CH678179A5

CH678179A5 - Adhesion promoter and mortar additive

Info

Publication number: CH678179A5
Application number: CH325089A
Authority: CH
Inventors: Beat Stutz
Original assignee: Holderbank Bauchemie
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1991-08-15

Description


  
 



  Die vorliegend beschriebene Erfindung betrifft einen Haftvermittler und Mörtel-Zusatz hoher Stabilität sowie dessen Verwendung im Zusammenhang mit hydraulisch abbindenden, speziell zementhaltigen, Mörteln. Erreicht werden mit dem erfindungsgemässen Mittel gute Haftvermittlungen und Betone mit verbesserten Festigkeitswerten und erhöhter Dichtigkeit. 



  Gattungsgemässe Mörtel-Zusätze sind auch aus der Patentliteratur bekannt: 



  Das Patent CH 658 854 lehrt derartige Zusätze, die primär Mikrokieselsäure und ein wasserverminderndes Mittel enthalten. Dadurch sollen die Verarbeitbarkeit und die Plastizität der Mörtel-Zusatzmischung verbessert und die Festigkeit des erhaltenen Betons erhöht werden. Ein beispielhafter Zusatz gemäss diesem CH Patent enthält 47 Gew.-% Mikrokieselsäure und ca. 6 Gew.-% wasservermindernde Mittel mit Rest Wasser (Seiten 7 unten, 8 oben). 



  Auch das Patent CH 667 096 lehrt Zusatzmittel zu hydraulisch abbindenden Mörteln, welche Mittel zu vielfältigen Verbesserungen der Eigenschaften des damit behandelten Betons führen sollen: 



  Gemäss den Beispielen 1 und 2 dieses CH Patentes weist die erfindungsgemässe Mischung ca. 25 Gew.-% amorphes Siliciumdioxid, 20 bis 40 Gew.-% Kunststoff-Dispersion und ca. 5 Gew.-% sehr spezielle organische Zusatzstoffe, Rest Wasser, auf. 



  Schliesslich lehrt auch das Patent US 4 088 804 Zusätze zu Mörtel, die unter anderem amorphes Siliciumdioxid und Kunststoffdispersionen enthalten. Diese Zusätze sollen vor allem - zusammen mit Zement und Zuschlägen - schützende und dekorative Beschichtungen ergeben. Neben Zement und Zuschlägen liegen dabei die hier relevanten Hauptkomponenten gemäss der Tabelle I wie folgt vor: Wasser 32 bis 80 Gewichtsteile, Kunstharzdispersion 10 bis 15 Gewichtsteile, amorphes SiO2 (Fly Ash oder Silica 200 Mesh) 10 bis 15 Gewichtsteile. 



  Aus dem Stand der Technik ist also bekannt, dass amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid in hydraulischen Bau- und Konstruktionsmaterialien vor allem durch seine latent hydraulische Reaktion mit freiem Calciumhydroxid in den genannten Materialien deren Festigkeit und Dichtigkeit erhöhen kann. 



  Ebenso ist bekannt, dass Kunststoffdispersionen die Eigenschaften von hydraulischen Bau- und Konstruktionsmaterialien in bezug auf deren Haftfestigkeit, Druck- und Biegezugfestigkeit, E-Modul und Dichtigkeit positiv beeinflussen können. 



  Dahingegen löst die Erfindung, aufgrund der Überlegung, dass hydraulische Bindemittel und Zuschlagstoffe eher hydrophilen und Kunststoff-Dispersionen eher hydrophoben Charakter besitzen und dass diese Stoffe schlussendlich in der Matrix möglichst dicht nebeneinander erhärten müssen, die Aufgabe, ein Mittel bereitzustellen, welches
 - ein Netzmittel mit hydrophilem und hydrophobem Charakter enthält, 
 - bei der Einarbeitung in den Mörtel keine oder nur wenig Luft einführt und
 - über längere Zeit stabil bleibt und dabei weder geliert noch von Schimmelpilz befallen wird. 



