flächen selbst die aufgetragene Flüssigkeit ungleichmässig einsaugen. Stets aber bleibt die Imprägnierung auf eine einige Millimeter tief   durchtränkt     Aussen-   schicht beschränkt. Wird diese Schicht zerstört, so verliert das unterliegende Material seinen Schutz. 



   Es ist zwar naheliegend und auch schon vorgeschlagen worden, zur Einsparung des Arbeitsganges einer nachträglichen Impräg- nierung und zur guten Verteilung der Alkali alkylsiliconate diese im Anmachwasser   d   Mörtels gelöst anzuwenden ; die Reihe des Nachteile wird dadurch aber nicht kleiner Die Abbindezeit und Festigkeit der Baukörper insbesondere zementhaitiger, wird   ungünstig   beeinflusst. Edelputze   z.   B. haften nicht ge.   nügend   fest auf der Unterlage. Während del Abbindezeit sind die Siliconate noch teil. 
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   blühungen,   die mit dem Grund verwachsen sind und sich also nicht abreiben lassen, sc dass besonders auf farbigem Putz störende Flecken entstehen. 



   Die angeführten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass der noch ungeformten Baustoffen, vorzugsweise den trockenen Bindemitteln, ein Organopoly. siloxan-Pulver beigemischt wird, das durch Behandeln von fein verteilter Kieselsäure mit Organohalogensilanen erhältlich ist. Die fein verteilte Kieselsäure kann z. B. durch Verbrennen von Siliciumtetrachlorid oder Kieselsäureestern gewonnen sein. Es ist aber auch möglich, Kieselsäure andern Ursprungs, wie   z.   B. Kieselgur, einzusetzen. Bei der Behandlung von fein verteilter Kieselsäure mit Organohalogensilanen ist es   gebräuchlich,   ein Gemisch von Methyltrichlorsilan und Dimethyldichlorsilan anzuwenden.

   Die Dispersität der durch Reaktion mit oberflächlichen (=SiOH)-Gruppen der Kieselsäure und adsorbiertem Wasser entstandenen Alkylpolysiloxane ist dabei durch die feindisperse   Si02-   Unterlage vorgegeben ; das ganze Korn kann als ein Alkylpolysiloxan mit grossem Anteil an tetrafunktionellen Siloxangruppen aufgefasst werden. Es versteht sich, dass alle Alkylreste, die bekanntermassen die Hydrophobie der Alkylpolysiloxane bewirken, benutzbar sind. 



   Der. Anteil dieser hydrophoben Zusätze 

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 kann zwischen weiten Grenzen schwanken, vorteilhaft ist er zwischen 0, 1 und 10 Gew.-o/o des trockenen Baustoffgemisches zu bemessen. 



  Die Baustoffe selbst umfassen Mörtel aller Art, insbesondere Putzmörtel für Edelputz, Leichtund Schwerbetonmassen, Asbestzement, Ma-   gnesiazementmassen, Gips   oder Anhydrit enthaltende Massen und Massen zur Herstellung von Kunststeinen, sofern deren Brenn- oder Erhärtungstemperaturen   300"nicht   übersteigen. Abbindezeit und Festigkeit der daraus geformten   Körper werden   durch den Zusatz in den angegebenen Mengen nicht nennenswert beeinflusst. Bei der Einmischung in den Baustoff ist für gleichmässige Verteilung mit üblichen Mitteln zu sorgen. Auf Grund der physiologischen Indifferenz der Alkylpolysiloxane erübrigen sich zusätzliche Vorsichtsmassnahmen.

   Die trockenen Gemische sind mit dem Zusatz mindestens ebenso lagerbeständig wie ohne diesen ; ihr Vermischen mit Wasser zur Fertigstellung der formbaren Massen bereitet keine Schwierigkeiten, d. h. bei der im Baugewerbe gebräuchlichen Verarbeitung wurden weder Benetzungshemmungen, noch ein Aufschwimmen der hydrophoben Komponente beobachtet. 



    Beispiel :   Ein Luftstrom wurde durch ein Gemisch von Methyltrichlorsilan und Di-   methy1dichlorsi1an   mit 66 Gew.-o/o Gesamtchlorgehalt geleitet und anschliessend durch eine handelsübliche, aus Siliciumtetrachlorid durch Verbrennung gewonnene Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 150   m2/f !   geblasen, u. zw. so lange, bis eine Probe der Kieselsäure hydrophob genug war, dass sie auf Wasser schwamm. Die Grösse der spezifi- schen Oberfläche des Pulvers hatte sich bei dieser Behandlung praktisch nicht geändert. 



   Eine Putzmischung von 220 g Marmorsand und 80 g Portlandzement wurde mit 6 g der in der beschriebenen Weise mit Methylpolysiloxan bedeckten Kieselsäure versetzt, mit 70 g Wasser angerührt und durch Giessen zu zylindrischen Körpern von   5.   cm Durchmesser und 2 cm Höhe geformt. Nach dreitätigem Trocknen an der Luft wurden diese Prüfkörper bei 600 C nachgetrocknet und 24 Stunden lang so in Wasser gelegt, dass dieses 1 cm über der Oberkante der Prüflinge stand. Sie zeigten danach eine Wasseraufnahme von nur   0,7 ouzo   ihres Gewichtes ; zum Vergleich ohne den hydrophobierenden Zusatz, sonst aber in gleicher Weise ausgeführte Versuche ergaben dagegen 10-12 /o Wasseraufnahme.



