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Verfahren zum Schutz von mineralischen Baustoffen und daraus hergestellten Bauteilen gegen aggressive Einwirkungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von mineralischen Baustoffen und daraus hergestellten Bauteilen gegen aggressive-Einwirkungen und zur gleichzeitigen Verbesserung ihrer mineralischen und mörteltechnischen Eigenschaften, besonders ihrer Festigkeit, Dichte und Porosität.
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durch Auslaugvorgänge undgelöster schädlicher Salze, anorganischer und organischer Säuren einer starken Aggression ausgesetzt, die je nach der Konzentration der einwirkenden Medien früher oder später die Baustoffe bzw. Bauteile zerstört. Die Sanierung'von Bauschäden durch Aggression an Hoch-, Brücken-, Strassen-, Wasser- und Industriebauten ist kostspielig und beweist, dass die bekannten Schutzmassnahmen gegen Aggression auf die Dauer nicht befriedigen.
Zur Verbesserung der Aggressionsbeständigkeit von Putzen, Zementmörtel und Beton sind seit langem Gemische von Kalk mit künstlichem und natürlichem Puzzolan, kalkniedrigen Portlandzementen oder Portlandzementen mit Puzzolanzusatz bekant. Die dadurch vermehrte Widerstandsfähigkeit gegen aggresve Einwirkungen wird der Ausschaltung bzw. geringeren Menge an vorhandenem löslichem Kalkhydrat durch eine chemische Reaktion-zwischen dem Kalkhydrat und reaktionsfähigen Verbindungen der Zuschläge unter Bildung wasserunlöslicher Kalziumsilikathydratgelen durch deren Bindung an die Puzzblane zugeschrieben. Ausser den Puzzolanen sind auch andere Substanzen, wie z. B.
Arsenik ; -Oxalsäùre, Phosphorit und andere Verbindungen der Phosphprsäure u. ähnl., die unlösliche Verbindungen mit dem Kalkhydrat eingehen, zur Erhöhung der Aggressionsbeständigkeit bekannt. Bei allen diesen Chemikalien kam es trotz eines nachgewiesenen mehr oder minder grossen kalkbindenden Effekt entweder wegen ihrer Giftigkeit oder ungünstiger Mörtel-bzw. betontechnologischer Einflüsse nicht zu einer praktischen Verwendung.
Ausserdem ist es bekannt, dem Anmachwasser der Mineralien baustoffwasserlösliche, kalkbindende Fluate zuzusetzen. So werden z. B. bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Kunststeinmasse aus Zement mit grösserer Härte, Dichte und Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe dem Anmachwasser des Zements 2-10% Silicofluornatrium in einer besonderen Form als gelöstes Natriumfluat und Siliciumhydroxyd im Gelzustand, erhalten aus einer verdünnten Lösung von Kleselfluorwasserstoffsäure, die mit Natronlauge bis zur alkalischen Reaktion versetzt ist, zugesetzt. Bei diesem Zusatz werden die Fluate (Silicofluoride) aber nicht in gesättigter wässeriger Lösung dem Anmachwasser zugesetzt. Fluate sind zwar ungiftig, aber teuer.
Da nach der bisher herrschenden Meinung ein Fluatzusatz von mindestens 2 bis le. bezogen auf das Bindemittelgewicht, als erforderlich galt, fanden diese bekannten Verfahren keine grosse Anwendung.
Nach der Erfindung werden nun die Eigenschaften der Baustoffe erheblich weiter verbessert, wenn die Fluate In wässeriger, gesättigter Lösung in Mengen von etwa 0, 1 bis 1 Gew. - < 1/0, bezogen auf das mineralische Bindemittel, zugesetzt werden. Dieses Ergebnis überrascht und-steht im Widerspruch zur bisher herrschenden Meinung. Durch die chemische Reaktion der gemäss der Erfindung zugesetzten Fluate gelingt überraschend eine derartige Veränderung des reaktionsdisponiblen Kalkhydrats und anderer löslicher
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in der Praxis auftretenden aggressiven Einwirkungen besser als bisher oder in vielen Fällen sogar völlig immunisiert werden.
Zugleich steigert die von der Anwesenheit der kalkbindenden Chemikalien ausge- löste Reaktion während der Hydratation die Festigkeit und Dichte der Baustoffe und Bauteile ganz erheb- lich und verbessert ihre Verarbeitbarkeit. Im Bedarfsfall bewirkt der Zusatz von reaktionssteuernden Stoffen zur gesättigten, wässerigen Fluatlösung eine entsprechende Änderung ihrer Reaktionsbedingungen mit dem Kalkhydrat im Mörtelbett während der Hydraration.
Ausser der aggressionsschützenden Wirkung durch verhältnismässig geringe Mengen kalkbindender Sub- stanz im Anmachwasser, die durch die Bildung aggressionsbeständiger Reaktionsprodukte in den Kapillar- poren und/oder durch die Bildung von aggressionsunempfindlichen Schutzhüllen erklärt werden kann, er- laubt die Erfindung eine geringe Dosierung der wertvollen Zuschläge. Für die praktische Anwendung der chemischen Zusätze bei Baustoffen sind diese wirtschaftlichen Gesichtspunkte von grosser Bedeutung. Die
Kosten für die Zuschläge halten sich erfahrungsgemäss in tragbaren Grenzen.
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landzement durch einen Zusatz von Fluaten (Silicofluoriden) in wässeriger., gesättigter Lösung von bis zu 1%. bezogen auf das Zementgewicht, zum Anmachwasser wie folgt verbessert :
1. Betonfestigkeit.
Nach DIN 1048 beträgt die durchschnittlichesteigerung der Biegezug- undDruck- festigkeit gegenüber dem Nullbeton nach 28 Tagen Prüfzeit + 12% (Grenzwerte 8-15%) bzw. + 17"b (Grenzwerte 14-251o). Die Erhöhung der Festigkeit ist unabhängig vom Zementgehalt und Wasser-Ze- 'ment-Wert, d. h. durch den Fluatzusatz gemäss der Erfindung wird eine "echte" Verbesserung des Binde-
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keitsentwicklung negativ beeinflusst.
2. Dichte und Porosität.
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:gemäss der Erfindung (0,5 bzw. 0, 31o) eine wesentliche Verstärkung der Widerstandsfähigkeit von Beton aus Portlandzement und eine vollkommene Immunisierung von Hochofenzement-Beton gegen aggressive Einwirkungen erreicht.
Diese laboratoriumsmässigen Untersuchungsergebnisse wurden durch vielseitige praktische Erfahrung nach langen Beobachtungszeiten bestätigt.
PATENTANSPRÜCHE.
1. Verfahren zum Schutz von mineralischen Baustoffen und daraus hergestellten Bauteilen gegen aggressive Einwirkungen und zur gleichzeitigen Verbesserung der Mineralien und mörteltechnischen Eigenschaften durch Zusatz von wasserlöslichen, kalkbindenden Fluaten zum Anmachwasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluate (Silicofluoride) in wässeriger, gesättigter Lösung in Mengen von zirka 0, 1 bis 1, OGew.-%, bezogen auf das Bindemittel, zugesetzt werden.