  Die Aufgabe wird durch den Haftvermittler und Mörtel-Zusatz gemäss den Ansprüchen gelöst, d.h. letztlich durch eine Kombination von spezifischen Komponenten in speziellen Gehalten. Die Anmelderin führt die nicht ohne weiteres voraussehbare Tatsache der Doppelverwendung der erfindungsgemässen Zusammensetzungen auf eben diese Spezifikationen zurück. 



  Beispielhafte erfindungsgemässe Haftvermittler und Mörtel-Zusätze weisen die folgenden Komponenten innerhalb der angegebenen Gehaltsgrenzen auf: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Head Col 01 AL=L: Gewichtsteile 
<tb>Head Col 02 AL=L: Komponente 
<tb> <SEP>0,4-2,0 <SEP>Nichtionogenes Netzmittel mit hydrophilem und hydrophobem Charakter 
<tb> <SEP>0,1-0,25 <SEP>Dispergierhilfsmittel (mischbar in Wasser und in Kohlenwasserstoff) 
<tb> <SEP>0,04-0,1 <SEP>Entschäumer 
<tb> <SEP>0,5 <SEP>Filmbilde- und Verlaufsmittel 
<tb> <SEP>0,05 <SEP>Fungicid 
<tb> <SEP>25 +/- 1 <SEP>amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid 
<tb> <SEP>25 +/- 1 <SEP>wässrige Kunststoff-Dispersion mit 50 +/- 3 Gew.-% Feststoffgehalten 
<tb> <SEP>Rest <SEP>Wasser 
<tb></TABLE> 



  Das erfindungsgemäss einzusetzende, nichtionogene Netzmittel ist bevorzugterweise entweder
 - eine oder mehrere Verbindung(en) der Gruppe 
EMI5.1
 



  mit R Alkyl, speziell Nonyl, oder Dialkyl und n >/= 6 oder
 - eine oder mehrere solche der Gruppe
 
 R - O(CH2 - CH2 - O)n - CH2 - CH2 - OH  
 



  mit den gleichen Spezifikationen oder schliesslich
 - eine oder mehrere Verbindung(en) aus der Gruppe der äthoxylierten pflanzlichen \le und Fettalkohole. 



  Die Konsistenz dieser Netzmittel variiert von leichtviskosen \len (n > ca. 15) über schmelzende Wachse (n  &tilde&  100) bis zu trockenen Feststoffen (sehr hohe EO-Gehalte). Ihre Stabilität hinsichtlich Hydrolyse sowohl in leicht saurem wie auch in alkalischem Milieu ist beachtlich. Auch durch positiv oder negativ geladene Kolloide wird die Beständigkeit dieser Netzmittel nicht beeinträchtigt. 



  Diese Mittel liegen üblicherweise als Emulsionspolymerisate vor. 



  Das erfindungsgemäss zu verwendende Dispergierhilfsmittel ist bevorzugterweise ein solches, das auf Pyrrolydon-(2) 
EMI6.1
 



  beruht; speziell bevorzugt werden N-Niederalkylpyrrolidone. 



  Als Entschäumer, Filmbilde- und Verlaufsmittel sowie als Fungicide können handelsübliche flüssige und/oder feste Zusätze verwendet werden. 



  Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen und anhand deren Anwendungen und Vergleichen praktisch erläutert: 



  Es wurden zwei erfindungsgemässe Zusammensetzungen bereitgestellt. 
<tb><TABLE> Columns=3 
<tb>Head Col 03 AL=L: Gew.-% 
<tb> <SEP>Zusammensetzung D: <SEP>Nichtionogenes Netzmittel
(äthoxyliertes pflanzliches \l) <SEP>0,40 
<tb> <SEP>Dispergierhilfsmittel
(N-Methyl-Pyrrolidon) <SEP>0,25 
<tb> <SEP>Entschäumer
("NOPCO 8034") <SEP>0,04 
<tb> <SEP>Filmbildemittel
("DOWANOL DPM") <SEP>0,50 
<tb> <SEP>Fungicid 
(ca. 40%ige, wässrige Formaldehydlösung) <SEP>0,05 
<tb> <SEP>Amorphe, feinverteilte, nichtkompaktierte Kieselsäure SiO2
(aus Rauchgasen von Elektrochemischen Betrieben) <SEP>25,09 
<tb> <SEP>Handelsübliche Acryl-Dispersion A
mit 50 +/- 3 Gew.-% Feststoffgehalt <SEP>25,09 
<tb> <SEP>Rest Wasser 
<tb> <SEP>Zusammensetzung H:

