CH685242A5 - Wässrige Paraffinemulsionen und deren Verwendung als Verdunstungsschutzmittel für Zementmörtel und Beton. - Google Patents
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Description
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CH 685 242 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft wässrige Paraffinemulsionen und deren Verwendung als Verdunstungsschutzmittel für Zementmörtel und Beton, wie in den Patentansprüchen definiert.
Dem frisch eingebauten Mörtel oder Beton kann durch Verdunstung soviel Wasser entzogen werden, dass für die Erhärtung nicht mehr genug vorhanden ist. Man führt daher entweder der Betonoberfläche Feuchtigkeit zu oder verhindert durch Sperrschichten die Feuchtigkeitsabgabe aus dem Beton. Der Schutz vor dem Austrocknen soll möglichst sofort nach dem Beton-(Mörtel)einbau beginnen, weil sich - besonders bei windigem Wetter oder Luftzug -bereits im noch nicht erstarrten Beton Schrumpfrisse bilden können. Die Gefahr des Austrocknens ist besonders gross, wenn die Temperatur des Betons höher als die der umgebenden Luft ist (z.B. im Winter). Betonoberflächen müssen daher bis zu 7 Tagen feucht gehalten werden, bei besonders langsam erhärtenden Zementen auch länger. Längeres Feuchthalten ist besondes dann erforderlich, wenn der Beton besondere Anforderungen erfüllen muss, wie z.B. geringes Schwinden, Wasserundurchlässigkeit, Frost-Tausalzbeständigkeit, hohe Abriebfestigkeit etc.
Zur Nachbehandlung von Beton wurden bisher verschiedenste Verfahren angewendet, welche diverse Vor- und Nachteile haben: Nachbehandlung mit direkter Wasserzufuhr; Nachbehandlung mit feucht gehaltenenen Abdeckungen; Folienabdek-kungen; Filmbildende Nachbehandlungsmittel. Filmbildende Nachbehandlungsmittel sind auf Basis von organischen Lösungsmitteln oder als wässrige Emulsion in zahlreichen Varianten im Handel. Sie werden mittels Spritzen deckend und ausreichend dick auf die frisch eingebaute Betonoberfläche aufgetragen. Meist muss mit dem Spritzen gewartet werden, bis die Oberfläche nur noch mattfeucht ist. Dann ist allerdings bereits viel Wasser verdunstet. Nach dem schnellen Verdunsten des Lösungsmittels oder dem Brechen der Emulsion bedeckt ein dichter Film die Betonoberfläche und verhindert grösstenteils (je nach Sperrfaktor) das Verdunsten des Wassers aus dem Beton. Der Schutzfilm verrottet nach einiger Zeit durch Luft-, Wetter- und mechanische Einflüsse. Mechanische Beschädigungen des Films müssen daher zumindest in den ersten sieben Tagen vermieden werden.
Nicht, oder besonders langsam abwitternde (verrottende) Nachbehandlungsfilme können das Haften später aufzubringender Putze, Estriche, Beschich-tungen, Kleber, Anstriche etc. beeinträchtigen oder verhindern. Andererseits ist man aus Gründen der Umweltbeeinträchtigung zunehmend bestrebt, organische Lösungsmittel (Benzin, aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe) zu vermeiden und biologisch rasch abbaubare Filmbildner in wässrigen Systemen einzusetzen.
Von den bekannten Produkten haben sich diverse wässrige Paraffinemulsionen besonders günstig in ihrem Kosten-Nutzenverhältnis erwiesen. Diese haben allerdings den Nachteil, besonders bei Betonflächen, die der Sonnenbestrahlung und anderen
Witterungseinflüssen nicht unterliegen, besonders langsam zu verrotten und die Haftung nachfolgender Putze, Estriche, Beschichtungen, Anstriche etc. zu beeinträchtigen.
Ziel der vorliegenden Erfindung war daher, Paraffinemulsionen zu entwickeln, welche schon nach kurzer Zeit (jedoch später als sieben Tage) abzu-wittern beginnen, damit den Film aufbrechen und damit die Abwitterung des Paraffinanteiles beschleunigen.
Es wurde nun gefunden, dass wässrige Paraffinemulsionen, welche auch natürliche oder synthetische Kohlenwasserstoffharze enthalten, nicht nur nach kurzer Zeit (jedoch später als sieben Tage) abzuwittern beginnen, sondern auch als Verdunstungsschutzmittel hervorragende Sperrfaktoren aufweisen.
