AT281667B - Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten Überzuges an der Oberfläche von feuchten oder feuchtigkeitsansaugenden Körpern - Google Patents

Description

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   Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten Überzuges an der Oberfläche von feuchten oder feuchtigkeitsansaugenden Körpern   Gegenstände   aus Beton sind infolge ihrer porösen Struktur und der im Laufe der hydraulischen Abbindung unvermeidlich auftretenden Risse wasserdurchlässig, insbesondere im Falle von grösseren Wasserspeichern, Wassertürmen, Zisternen, Becken, wo das Durchsickern des Wassers durch die Betonwand infolge des hydrostatischen Druckes der hohen Wassermenge noch erhöht wird. Dies führt einerseits zu bedeutenden Wasserverlusten, anderseits verursacht dies eine vorzeitige Zerstörung der Betonstruktur infolge der damit verbundenen Kapillar- und Frostwirkungen. 



   Zum Wasserdichtmachen von Betongegenständen wurde bisher in mehreren Schichten aufgetragener, verdichteter und geglätterter Zementverputz (sogenannter wasserdichter Verputz) verwendet. Die Anfertigung des wasserdichten Verputzes erfordert jedoch eine langwierige und mühsame und daher ziemlich kostspielige Handarbeit, wobei dieser Überzug auch bei genauer Einhaltung der technologischen Vorschriften keine Sicherheit gegen ein eventuell später auftretendes Durchsickern des Wassers gewährleistet. 



   Bei der immer grösser werdenden Verbreitung der Kunststoffe schien es auf der Hand zu liegen, das   Wasserdichtmachen   von Betongegenständen durch Aufbringen einer hydrophoben Kunststoff- Sperrschicht zu verwirklichen. Um diesen Zweck zu erreichen, hat man schon versucht, die Betonoberfläche mit verharzbaren Materialien zu imprägnieren und diese Stoffe mit Hilfe einer Wärmebehandlung zu härten. Zu diesem Zweck wurde schon vorgeschlagen, eine wässerige   Lösung von Carbamid,   Formaldehyd oder ein anderes Härtungsmittel zu benutzen. Die derartigen Schutzschichten sind jedoch nicht geeignet, den Betongegenstand tatsächlich wasserdicht zu machen, weil die Carbamid-Formaldehyd Kunstharze nach einer längeren Berührung mit Wasser eine beträchtliche Menge Wasser aufnehmen und folglich stark anschwellen.

   Hiezu kommt der Nachteil dieses bekannten Verfahrens, dass die Wärmebehandlung von grösseren Gegenständen, von Gebäudeteilen usw. in der Praxis kaum verwirklicht werden kann. 



   Es ist ferner bekannt, dass bestimmte Kunstharze mit erreichbarer Raumnetzstruktur zu hydrophoben 
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 linharze, ferner Isocyanat (Polyurethan) Harze, bestimmte ungesättigte Polyesterharzarten, bestimmte Kunstharze auf Acrylsäurebasis, Silikonharze usw. ; es ist jedoch ebenfalls bekannt, dass diese Kunststoffe gerade wegen ihrer hydrophoben Eigenschaft an feuchten   Oberflächen   nicht oder nicht befriedigend anhaften.

   Ferner tritt das an feuchten Oberflächen vorhandene Wasser in der Regel mit den monomeren Kunstharzkomponenten bzw. mit denjenigen niedrigen Polymerisationsgrades oder mit andern Chemi- 

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   kalien,   welche als Katalysator zur Erreichung der Raumnetzstruktur vorhanden sind, in eine chemische
Reaktion, wodurch die Bindung des Kunstharzes verzögert, in vielen Fällen sogar völlig verhindert wird. 



   In andern Fällen hingegen spielt sich die Reaktion zur Erreichung einer Raumnetzstruktur zwar ab, die untere, mit der feuchten Oberfläche in Berührung stehende Schicht des Kunstharzes erreicht jedoch infolge Hydrolyse nicht den erwünschten Polymerisationsgrad, wodurch die obere Schicht zwar hart und wasserfest wird, jedoch von der Oberfläche abgeschält werden kann, oder sich von selbst von der Ober- fläche löst. Diese Erscheinung wurde auch bei den im übrigen für Unterwasserkonstruktionen vorzugswei- se verwendeten Epoxyharzen beobachtet. 



