AT276205B - Mittel zur Tiefenimprägnierung poröser Bau- und Werkstoffe - Google Patents

Description

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  Mittel zur Tiefenimprägnierung poröser Bau-und Werkstoffe 
Bekanntlich müssen poröse Bau- und Werkstoffe gegen Abrieb, Einfluss von Atmosphärilien, Feuch- tigkeit und Chemikalien geschützt werden. Besonders stark sind erosive und korrosive Einflüsse bei der gleichzeitigen Einwirkung mechanischer und chemischer Beanspruchung. 



   So neigen beispielsweise Betonböden durch Ausbrechen von Feinkorn an der Oberfläche leicht zur Staubbildung. Der schon relativ hohe Abrieb wird noch durch die sich ablösenden Sandkörner als zusätzlicher Schmirgel laufend erhöht. Diese Staubbildung ist insbesondere bei Betonböden in Hallen, Garagen u. dgl. recht lästig, da dadurch   die entsprechenden Flächen   unter anderem oft angefeuchtetund gekehrt werden müssen. Bei bituminösen Bodenflächen müssen zur Vermeidung von Schäden durch ausfliessenden Treibstoff, Öl oder Bremsflüssigkeit zusätzliche Oberflächenvergütungen aufgebracht werden. 



   Zur Imprägnierung, Versiegelung und Abdichtung von porigen Bau- und Werkstoffen, wie Beton, Gasbeton, Anhydrit, Asbestzement, gebranntem und ungebranntem Ton, Holz, Sinterwerkstoffen, Graphit und Spritzmetallschichten sind deshalb schon verschiedenartige Mittel und Kunstharze bzw. Kunststoff-Lösungen vorgeschlagen worden. 



   Die bisher qualitativ hochwertigsten Produkte waren dabei sogenannte Zweikomponenten-Siegel. 



  Diese mussten kurz vor der Verwendung im vorgeschriebenen Verhältnis vollständig durchmischt und innerhalb einer relativ kurzen Zeit verarbeitet werden. 



   Diese Formulierungen, vornehmlich auf Epoxyd-Harz-Basis hatten trotz der unbeschränkten Lagerfähigkeit der   Einzelkomponenten jedoch für   den Einsatz auf dem Bausektor noch gewisse schwerwiegende Nachteile. 



   Einmal gab die Konfektionierung in zwei Gebinden immer wieder Anlass zu Verwechslungen bei Lager und Versand. Selbst bei Portionsabfüllung, bei der also rein gewichtsmässig die beiden Komponenten aufeinander abgestimmt waren, war die einwandfreie Durchmischung von Harz und Härter nicht gewährleistbar. Bei den Preisen klassischer Baustoffe war es üblich,   z. B.   bei Zement, Mengen von einem Anbruchsack bei Schliessung einer Baustelle nicht auf Lager   zurückzunehmen ;   die dadurch entstehenden Kosten wären höher gewesen. als der Materialverlust.

   Bei den im Verhältnis dazu oft   50- bis   100fachen Kosten der Kunststoffe steht die Praxis an der Baustelle und das in klassischen Vorstellungen festgefahrene Kostendenken der Einführung von Zweikomponenten-Kunststoffen entgegen, da die angemischten und unbrauchbar werdenden Zweikomponenten-Formulierungen die   Nachkalkulationzu   stark belasten. 



     Zur Aushärtung   von Zweikomponenten-Harzlösungen ist ausserdem eine Mindesttemperatur von zirka   150C   erforderlich, die in den Übergangsmonaten im Freien allenfalls für wenige Stunden zur Verfügung steht. Hiebei darf nicht übersehen werden, dass zwischen Luft- und Bodentemperatur erhebliche Unterschiede bestehen. Die immer vorhandene Feuchtigkeit in Form von chemosorptiv gebundener Wasserhaut oder Kondensationsfilmen aus Wasser auf der Oberfläche und in den Kapillaren poriger Bauund Werkstoffe ergab eine zusätzliche Erschwernis und barg die Gefahr des Versagens solcher Behandlun- 

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 gen in sich.