Gegenstand der Erfindung sind daher wässrige Paraffinemuisionen, die als zusätzliche Komponente natürliche oder synthetische Kohlenwasserstoffharze enthalten.
Unter Paraffinemulsionen werden wässrige Emulsionen von Paraffin oder Wachs und Mischungen daraus verstanden. Die Wirkstoffe sind höhere Al-kane mit einem Erweichungspunkt über Umgebungstemperatur, die nach dem Austrocknen der Emulsion keinen Film im Sinne der Lacktechnik bilden (siehe auch Römpp, 9. Auflage, Band 1, Seite 102). Bevorzugt wird ein anionisch emulgiertes Paraffingemisch (Erweichungspunkt von 45-51 °C) mit einer Teilchengrösse unter 2 n eingesetzt. Beispiele solcher Produkte sind die unter dem Handelsnamen MOBILCER 55 bzw. MULREX 62 der Firma MOBIL und UBATOL FPG 860 der Firma Cray Valley bekannten Paraffinemulsionen.
Kohlenwasserstoffharze (wie beispielsweise in Kirk Othmer's «Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd Ed., Vol. 12, p. 852-869» beschrieben) sind thermoplastische Polymere mit einem MG unter 2000, die aus Lösungen in organischen Lösungsmitteln dichte Filme bilden (siehe auch Römpp, 9. Auflage, Band 3, Seite 2291 ).
Bevorzugt werden solche, die als «terpene» oder «petroleum» oder als «resins from pure monomers» in Kirk Othmer bezeichnet werden.
Als solche sind beispielsweise die folgenden bekannt: Tallharz, Kolophonium, Kunstharze vom Typ ESCOREZ No. 1000 der Firma ESSO PETROSI N-Harz der Firma Mitsui, RESEN R der Firma FAIME oder NECIRES-Harze von verschiedenen Firmen, sowie Mischungen daraus.
Bevorzugt wird ein anionisch dispergiertes und mit Kasein stabilisiertes Tallharz der Firma KREMS-Chemie (Teilchengrösse unter 2 p) mit dem Handelsnamen SACOCELL verwendet.
Die Komponenten Paraffin bzw. Wachs und Kohlenwasserstoffharz sind in einem Gewichtsverhältnis (bezogen auf Trockensubstanz) von 95:5 bis 30:70, bevorzugt von 70:30 bis 50:50 enthalten. Der Feststoffgehalt der Emulsionen kann in einem weiten Bereich schwanken, solange sie mit den üblichen Vorrichtungen gespritzt werden können. Im allgemeinen beträgt dieser Gehalt von 10 bis 60 Gewichtsprozent, bevorzugt liegt er zwischen 15 und 40 Gewichtsprozent. Emulsionen mit einem niede-
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ren Gehalt müssen eventuell mehrere Male gespritzt werden, um die notwendige Auftragsmenge zu erreichen (Verbrauch von 80 g/m2 bis 250 gl m2).
Neben den Komponenten Paraffin bzw. Wachs und natürliches bzw. synthetisches Kohlenwasserstoffharz können weitere Bestandteile enthalten sein, die als Verdunstungsschutzmittel bereits bekannt sind. Als solche können Emulsionen von synthetischen Polymeren verschiedenster chemischer Basis wie Polyvinylacetate, Styrol-Butadien-Harze, Styrol-Acrylate, diverse Acrylatcopolymere oder andere Harze (Epoxy), Kautschuke und Chlorkautschuke sowie Mischungen daraus, soweit sie mit Paraffin bzw. Wachs und Kohlenwasserstoffharz verträglich sind, eingesetzt werden.
Die folgenden Vergleichsbeispiele illustrieren die Eigenschaften der herkömmlichen Verdunstungsschutzmittel.
Vergleichsbeispiel 1
Verdunstungsschutzmittel auf Basis von Kolophonium und Testbenzin, 25% Feststoffanteil, Verbrauch 180 g/m2; Sperrfaktor nach der österreichischen Richtlinie RVS 11.064:95,9%.