   <SEP>Anstelle der nicht-kompaktierten wurde leicht kompaktierte amorphe Kieselsäure, anstelle der Acryldispersion A eine andere handelsübliche, etwa den gleichen Feststoffgehalt aufweisende Dispersion B verwendet; 
<tb> <SEP>die anderen Komponenten und die Anteile sind die gleichen. 
<tb></TABLE> 



  Die Zusammensetzung D wurde auf ihre wichtigen physikalisch-technischen sowie auf ihre Anwendungs-Eigenschaften hin untersucht: 


 VISKOSITÄT (Lagerbeständigkeit) 
 



  Diese ist in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. 



  Vor der Bestimmung wurde die Zusammensetzung gut aufgerührt; es wurden jeweils drei Messungen gemacht: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Title: Tabelle 1 
<tb>Head Col 01 AL=L: Tage 
<tb>Head Col 02 AL=L: Viskosität (in mPa . s) 
<tb> <SEP>0 <SEP>5700 
<tb> <SEP>14 <SEP>5800 
<tb> <SEP>21 <SEP>5950 
<tb> <SEP>28 <SEP>7900 
<tb> <SEP>35 <SEP>6100 
<tb> <SEP>42 <SEP>6100 
<tb> <SEP>49 <SEP>6550 
<tb> <SEP>56 <SEP>5200 
<tb> <SEP>63 <SEP>5550 
<tb> <SEP>70 <SEP>4750 
<tb> <SEP>77 <SEP>4900 
<tb> <SEP>119 <SEP>5100 
<tb> <SEP>125 <SEP>5350 
<tb></TABLE> 



  Die Probe zeigte also, gemäss den Werten in Tabelle 1, eine beachtliche Stabilität hinsichtlich der Viskositätsveränderung; Pilzbefall wurde, obwohl die Muster nur leicht bedeckt aufbewahrt wurden, keiner festgestellt. 


 FESTIGKEITEN 
 



  Aus den folgenden Komponenten wurde ein homogener Mörtel erhalten:
 2000 Gewichtsteile Sand (0 bis 4 mm),
 500 Gewichtsteile Portlandzement und entweder
 150 Gewichtsteile Wasser und 150 Gewichtsteile Zusammensetzung D oder
 214 Gewichtsteile Wasser und 53 Gewichtsteile Zusammensetzung D. 



  Die folgende Tabelle 2 zeigt die Zunahme der Biegezug (BZ)- und der Druck (D)-Festigkeit von mit dem genannten Mörtel hergestellten Probekörpern; als Wert 100 der Festigkeiten dient dabei immer das Resultat des Nullmörtels nach 28 Tagen: 
<tb><TABLE> Columns=4 
<tb>Title: Tabelle 2 
<tb>Head Col 01 AL=L: Tage 
<tb>Head Col 02 AL=L: 1 
<tb>Head Col 03 AL=L: 7 
<tb>Head Col 04 AL=L: 28 
<tb>Head Col 01 to 04 AL=L: Festigkeiten 
<tb> <SEP>BZ 
<tb> <SEP>Nullmörtel <SEP>58 <SEP>83 <SEP>100 
<tb> <SEP>Mischung 1:4 <SEP>59 <SEP>98 <SEP>134 
<tb> <SEP>Mischung 1:1 <SEP>61 <SEP>110 <SEP>142 
<tb> <SEP>D 
<tb> <SEP>Nullmörtel <SEP>35 <SEP>75 <SEP>100 
<tb> <SEP>Mischung 1:4 <SEP>38 <SEP>93 <SEP>127 
<tb> <SEP>Mischung 1:1 <SEP>43 <SEP>110 <SEP>146 
<tb></TABLE> 


 HAFTVERMITTLUNG /-FESTIGKEIT 
 



  Die Verwendung der Zusammensetzung D als Haftvermittler und Mörtel-Zusatz hat zu den Ergebnissen gemäss den folgenden Tabellen 3 und 4 geführt. 