    Die Oberflächen   der Betonkörperbleiben nach ihrer Anfertigung noch über eine längere Zeit feucht, die eingangs erwähnten hydrophoben Kunststoffe können daher trotz ihren ausgezeichneten wasserdich- ten Eigenschaften auf vorher sorgfältig nicht ausgetrockneten Betonoberflächen nicht mit der erforder- lichen Sicherheit aufgetragen werden. Auch eine sorgfältige Austrocknung der Betonoberfläche kann aber zu einem zuverlässig langen Anhaften führen, da der Beton poröser Struktur immer eine gewisse
Feuchtigkeit enthält, er ist sogar geneigt, aus der Umgebung (Luft, Boden) Wasser aufzunehmen. Das im Beton enthaltene Wasser übt über die Kapillaren des Betons einen Druck auf die hydrophobe Sperr- schicht aus, wodurch diese von der Oberfläche abgeschieden wird. Auch diese Erscheinung wurde durch zahlreiche Versuche und Beobachtungen nachgewiesen. 



   Zweck der Erfindung ist die Herstellung eines wasserdichten Schutzüberzuges auf Kunststoffbasis, durch den die Betonkörper vollkommen wasserdicht werden, und der auch in feuchtem Zustand der Be- tonkörper leicht aufzubringen ist, wobei die Haftfähigkeit an der Oberfläche des Betonkörpers trotz der
Feuchtigkeit desselben erhalten bleibt. 



   Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,   dass   die Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Bindung zwi- schen dem hydrophoben, wasserabstossenden Kunstharz und der feuchten Oberfläche gesichert werden können, falls zwischen dem wasserdichten Kunstharz und der feuchten Oberfläche eine Schicht von hy- drophilem Kunstharz angebracht wird, zu deren Erzeugung das Vorkondensat eines Formaldehyd-Kon- densationskunstharzes in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel aufgelöst wird, wobei die Ober- flächenspannung des Lösungsmittels kleiner als die des Wassers ist. Das hydrophile Kunstharz wird auch an feuchte Oberflächen einwandfrei gebunden, seine hydrophile Eigenschaft bleibt auch nach der Poly- merisation erhalten, wodurch es fähig ist, das aus dem Inneren des Betonkörpers an die Oberfläche sickernde Wasser aufzunehmen und abzugeben.

   Dabei stellt das hydrophile Kunstharz für die aufzutra- gende Schicht an hydrophobem Kunstharz eine Grundierung von guter Haftfähigkeit dar, bildet also zwi- schen der feuchten Oberfläche und der wasserdichten Kunstharzschicht eine Schicht für den Feuchtig- keitsausgleich, wobei mit seiner Hilfe auch die dauerhafte Bindung zwischen der feuchten Oberfläche und der wasserdichten Schicht gesichert wird. 



   Derartige, auch unter feuchten Bedingungen gut bindende, auch in gebundenem Zustand hydrophil bleibende Kunstharze stellen die Kondensationsprodukte des Phenols, ferner Carbamids, Thiocarbamids,
Dicyandiamids usw. und des Formaldehyds dar. Die Vorkondensate dieser Verbindungen können mit
Wasser beliebig gemischt werden und sie können unter Anwendung entsprechender Katalysatoren in eine
Raumnetzstruktur überführt werden.

   Unter Berücksichtigung dessen jedoch, dass die hydrophilen Kunst- harze, abgesehen von der während der Kondensationsreaktion aufgenommenen bedeutenden Wassermen- ge, auch das bei der zur Überführung in die Raumnetzstruktur stattfindenden Reaktion aufgenommene
Wasser beibehalten, ferner dass durch das im in die Raumnetzstruktur übergeführten Kunstharz enthal- tene Wasser die mechanische Festigkeit des Kunstharzes vermindert wird, würde letzten Endes die glei- che Situation entstehen, wie es bei einem lediglich aus hydrophobem Kunstharz bestehenden Überzuges der Fall   wäre : der   wasserdichte Überzug würde sich infolge der niedrigeren mechanischen Eigenschaf- ten der Grundschicht abtrennen.

   Dieser Mangel wird auf die erwähnte Weise beseitigt, nämlich da- durch, dass das Vorkondensat des Formaldehyd-Kondensationskunstharzes in einem mit Wasser misch- barem Lösungsmittel gelöst wird, dessen Oberflächenspannung, wie auch die der mit Wasser gebilde- ten Mischungen kleiner als die des Wassers ist. Solche Lösungsmittel stellen z. B. Alkohole und Ketone verschiedener Kohlenstoffatomzahl dar. 



   Durch das Lösungsmittel niedriger Oberflächenspannung werden die Ausbreitung des Kunstharz-
Vorkondensates an der Oberfläche, sein Eindringen in die Poren des Betons sowie die Verdampfung des von der feuchten Oberfläche aufgenommenen und des in der Kondensationsreaktion freiwerdenden Was- sers noch während der Reaktion selbst begünstigt. Dadurch entsteht eine vollkommen trockene Grund- schicht von erforderlicher mechanischer Festigkeit, welche eine Grundlage von guter Haftfähigkeit für 

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 die hydrophobe, wasserabstossende und wasserdichte Schicht darstellt. Durch das hierauf aufgetragene hydrophobe Kunstharz wird bereits in Form einer einzigen dünnen Schicht eine vollkommene Wasserdichtheit gewährleistet.