   Deshalb galt es eine Einkomponenten-Tiefenbehandlungslösung zu schaffen, die in der Applikation die Nachteile der Zweikomponenten-Formulierungen entbehrt, ohne die Gebrauchseigenschaften mit Zweikomponenten-Formulierungen behandelter Oberflächen bzw.   Untergründe   zu schmälern, ja sie nach Möglichkeit noch zu verbessern. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein Mittel zur Tiefenimprägnierung poröser Bau- und Werkstoffe, insbesondere von Beton und von Asphaltbelägen, das ein Lösungsmittelgemisch aus aromatischen oder cycloaliphatischen Lösungsmitteln und Estern der Essigsäure sowie ein gelöstes Polyurethanpräaddukt, dessen hydroxylgruppenhaltige Komponenten aus einem linearen, verseifungsfesten Polyäther besteht, enthält. Wesentlicher Gesichtspunkt des vorbezeichneten Harzes ist demnach das Vorhandensein eines unverseifbaren, linearen Polyäthers als hydroxylgruppenhaltige Harzkörperkomponente zur Herstellung des vorbezeichneten Präadduktes. 



   Bei Verwendung der bisher üblichen Polyester zur Herstellung von Polyurethan-Addukten oder Präaddukten ist auf hydraulisch abbindenden Baustoffen wegen der noch nach Jahren feststellbaren hohen Alkalität von PH 13 (und noch mehr) mit Verseifung und damit Ablösung zu rechnen. 



   Diese Alkalität kann zwar durch Absäuerung bzw. Fluaktierung beseitigt werden, ist jedoch inzwischen aus verschiedenen Gesichtspunkten als ökonomisch nicht mehr anwendbar zu bezeichnen. 



   Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemässen Mittels ist der Festkörpergehalt der Konservierungslösung. Für eine optimale Füllung der Poren hat sich ein Festkörpergehalt von mindestens 30 und maximal   500go   als zweckmässig erwiesen. Vorzugsweise sollte der Festkörpergehalt aber   35%   betragen. 



   Entgegen den bisherigen von den Rohstoffherstellern vorgeschriebenen Stabilitätsbedingungen solcher Polyurethanpräadduktlösungen, bei denen der Aromatenanteil am Gesamtgewicht des verwendeten Lösungsmittelgemisches 25% nicht überschreiten durfte, ist es bei der erfindungsgemässen Mischung gelungen, Aromaten bis zum vierfachen der Bindemittel-Lieferform zu verwenden ; um ohne Kenn- 
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 als bisher für die Stabilität solcher Lösungen zugelassen worden ist. Das Lösungsmittelgemisch kann somit bis zu 50   Gew.-lo eines   aromatischen Lösungsmittels, vorzugsweise Xylol, enthalten. Als Ester der Essigsäure haben sich Butylacetat und/oder Äthylacetat besonders zweckmässig erwiesen. 



   Ausserdem können an Stelle der Aromaten auch Cycloaliphaten verwendet werden, die bisher als Gift für die Stabilität solcher Polyurethanpräadduktlösungen gegolten haben. 



   Gegenüber Zweikomponenten-Mischungen ist die Aushärtung des Präadduktes unter den gegebenen Bedingungen der   Bauwiitschaft   eindeutig bevorzugt, da die Aushärtungsreaktion mit der Feuchtigkeit aus der Luft und aus dem Untergrund bis zu Temperaturen unter dem Nullpunkt ohne zeitliche und qualitative Beeinträchtigung verläuft. Die Reaktion von Polyisocyanat mit der Luftfeuchtigkeit verläuft im Film anfangs wesentlich langsamer als mit Diolen. Während aber die Reaktion des Polyisocyanats mit Diolen bei Abwesenheit von Feuchtigkeit wegen der sterischen Hinderung im verfestigten Film allmählich zum Stillstand kommt, läuft die Reaktion mit den beweglicheren Wassermolekülen bis zur vollständigen Umsetzung des Isocyanates weiter. 
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 sevorgang auftretenden Wechselwirkungen zwischen Polymeren und Lösungsmitteln.

