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Baustoffmischung zur Herstellung von wasserabweisendem
Mauerwerk
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 üblich ist bisher nur die Imprägnierung der fertig geformten Steinmassen mit Flüssigkeiten ; diese sind entweder wässerige Lösungen von Alkalialkyl- siliconateÌ1 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, so 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 Verätzungen zu bewahren.
Beider 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 durchtränkte Aussenschicht beschränkt. Wird diese Schicht zerstört, so verliert das unterliegende Material seinen Schutz.
Es ist zwar naheliegend und auch schon vorgeschlagen worden, zur Ersparung des Arbeitsganges einer nachträglichen Imprägnierung und zur guten Verteilung der Alkalialkylsiliconate diese im Anmachwasser des Mörtels gelöst anzuwenden ; die Reihe der Nachteile wird dadurch aber nicht kleiner : Die Abbindezeit und Festigkeit der Baukörper, insbesondere zementhaltiger, wird ungünstig beeinflusst. Edelputze z. B. haften nicht genügend fest auf der Unterlage. Während der Abbindezeit sind die Siliconate noch teilweise in Lösung und können daher durch äussere Einwirkung von Wasser ausgewaschen werden. Sie geben Anlass zu weissen Ausblühungen, die mit dem Grund verwachsen sind und sich also nicht abreiben lassen, so dass besonders auf farbigem Putz störende Flecken entstehen.
Die angeführten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass den noch ungeformten Baustoffen, vorzugsweise den trockenen Bindemitteln zur Herstellung von wasserabweisendem Mauerwerk ein siliziumorganischer Zusatzstoff beigemischt wird, wobei der Zusatzstoff ein Alkylpolysiloxan-Pulver von weniger als 1 Mikron Korngrösse in einer Menge zwischen 0, 1 und 5 Gel.-% des trockenen Gemisches ist. Diese Alkylpolysiloxane sind Produkte der Hydrolyse und Kondensation von solchen flüssigen Alkylhalogensilanen und Alkylhalogensilan enthaltenden Halogensilangemlschen, welche bekannterweise unter schneller Hydrolyse und spontaner Kondensation feste Siloxanprodukte ergeben und die gemäss einem nicht zum Stand der Technik gehörigen Hydrolyseverfahren unmittelbar in feinteiligem Zustand erhalten werden.
Dieses Hydrolyseverfahren wird ausgeführt, indem die mit Wasser umzusetzenden flüssigen Si-
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landerivate mit an sich bekannten Mitteln fein versprüht werden und die so entstandenen Tröpfchen durch einen Reaktionsraum fallen gelassen werden, in welchem gleichzeitig ebenfalls durch Versprühen ein Nebel von Wasser erzeugt wird, wobei die versprühte Wassermenge ein Mehrfaches der zur vollständigen Hydrolyse der gleichzeitig eingesprühten Silan flüssigkeit stöchiometrisch erforderlichen Menge beträgt und die Höhe des mit Wassernebeln erfüllten Raumes hinreichend gross ist, dass Hydrolyse und gegebenenfalls Kondensation des in einzelnen Tröpfchen herabfallenden Silans während dessen Verweilen in diesem Raum vollendet wird.
Die auf dem Boden des Reaktionsgefässes gesammelten Produkte ergeben nach Auswaschen und Trocknen die erfindungsgemäss als Baustoffzusatz zu verwendenden Alkylpolysiloxane.
Zu ihrer Gewinnung nach dem erwähnten Verfahren kann unter einer Reihe von Halogensilanflüssigkeiten gewählt werden. Es sind dies Mcnoalkylirihalogensilane, aus denen sich ein Alkylpolysiloxan von Einheiten der Formel (Alkyl)-SiO ergibt, und deren Gemische mit untergeordneten Mengen von kohlenwasserstoffreicherem Alkylhalogensilan, wie Dialkyldihalogensilan, Trialkylhalogensilan. Weiterhin sind es Gemische von Siliciumtetrahalogenid und Methylhalogensüanen, aus denen sich Alkylpolysiloxan-Co-
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dern fest und hart sind. Bei Ausführung der hydrolytischen Umsetzung nach dem erwähnten Verfahren ergeben sich dann lockere, mehlartige Pulver. So sind im Falle von Siliziumtetrachlorid und Trimethylmo-
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sparung an schwieriger zugänglichen siliciumorganischen Komponenten.