   Beide Schichten können durch Streichen mittels Pinsel, Bürste oder durch Spritzen usw. aufgetragen werden, sie brauchen nicht geglättet oder verdichtet zu werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist auch zum Schutze von freien, mit Luft in Berührung stehenden Betonoberflächen geeignet, da die zwischen der zum Schutz dienenden hydrophoben Kunstharzschicht und der Betonoberfläche erzeugte hydrophile Kunstharzschicht die aus den Poren des Betons nach der Oberfläche hin sickernde Feuchtigkeit aufnimmt und abbindet, wodurch das Abstossen des hydrophoben Überzuges durch die Kapillarkräfte verhindert wird. 



   Das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens liegt also darin, dass ein Vorkondensat eines Formaldehyd-Kondensationskunstharzes in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel von geringer Oberflächenspannung aufgelöst wird, hienach die Lösung mit einem Katalysator vermischt in einer gleich- 
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 ebenfalls gleichmässigen Schicht aufgetragen wird. Als Lösungsmittel für das Vorkondensat des Formaldehyd-Kondensationskunstharzes werden Alkohole bzw. Ketone verwendet. 



   Für den Fall der Wasserdichtmachung von Betonkörpern werden nachstehend zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben. 



     Beispiel l :   Ein aus 1 Mol Carbamid,   0, 3   Mol Thiocarbamid und 2 Mol   30 lgem   Formaldehyd dargestelltes, honigdichtes Vorkondensat wird in einem Verhältnis von   l : l   in einer Mischung von Alkohol (Brennspiritus), Aceton und Wasser des Verhältnisses von 0, 7 : 0,   2 : 0, 1 aufgelöst.   Zu dieser Mischung werden unmittelbar vor der Verwendung, auf das Gewicht des reinen Kunstharzes bezogen, 3% einer gesättigten wässerigen Ammoniumchlorid-Lösung hinzugemischt, wonach die Mischung in einer einzigen Schicht der Dicke von etwa 0,05 mm auf die betreffende Betonoberfläche aufgespritzt oder mit Hilfe einer Bürste oder Pinsel aufgetragen wird. 



   Epoxyharz des Epoxyäquivalentes von 400 bis 500 wird in einer Mischung von Toluol und Aceton des Verhältnisses von 0, 9 : 0,2 in einem Verhältnis von 1 : 1 verdünnt und es werden, bezogen auf das Gewicht des reinen Harzes, 6 Gewichtanteile an Diäthylentriamin-Katalysator hinzugemischt. Die Mischung wird auf die noch nicht völlig gebundene   Carbamidharzoberfläche-d. h.   etwa 1 h nach Auftragung der ersten   Schicht - zweckmässig   durch Aufspritzen aufgetragen. Der Überzug wird etwa nach 3 h fühltrocken, wobei seine Endfestigkeit etwa nach 48 h erreicht wird. 



     Beispiel 2 :   Ein Vorkondensat der Zusammensetzung von 1 Mol Carbamid,   0,   2 Mol Melamin und 2,5 Mol 30%igem Formaldehyd wird in, auf das Gewicht des reinen Harzes bezogen, 5 Gewichtsanteilen einer Mischung von Alkohol und Toluol des Mischungsverhältnisses von   0, 8 : 0, 2   aufgelöst. Zur Mischung wird unmittelbar vor der Verwendung, in einer Menge von, auf das Gewicht des reinen Kunstharzes bezogen, 2% einer gesättigten wässerigen Lösung von Ammoniumchlorid hinzugemischt, wonach die Mischung auf die bereits im Beispiel 1 beschriebene Weise auf die Betonoberfläche aufgetragen wird. 



   Auf die Kunstharzoberfläche fühltrockenen   Zustandes-d. h.   etwa 2 h nach dem Auftragen der ersten Schicht - werden die wasserdichten Schichten gemäss Beispiel 1 aufgebracht. 



   Das Verfahren kann mit Vorteil auch bei andern Körpern aus porösem Material angewendet werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung eines wasserdichten Überzuges an der Oberfläche von feuchten oder feuchtigkeitsansaugenden Körpern in Form eines mehrschichtigen Kunstharzbelages, dadurch ge-   kennzeichnet,   dass ein Vorkondensat eines Formaldehyd-Kondensationskunstharzes in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel niedriger Oberflächenspannung aufgelöst wird, hienach die Lösung mit einem Katalysator vermischt auf die Oberfläche in einer vorzugsweise gleichmässigen Schicht aufgetragen wird, worauf nach dem Trocknen dieser Schicht eine Lösung eines hydrophoben wasserdichten Kunstharzes,   z. B.   eines Epoxyharzes, vorzugsweise in einer ebenfalls gleichmässigen Schicht aufgetragen wird. 
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