Verqleichsbeispiel 2
Paraffinemulsion (MOBILCER 55 der Firma Mobil), anionisch-nicht ionogen, 20% Feststoffanteil, Verbrauch 100 g/m2, Sperrfaktoren: bei Applikation sofort nach Einbau der Betonoberfläche: 24.2%, bei Applikation 2 Stunden nach Einbau der Betonoberfläche: 86,9%. Dieser Wert übertrifft das Mindesterfordernis von 85%.
Vergleichsbeispiel 3
Paraffin-Emulsion (UBATOL FPG 860 der Firma CRAY VALLEY), anionisch-nicht ionogen, 20% Feststoff. Verbrauch 100 g/m2. Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 5,06%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 73,27%.
Vergleichsbeispiel 4
Kohlenwasserstoff-Harzemulsion (SACOCELL 309 der Firma Krems-Chemie), anionisch, Feststoffanteil 30%, Verbrauch 100 g/m2. Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 14,9%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 8,53%.
Aufgrund der Ergebnisse dieser Vergleichsbeispiele, würde man erwarten, dass bei Verwendung von Mischungen aus Paraffinemulsionen und Koh-lenwasserstoffharz-EmuIsionen eine Verminderung des relativ guten Sperrfaktors der Paraffinemulsion stattfinden könnte. Überraschenderweise zeigt sich jedoch, dass eine signifikante Verbesserung eintritt. Besonders überraschend für ein wässriges System ist auch, dass der Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbringung auf über 70% erhöht werden konnte.
BEISPIEL 1
Mischung von Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 2 und Kohlenwasserstoff-Harzemulsion wie im Vergleichsbeispiel 4 im Verhältnis der Feststoffgehalte von 7:1, Feststoffgehalt des Mischproduktes 20%, Verbrauch 100 g/m2, Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 56,2%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 89,5%.
BEISPIEL 2
Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 3 mit Kohlenwasserstoff-Harz wie im Vergleichsbeispiel 4, Mischungsverhältnis und Feststoffgehalt wie Beispiel 1, Verbrauch 100 g/m2.
Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 46,40%. Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 87,20%
BEISPIEL 3
Paraffinemulsion wie im Vergleichsbeispiel 2 gemischt mit Kohlenwasserstoff-Harz wie im Vergleichsbeispiel 4 im Verhältnis der Trockenbestandteile von 1:1 bei einem Gesamtfeststoffgehalt von 20%; Verbrauch 100 g/m2.
Sperrfaktor bei Applikation sofort nach Betoneinbau: 71,5%.
Sperrfaktor bei Applikation 2 Stunden nach Betoneinbau: 52.8%.
BEISPIEL 4
50 Teile Wasser werden mit 38,88 Teilen einer Paraffinemulsion (MULREX 62 der Firma MOBIL) und 11,12 Teilen der Kohlenwasserstoff-Harzemulsion von Vergleichsbeispiel 4 (SACOCELL 309 der Firma KREMS CHEMIE) gemischt. Der Sperrfaktor beträgt 86,82%. Im Vergleich ergibt eine Mischung von 50% Wasser und 50% MULREX 62 einen Sperrfaktor von 81,83%.
Claims (9)
1. Wässrige Paraffinemulsionen, die als zusätzliche Komponente natürliche oder synthetische Kohlenwasserstoffharze enthalten.
2. Wässrige Paraffinemulsionen gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Paraffin höhere Alkane (C17-150) mit einem Erweichungspunkt über 25°C enthalten.
3. Wässrige Paraffinemulsionen gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Kohlenwasserstoffharz solche vom Typ «terpene», «petroleum» oder «resin from pure monomer» enthalten.
4. Wässrige Paraffinemulsionen gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Paraffin bzw. Wachs und Kohlenwasserstoffharz im Verhältnis von 95:5 bis 30:70, bezogen auf Trockensubstanz, enthalten.
5. Wässrige Paraffinemulsionen gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-
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6. Verwendung der wässrigen Paraffinemulsionen gemäss einem der Ansprüche 1-5 als Verdunstungsschutzmittel für Zementmörtel und Beton.
7. Verfahren zum Schützen von Zementmörtel und Beton gegen Verdunstung von Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass auf den frisch applizierten Zementmörtel oder Beton eine wässrige Emulsion gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 aufgetragen wird.
8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Emulsion 1 bis 3 Stunden nach Applikation des Zementmörtels oder Beton aufgetragen wird.
9. Verfahren gemäss Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion in einer Menge von 80 g/m2 bis 250 g/m2 aufgetragen wird.
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| PL | Patent ceased |