  Zur Herstellung der Haftschlämme wird Zusammensetzung D im Verhältnis 1:2 mit Wasser verdünnt. 1 Teil dieser Anmachflüssigkeit wird mit 3 Teilen Sand und 1 Teil Zement vermischt. Die so vorbereitete Haftschlämme wird mit einer harten Bürste in den mattfeuchten Untergrund eingearbeitet. Der nachfolgende Mörtel wird frisch in frisch in die Haftschlämme eingearbeitet. 



  Der Untergrund muss frei von Schmutz, Zementschlämpen und Staub sein. Schalungsglatte Oberflächen sind durch Überschleifen oder Sand-, Wasserstrahlen usw. aufzurauhen. Der Untergrund muss den allgemeinen Gepflogenheiten entsprechend vorgenässt werden. 



  Daneben wird dem aufzutragenden Mörtel die Zusammensetzung D in den Gewichtsverhältnissen gemäss der folgenden Tabelle 3 zugegeben: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb>Title: Tabelle 3 
<tb>Head Col 01 AL=L: Anwendung 
<tb>Head Col 02 AL=L: Gewichtsverhältnis
Zusammensetzung D:Wasser 
<tb> <SEP>Flickmörtel für Kanten, Treppenstufen usw. <SEP>1:1-1:2 
<tb> <SEP>Ausgleichsmörtel bis 10 mm <SEP>1:1 
<tb> <SEP>Ausgleichsmörtel über 10 mm <SEP>1:2-1:4 
<tb> <SEP>Überzüge und Unterlagsböden
normale Beanspruchung
starke Beanspruchung <SEP>
1:4
1:1-1:2 
<tb> <SEP>Vorlagsmörtel bei Arbeitsfugen <SEP>1:4 
<tb></TABLE> 



   Die Mörtel haben dabei die Zusammensetzung gemäss der Tabelle 2 (oben). 



  In der folgenden Tabelle 4 sind die Werte der mit derartigen Haftvermittler und Zusatz erreichten Haftzugfestigkeiten (HZ) (im Vergleich mit Nullmörteln) angegeben: 
<tb><TABLE> Columns=3 
<tb>Title: Tabelle 4 
<tb>Head Col 01 AL=L: Tage 
<tb>Head Col 02 AL=L: 7 
<tb>Head Col 03 AL=L: 28 
<tb>Head Col 01 to 03 AL=L: HZ 
<tb> <SEP>Nullmörtel <SEP>86 <SEP>100 
<tb> <SEP>Mischung 1:4 <SEP>136 <SEP>151 
<tb></TABLE>

Claims

1. Haftvermittler und Mörtel-Zusatz hoher Stabilität zur Herstellung von Haftbrücken und von Beton mit verbesserten Haft- und Festigkeitseigenschaften, welches Mittel in Wasser aufgeschlämmtes, amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid und mindestens ein dispergiertes organisches Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die Gesamtmischung, - die Hauptkomponenten Wasser, amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid und organische Bindemittel-Dispersion mit Feststoffgehalten von 50 +/- 3 Gew.-% zusammen >/= 97,5 Gew.-% ausmachen, wobei das Siliciumdioxid und die genannte Bindemittel-Dispersion in bis auf 2 Gew.-% gleichen Anteilen und die beiden zusammen bis auf 2 Gew.-% im gleichen Anteil wie das Wasser vorliegen und dass - die Zusatzkomponenten gesamthaft,

umfassend ein nichtionogenes sowohl hydrophile wie auch hydrophobe Eigenschaften aufweisendes Netzmittel sowie ein Dispergierhilfsmittel, </= 2,5 Gew.-% ausmachen, wobei das nichtionogene Netzmittel zu </= 2 Gew.-% vorliegt.