Es versteht sich, dass alle Alkylreste, die bekanntermassen die Hydrophobie der Alkylpolysiloxane bewirken, im Rahmen der Erfindung benutzbar sind. Der Mengenanteil der Alkylpolysiloxan-Zusätze ist zwischen 0, 1 und 5 Gew.-% des trockenen Baustoffgemisches zu bemessen.
Die Baustoffe selbst umfassen Mörtel aller Art, insbesondere Putzmörtel für Edelputz, Leicht-und Schwerbetonmassen, Asbestzement, Magnesiazementmassen, Gips oder Anhydrit enthaltende Massen und Massen zur Herstellung von Kunststeinen, sofern deren Brenn- oder Erhärtungstemperaturen 3000 Cnicht 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 er- übrigen sich zusätzliche Vorsichtsmassnahmen.
Die trockenen Gemische sind mitdem 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.
In Weiterentwicklung der erfindungsgemässen Baustoffmischung wurde fernerhin gefunden, dass sich die Wirksamkeit der Alkylpolysiloxan-Pulver erhöht und deshalb ihr Anteil in der Baustoffinischung erheb- lich geringer gewählt werden kann, wenn man das Alkylpolysilcxan-Pulver zuerst mit einem andern staubfeinen Pulver eines inerten Stoffes in einem Gewichtsverhältnis zwischen 1 : 9 und 4 : l innig vermischt und das so erhaltene Gemisch dann den übrigen Bestandteilen der Baustoffmischung zusetzt. Hiezu lässt sich beispielsweise auch das Pulver einer Komponente derjenigen Baustoffmischung verwenden, welcher das Vorgemisch erfindungsgemäss zugefügt werden soll.
Vornehmlich kommen in Betracht : Zement, Kalk, feiner Sand, Pigmente Kreide, Talkum, Kieselgur und feindisperse Kieselsäure, aber auch organische Stoffe, wie Aluminiumstearat, Calciumstearat und andere Salze höherer Carbonsäuren. Diese Pulver sollen feinkörnig sein, brauchen aber keineswegs so fein zu sein wie die zugemischten Alkylpolysiloxane.
Der Gewichtsanteil eines solchen Pulvers in der Vormischung kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden, vorteilhaft zwischen 20 und 90 %. Das Vormischen selbst erfolgt in an sich bekannter Weise mittels einer der für solche Zwecke üblichen Vorrichtungen, besonders vorteilhaft ineinerMUhle.
Der zu der gesamten Baustoffmischung anzuwendende Mengenanteil eines solchen Vorgemisches richtet sich nach dessen Gehalt an Alkylpolysiloxan. Die Menge des Vorgemisches ist so zu wählen, dass in der gesamten trockenen Baustoffmischung zwischen etwa 0, 1 und 5 Gew.-% Alkylpolysiloxan enthalten sind.
Be 15 pie 1 e : Der Hydrolyse nach dem vorangehend beschriebenen Verfahren wurden drei Silanflüssigkeiten unterzogen :
1) Methyltrichlorsilan,
2) ein Gemisch von 97 Gew.-% Siliciumtetrachlorid und 3 Gew.-% Trimethylchlorsilan,
3) ein Gemisch von 70 Gew. Siliciumtetrachlorid und 30 Gew. -0/0 Methylttichlorsilan.
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SiO-und H CSIO/,-Einheiten zusamfnengesetzten Methylpolysiloxane hatten eine spezifischePutzmörtel aus 1000 g Sand (Korngrösse unter 5 mm), 67 g Portlandzement, 67 g Dolomit-Löschkalk, 12 g Eisenoxydpigment und etwa 200 g Wasser wurden jeweils mit 5 g eines der vorangehend bezeichneten Methylpolysiloxane versetzt. Jeder der drei Mörtel wurde auf angefeuchtete Ziegelsteine aufgeworfen und ergab nach dem Abbinden einen Putz, dessen Festigkeit und Haftung auf dem Ziegel die gleichen waren wie die eines Putzes ohne Methylpolysiloxan-Beimengung von sonst gleicher Zusammensetzung. Auf die drei erfindungsgemäss hergestellten Putzschichten gebrachtes Wasser benetzte diese nicht, sondern perlte glatt ab.