   Der Löslichkeitsparameter beruht im Prinzip auf der Bestimmung der Dispersionskräfte, der Dipolkräfte und der Induktionskräfte. In der zitierten Arbeit werden mehrere Möglichkeiten der Bestimmung des Löslichkeitsparameters       angeführt. Beispielsweise kann 6 mit Hilfe der latenten   Verdunstungswärme AH,   der Gas-   konstanten R und der absoluten Temperatur T bestimmt werden, womit 6denAusdruck6= ( H-RT) l/2 annimmt, worin V für das Molvolumen steht. 



  Der Löslichkeitsparameter kann aber auch aus der Oberflächenspannung 0 mit â = 4, l (w ?/g) ' bzw. aus dem kritischen Druck Pk mit 6 = 1, 25/pkw bestimmt werden.   



   Der Wasserstoffbrückenparameter betrifft die Wasserstoffbrückenbindung des Lösungsmittels. 



   In Off Digest 34   [1962] Nr. 444, 30werden   von E. P. Liebermann die Werte des Wasserstoffbrückenparameters auf empirischem Weg festgelegt. 

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   M. Dyck und P. Hoyer entwickelten eine Methode zur Berechnung von Relativwerten dieses Parameters, die auf die von den beiden Autoren festgelegten Werte von Toluol und Äthylenglykolmonobutyl- äther bezogen sind. Die hier angegebenen Werte des Wasserstoffbrückenparameters wurden nach der von M. Dyck und P. Hoyer angegebenen Methode berechnet. 



   Der Löslichkeitsparameter der erfindungsgemässen Mischung hat einen Wert von 8 bis 9 und der Wasserstoffbrückenparameter einen Wert von 0, 45 bis 0, 55. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll der Löslichkeitsparameter der Mischung einen Wert von 8,8 und der Wasserstoffbrükkenparameter einen Wert von 0,51 besitzen. 



   Aus dem Stand der Technik war nicht ersichtlich, dass gerade die erfindungsgemässe Auswahl die Applikationsanforderungen an ein tiefeindringendes Imprägnierungsmittel für porige Bau- und Werkstoffe erfüllen und die Gebrauchseigenschaften so behandelter Flächen in so ausserordentlicher Weise verbessern würde. Das erfindungsgemässe Konservierungsmittel bewährt sich auf den verschiedenartigsten 
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   Bei der Herstellung von Fertig-Spannbetonteilen im Gleitfertigungsverfahren hat es sich überraschenderweise gezeigt, dass der mit Hochfrequenz verdichtete Beton keinerlei Haftung auf den mit dem Imprägnierungsmittel behandelten Fertigungsflächen zeigt. 



   Die Teile können ohne Beschädigung vom Untergrund entfernt werden, zeigen bessere Sichtflächen und infolge unversehrter Entnahme weniger Ausschuss und bei lunkerfreier Oberfläche höhere Festigkeit. 



  Die nach jedem Fertigungsvorgang bisher übliche Behandlung mit haftungsverminderten Mitteln entfällt. Wie Versuche gezeigt haben, können so behandelte Fertigungsbahnen ohne jede Nachbearbeitung unausgesetzt benutzt werden. Damit ist eine Lösung dieses Problems erstmalig gelungen. 



   Bei der farblichen Behandlung porenhaltiger Flächen wird die erfindungsgemässe Formulierung als Grundierung verwendet und darauf eine analog aufgebaute pigmentierte Zubereitung angewendet. 



   Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemässen Mischung werden damit erklärt, dass die hohe   Polarität und die   niedrige Viskosität trotz des hohen Festkörpergehaltes infolge der niedrigen Oberflächenspannung eine gute Benetzung und ein hervorragendes Eindringvermögen vermitteln. Daraus ergibt sich eine hervorragende Haftung am Untergrund und in den Porenräumen, wobei etwa vorhandene Risse verleimt und das in der Oberzone befindliche Feinkorn eingebunden wird. Die Eindringtiefe ist selbstverständlich von dem Untergrund abhängig. 