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  Building material mixture for the production of water-repellent masonry
The invention aims to provide porous masonry with water-repellent properties to protect it.



   It is known that this purpose can be achieved particularly well with the aid of alkyl silicon compounds. As a form of application of such compounds in the construction industry, only the impregnation of the finished stone masses with liquids is common; these are either aqueous solutions of alkali alkyl siliconates or solutions of organopolysiloxanes in organic solvents.



  However, such impregnations have disadvantages: the solutions may only be applied to the surfaces to be treated when they have dried; this may require waiting times of weeks. The full effect of the impregnating agent is only achieved after the siloxanes have been solidly deposited with evaporation of the solvent or reaction with carbonic acid or lime, i. H. so only after further time has elapsed.



  If organic solvents are used, the solutions are flammable or toxic; The siliconate solutions, too, because they are strongly alkaline, require special care in order to protect the workers and also wooden, lacquered, metal or glass objects from chemical burns.



   When impregnating, unevenness must be expected, partly because the applied amount is not distributed evenly over the surface even with careful execution, partly because the surfaces themselves suck in the applied liquid unevenly. However, the impregnation is always limited to an outer layer soaked a few millimeters deep. If this layer is destroyed, the underlying material loses its protection.



   It is obvious and has already been proposed to use them dissolved in the mixing water of the mortar in order to save the operation of a subsequent impregnation and for good distribution of the alkali alkylsiliconates; However, this does not reduce the number of disadvantages. The setting time and strength of the structure, especially those containing cement, is adversely affected. Finishing plasters z. B. are not liable ge. sufficiently firm on the surface. During the setting time, the siliconates are still part.
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   Blooms that have grown together with the ground and therefore cannot be rubbed off, sc that disturbing stains appear especially on colored plaster.



   The disadvantages mentioned are avoided according to the invention by using an organopoly in the still unformed building materials, preferably the dry binders. siloxane powder is added, which can be obtained by treating finely divided silica with organohalosilanes. The finely divided silica can, for. B. obtained by burning silicon tetrachloride or silicic acid esters. But it is also possible to use silica of other origin, such as. B. kieselguhr to use. When treating finely divided silica with organohalosilanes, it is customary to use a mixture of methyltrichlorosilane and dimethyldichlorosilane.

   The dispersity of the alkylpolysiloxanes formed by reaction with superficial (= SiOH) groups of the silica and adsorbed water is determined by the finely dispersed SiO2 substrate; the whole grain can be regarded as an alkylpolysiloxane with a large proportion of tetrafunctional siloxane groups. It goes without saying that all alkyl radicals which are known to cause the hydrophobicity of the alkylpolysiloxanes can be used.



   Of the. Share of these hydrophobic additives

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 can vary between wide limits; it is advantageous to measure between 0.1 and 10% by weight of the dry building material mixture.



  The building materials themselves include all types of mortar, in particular plaster mortar for high-grade plaster, light and heavy concrete masses, asbestos cement, magnesia cement masses, gypsum or anhydrite-containing masses and masses for the production of artificial stones, provided their firing or hardening temperatures do not exceed 300 ". Setting time and strength of the resulting Shaped bodies are not significantly affected by the addition in the specified amounts. When mixing in the building material, ensure that it is evenly distributed using conventional agents. Due to the physiological indifference of the alkylpolysiloxanes, additional precautionary measures are not necessary.

   The dry mixtures are at least as stable in storage with the addition as without it; their mixing with water to complete the mouldable masses poses no difficulties, d. H. During the processing customary in the construction industry, neither wetting inhibitions nor floating of the hydrophobic component were observed.



    Example: A stream of air was passed through a mixture of methyltrichlorosilane and dimethyldichlorosilane with a total chlorine content of 66% by weight and then through a commercially available silica obtained by incineration from silicon tetrachloride with a specific surface area of 150 m2 / f! blown, u. between until a sample of the silica was hydrophobic enough that it floated on water. The size of the specific surface of the powder had practically not changed during this treatment.



   A plaster mixture of 220 g marble sand and 80 g Portland cement was mixed with 6 g of the silica covered with methylpolysiloxane in the manner described, mixed with 70 g water and molded into cylindrical bodies 5 cm in diameter and 2 cm in height. After three days of drying in air, these test specimens were dried at 600 ° C. and placed in water for 24 hours so that it was 1 cm above the upper edge of the test specimens. They then showed a water absorption of only 0.7 ouzo of their weight; for comparison without the hydrophobizing additive, but otherwise tests carried out in the same way, on the other hand, showed 10-12 / o water absorption.

Claims

PATENT CLAIM: Building material mixture for the production of water-repellent masonry with an organosilicon additive, characterized in that the additive consists of a finely dispersed silica, the particle surface of which is covered with an organosiloxane.