Gleiche Ergebnisse zeigten pigmenthaltige Kalk-Zement-Schlämmanstriche aus Portlandzement und Weisskalk in verschiedenen Mischungsverhältnissen, die etwa 2 Gew.-% des Trockenstoffes an einem der Methylpolysiloxane der drei oben bezeichneten Arten enthielten. Ebenso Schlämmanstriche nur aus Kalk
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legt, dass dieses 5 cm über der Oberkante der Prüflinge stand. Ihre Wasseraufnahme wurde nach 2, 7 und 24 Stunden zu 7, 1 ; 7, 8 und 9, 1 % ihres Gewichts gemessen. Zum Vergleich ohne den hydrophobierenden Methylsiloxanzusatz, sonst aber in gleicher Weise hergestellte Prüfkörper ergaben dagegen 14,5; 14,7 und 14, 9 Gew.-% Wasseraufnahme.
In den folgenden Beispielen sind Ausführungsformen der Erfindung unter Anwendung von Vormischungen beschrieben :
Einem Putzmörtel aus 1000 g Sand (Korngrösse unter 5 mm), 67 g Portlandzement und 67g DolomitLöschkalk wurden die in der folgenden Tabelle angegebenen Zusätze beigemischt, wobei das vorangehend beschriebene Hydrolyseprodukt von Methyltrichlorsilan angewendet wurde. Das jeweils erhaltene Gemisch wurde mit 200 g Wasser angerührt und dann zu zylindrischen Körpern von 5 cm Durchmesser und 1 cm Höhe geformt. Diese Prüfkörper wurden zum Trocknen 5 Tage lang an der Luft gelagert und danach so unter Wasser gelegt, dass die Wasseroberfläche 5 cm über ihrer Oberkante stand. Nach den verschiedenen in der Tabelle ersichtlichen Zeiten wurden die Prüfkörper aus dem Wasser genommen und gewogen.
Die von je 100 Gewichtsteilen der trockenen Prüfkörper aufgenommenen Gewichtstelle Wasser sind in der Tabelle aufgeführt.
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Gew.-% <SEP> Methyl- <SEP> Vormischung <SEP> Verdünnungs- <SEP> Gew.-% <SEP> der <SEP> Vor- <SEP> Gew.-% <SEP> Methyl- <SEP> Prozent <SEP> Gewichtszupolysiloxan <SEP> Gew.-% <SEP> komponente <SEP> mischung <SEP> im <SEP> trok- <SEP> polysiloxan <SEP> im <SEP> nahme <SEP> der <SEP> prüfkörper
<tb> kenen <SEP> Mörtel <SEP> trockenen <SEP> Mörtel <SEP> unter <SEP> Wasser <SEP> während <SEP>
<tb> 2h <SEP> 7h <SEP> 24h
<tb> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 11
<tb> 100 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> 9, <SEP> 1 <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 0,5 <SEP> 0,7 <SEP> 1,7 <SEP> 2,8
<tb> 20 <SEP> 80 <SEP> feindisperse <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 9, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Kieselsäure <SEP> 2,0 <SEP> 0,4 <SEP> 0,5 <SEP> 0,7 <SEP> 1,
4
<tb> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 20 <SEP> 80 <SEP> Talkum <SEP> ge- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1,6 <SEP> 4,2 <SEP> 7,0
<tb> mahlen <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP>
<tb> 20 <SEP> 80 <SEP> Kreide <SEP> 1,5 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 2,0 <SEP> 0,4 <SEP> 0,4 <SEP> 0,7 <SEP> 1,7
<tb> 2,5 <SEP> 0,5 <SEP> 0,4 <SEP> 0,6 <SEP> 1,4
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> Al-Stearat <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0. <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 2.
<SEP> 7 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 50 <SEP> 50 <SEP> Ca-Stearat <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 4,3 <SEP> 6, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0,8 <SEP> 0,4 <SEP> 0,7 <SEP> 1,4 <SEP> 2,6
<tb> 0 <SEP> 100 <SEP> Al-Stearat <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> 0 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 5 <SEP> 10, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 8 <SEP> 0 <SEP> 4,2 <SEP> 5,3 <SEP> 6,3
<tb> 1, <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 0 <SEP> 100 <SEP> Ca-Stearat <SEP> 0, <SEP> 6 <SEP> 0 <SEP> 5,1 <SEP> 6,1 <SEP> 7,7
<tb> 0, <SEP> 8 <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP> 6, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 1,
<SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 3,2 <SEP> 3,5 <SEP> 3,9
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1. Baustoffmischung zur Herstellung von wasserabweisendem Mauerwerk mit einem siliciumorganischen Zusatzstoff. dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff ein Alkylpolysiloxan-Pulver von weniger als 1 Mikron Korngrösse in einer Menge zwischen 0, 1 und 5Gew.-% des trockenen Gemisches ist.