   Im Gegensatz zu den bisher erprobten Lösungen wird die erfindungsgemässe Mischung durch die im Beton immer vorhandene Ausgleichsfeuchtigkeit und der noch nach vielen Jahren vorhandenen Alkalitäten nicht negativ beeinflusst, sondern die Aushärtung wird noch beschleunigt. 



     Beispiel   : Zusammensetzung des   Imprägnierungsmittels :  
60 Gew.-Teile linearer, unverseifbarer, hydroxylgruppenhaltiger Polyäther mit einem OH-Gehalt von   1, 71o  
90 Gew.-Teile aromatisches Polyisocyanat (Addukt aus 3 Teilen Toluylendiisocyanat und 1 Teil Trimethylolpropan)
100 Gew.-Teile Butylacetat,
125   Gew.-Teile Xylol.   



   30 Gew.-Teile Äthylacetat. 



   Diese Mischung hat laut Gutachten der Materialprüfungsanstalt der Technischen Hochschule in Karlsruhe eine mittlere Eindringtiefe in Anhydritestrich von   6, 7.   in Beton von 3, 1 und in altem Fahrbahnbeton der Autobahn Stuttgart - Ludwigsburg von 0, 3 mm. 



   Bei der Prüfung auf Wasserundurchlässigkeit nach DIN 1048 wurde 48 h lang 1   kp/cm,   24 h lang 3   kplem2   und 24 h lang 7 kp/cm2 mit Wasser gegen die Anstrichseite gedrückt. Die Körper wurden nach der Prüfung aufgeschlagen und auf Wasserdichtigkeit untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Proben wasserundurchlässig waren. 



   Eine entsprechende Prüfung auf Öldurchlässigkeit zeigt, dass bei Drücken von 1 kp/cm2 mit Heiz-   öl-El   28 Tage lang die Prüfplatten eine Ölundurchlässigkeit zeigten. Auch der Abnutzungswiderstand an   würfelförmigenVersuchskörpern 50 cm2   Material-Flächen mit Hilfe einer Schleifscheibe nach DIN 52108 zeigte, dass bei Beton ein Gewichtsverlust von im Mittel 0,183 cm3/cm2, während bei der reinen Konservierung ein solcher von   0, 019 cm3/cm2   festgestellt worden ist. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Mittel zur Tiefenimprägnierung poröser Bau-und Werkstoffe, insbesondere von Beton und Asphaltbelägen, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lösungsmittelgemisch aus aromatischen oder cycloaliphatischen Lösungsmitteln und   Estern der Essigsäure sowie ein gelöstes Polyurethan-prä-   addukt, dessen hydroxylgruppenhaltige Komponente aus einem linearen, verseifungsfesten Polyäther besteht, enthält.

Claims (1)

1. 2. Mittel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittelgemisch bis zu 50 Gew. -0/0 eines aromatischen Lösungsmittels enthält.

   3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittelgemisch Xylol enthält. EMI4.1 <Desc/Clms Page number 5> urethanpräaddukt das Verhältnis von linearem Polyäther zu Urethan zwischen 40 : 60 bis 20 : 80 liegt.

   I. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsparameter des Lösungsmittelgemisches zwischen 8 und 9 und der Wasserstoffbrückenparameter zwischen 0,45 und 0,55 liegt.

   8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Löslichkeitsparameter des Lösungsmittelgemisches 8,8 und der Wasserstoffbrückenparameter 0,51 beträgt.

   9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 60 Gew.-Teilen eines linearen, unverseifbaren, hydroxylgruppenhaltigen Polyäthers mit einem OH-Gehalt von 1, 70/0 und 90Gew.-Teilen eines Adduktes aus 3 Teilen Toluylendiisocyanat und 1 Teil Trimethylolpropan als Polyurethanpräaddukt, 100 Gew.-Teilen Butylacetat, 125 Gew.-Teilen Xylol und 30 Gew.-Teilen Äthylacetat besteht.