2. Haftvermittler und Mörtel-Zusatz gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als weitere Zusatzkomponenten bis zu 0,2 Gew.-% Entschäumer, bis zu 0,8 Gew.-% Filmbilde- und Verlaufsmittel und bis zu 0,2 Gew.-% Fungicide enthält und/oder dass er bis zu 1,5 Gew.-% des amorphen, feinverteilten Siliciumdioxides durch Titandioxid ersetzt enthält.

3.

Haftvermittler und Mörtel-Zusatz gemäss Patentanspruch 1 oder 2, in dem - das amorphe, feinverteilte Siliciumdioxid ein solches mit Teilchengrössen < 1 mu m und spezifischer Oberfläche von > 10 m<2>/g ist, - die organische Bindemittel-Dispersion mit Feststoffgehalten von 50 +/- 3 Gew.-% eine solche ist, die auf Homo- und Copolymerisaten von Methacryl- bzw. Acrylsäure oder auf Styrol- Butadien basiert und - das nichtionogene Netzmittel ein äthoxyliertes(r), pflanzliches(r) \l und/oder Fettalkohol, ist.

4. Verwendung des Haftvermittlers und Mörtel-Zusatzes gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 zur direkten Herstellung von Haftbrücken zwischen Beton und Mörteln.

5. Verwendung des Haftvermittlers und Mörtel-Zusatzes gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 als Zusatz zu hydraulisch abbindenden Mörteln in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Mörtel. 1. Haftvermittler und Mörtel-Zusatz hoher Stabilität zur Herstellung von Haftbrücken und von Beton mit verbesserten Haft- und Festigkeitseigenschaften, welches Mittel in Wasser aufgeschlämmtes, amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid und mindestens ein dispergiertes organisches Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass, bezogen auf die Gesamtmischung, - die Hauptkomponenten Wasser, amorphes, feinverteiltes Siliciumdioxid und organische Bindemittel-Dispersion mit Feststoffgehalten von 50 +/- 3 Gew.-% zusammen >/= 97,5 Gew.-% ausmachen, wobei das Siliciumdioxid und die genannte Bindemittel-Dispersion in bis auf 2 Gew.-% gleichen Anteilen und die beiden zusammen bis auf 2 Gew.-% im gleichen Anteil wie das Wasser vorliegen und dass - die Zusatzkomponenten gesamthaft,

umfassend ein nichtionogenes sowohl hydrophile wie auch hydrophobe Eigenschaften aufweisendes Netzmittel sowie ein Dispergierhilfsmittel, </= 2,5 Gew.-% ausmachen, wobei das nichtionogene Netzmittel zu </= 2 Gew.-% vorliegt. 2. Haftvermittler und Mörtel-Zusatz gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als weitere Zusatzkomponenten bis zu 0,2 Gew.-% Entschäumer, bis zu 0,8 Gew.-% Filmbilde- und Verlaufsmittel und bis zu 0,2 Gew.-% Fungicide enthält und/oder dass er bis zu 1,5 Gew.-% des amorphen, feinverteilten Siliciumdioxides durch Titandioxid ersetzt enthält. 3.

Haftvermittler und Mörtel-Zusatz gemäss Patentanspruch 1 oder 2, in dem - das amorphe, feinverteilte Siliciumdioxid ein solches mit Teilchengrössen < 1 mu m und spezifischer Oberfläche von > 10 m<2>/g ist, - die organische Bindemittel-Dispersion mit Feststoffgehalten von 50 +/- 3 Gew.-% eine solche ist, die auf Homo- und Copolymerisaten von Methacryl- bzw. Acrylsäure oder auf Styrol- Butadien basiert und - das nichtionogene Netzmittel ein äthoxyliertes(r), pflanzliches(r) \l und/oder Fettalkohol, ist. 4. Verwendung des Haftvermittlers und Mörtel-Zusatzes gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 zur direkten Herstellung von Haftbrücken zwischen Beton und Mörteln. 5. Verwendung des Haftvermittlers und Mörtel-Zusatzes gemäss einem der Patentansprüche 1 bis 3 als Zusatz zu hydraulisch abbindenden Mörteln in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Mörtel.