CH689352A5

CH689352A5 - Reparaturmörtelzubereitung

Info

Publication number: CH689352A5
Application number: CH01526/95A
Authority: CH
Inventors: Qiwei Yang
Original assignee: Mbt Holding Ag
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1999-03-15
Also published as: IT1278089B1; FR2720739B1; JPH0848552A; FR2720739A1; ITRM950371A0; ITRM950371A1; DE19519319A1; DE19519319B4; GB9411150D0

Description


  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft Reparaturmörtelzubereitungen. 



  Reparaturmörtel sind im wesentlichen Gemische von Zement und feinen Zuschlagstoffen (üblicherweise Sand), welche verwendet werden, um Betonoberflächen zu reparieren. Es wird von ihnen verlangt, dass sie Löcher von vemünftiger Grösse ausfüllen und einen starken, schützenden Überzug bilden, welcher fest an der Oberfläche haftet und welcher in der Lage ist einer Verformung zu widerstehen ohne abzublättern und zu reissen. Um diese Eigenschaften in einem zufriedenstellenden Ausmass zu erhalten, sollte der Reparaturmörtel einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul oder "E-Modul" (vorzugsweise unter 25,000 MPa) besitzen, zusammen mit einem annehmbaren Ausmass von Druckfestigkeit. Eine Reduktion des Elastizitätsmoduls bedeutete jedoch im allgemeinen eine Reduktion der Druckfestigkeit. 



  Einige dieser Probleme wurden durch Beimengung von polymerem Material, üblicherweise einem wässrigen polymeren Latex, welches eine Dispersion von filmbildenden Polymerteilchen darstellt, oder einem redispergierbaren polymeren Pulver zu dem Mörtel überwunden. Dieses brachte eine wesentliche Verbesserung des Widerstandes gegen das Abblättern und eine wesentliche Verminderung des Elastizitätsmoduls, wobei dieses auf Kosten einer verminderten Druckfestigkeit erreicht wurde. Überdies stellt dieses eine relativ teuere Lösung dar. 



  Es wurde nunmehr gefunden, dass der Ersatz eines Anteils der Zuschlagstoffe des Reparaturmörtels durch bestimmte Materialien zu einer signifikanten Verbesserung der Eigenschaften führen kann. Die Erfindung betrifft dementsprechend eine Reparaturmörtelzubereitung enthaltend Zement und Zuschlagstoff, worin der Zuschlagstoff ein nichtporöses, körniges, vernetztes, polymeres Material in einem Anteil von mehr als 5 Volumen% der trockenen Komposition umfasst. 



  Das nicht-poröse, körnige, vernetzte, polymere Material kann jedes geeignete aus dem Stand der Technik bekannte Material sein. Mit "nicht-porös" ist gemeint, dass keine absichtliche  Einfügung von Porosität, beispielsweise mittels Schaumerzeuger, verkapselter Flüssigkeit oder auswaschbarem Streckmittel, stattgefunden hat. Es ist bekannt, dass beinahe immer ein gewisses (niederes) Ausmass von Porosität in diesen Materialien vorhanden ist, und dieses ist annehmbar. Vorzugsweise wird dieses Ausmass so niedrig wie möglich gehalten. Mit "vernetzt" ist gemeint, dass das Material einer Vernetzungsreaktion mit einem geeigneten Vernetzungsmittel unterworfen wurde. 



  Es ist bevorzugt, dass das polymere Material gewisse elastomere Eigenschaften besitzt. Ein bevorzugtes Material ist Polyurethan, insbesondere ein reaktionsspritzgegossenes (RIM) Material. Die besten Materialien für den Zweck der vorliegenden Erfindung sind verstärkte RIM (RRIM) Materialien, welche verstärkende Fasern enthalten. Zusätzlich zu den ausgezeichneten Eigenschaften, welche sie den erfindungsgemässen Reparaturmörtelzubereitungen verleihen, sind die RRIM Materialien relativ billig, da sie oft aus Abfallmaterialien, beispielsweise der Automobilindustrie, hergestellt werden. Die erfindungsgemässen Mörtel tragen durch Verwendung von Materialien, welche andernfalls entsorgt oder verbrannt würden, ebenfalls zur Umwelterhaltung bei. 



  Mit "körnig" ist dieselbe Grössenordnung wie die der typischen Zuschlagstoffe für Reparaturmörtel gemeint d.i. ungefähr 0.04 mm-6 mm, vorzugsweise zwischen 0.1 und 4 mm. Das polymere Material ist in einem Anteil von mindestens 5 Volumen% der trockenen Mörtelkomposition anwesend. Die anderen Zusätze sind in solch einem Anteil anwesend, dass eine als Reparaturmörtel geeignete Komposition entsteht; die Proportionen unterscheiden sich, abhängig von der Natur der Zusätze, und der Fachmann wird ohne weiteres in der Lage sein festzustellen, wieviel von jedem zu verwenden ist. Es ist jedoch bevorzugt, dass Zement und Zuschlagstoff (polymeres Material nicht inbegriffen) von 40-98 Gew.-%, vorzugsweise von 70-95% der trockenen Komposition ausmachen.

   Der Zement sollte in einem Anteil von 10-70 Gew.-% (vorzugsweise von 20-50 Gew.-%) und der Zuschlagstoff (ausgenommen das polymere Material) in einem Anteil von 0-88 Gew.-% (vorzugsweise von 17-78 Gew.-%) der trockenen Komposition anwesend sein. Vorzugsweise sollte das polymere Material in einem Anteil von maximal 80 Volumen% der trockenen Komposition anwesend sein. Der bevorzugte Volumenbereich des bevorzugten RRIM Materials beträgt von 10-50%. 



  Die anderen Komponenten können aus jedem geeigneten, aus dem Stand der Technik bekannten Material ausgewählt werden. Der Zement kann jeder für die Anwendung geeignete Zement sein, für die der Mörtel gebraucht wird, beispielsweise Portlandzement, Hochofenzement und Tonerdeschmelzzement. Der Zuschlagstoff ist im allgemeinen Sand, er kann jedoch auch andere Mineralien umfassen. Andere Zusätze, welche dem Mörtel Eigenschaften für einen bestimmten Endgebrauch verleihen, können in üblichen, vom Stand der Technik bekannten Mengen zugesetzt werden, beispielsweise Wasser-reduzierende Mittel, Luftporenzusatzstoffe und Beschleuniger. Andere Materialien, wie Verstärkungsfasern aus Stahl, Glas oder polymerem Material können ebenfalls zugesetzt werden. 



  Die erfindungsgemässen Reparaturmörtel besitzen gute Anwendungseigenschaften und können ohne weiteres mittels konventioneller Methoden auf Unterlagen appliziert werden. Zusätzlich besitzen die Mörtel gute Fertigeigenschaften. Im besonderen ergeben einige Kompositionen eine hocherwünschte Kombination von hoher Druckfestigkeit und einem niederen Elastizitätsmodul, was sonst nicht erhältlich wäre. Die Erfindung betrifft dementsprechend ebenfalls eine Reparaturmörtelkomposition, wie oben dargestellt, welche einen Elastizitätsmodul von 2,000-25,000 MPa, vorzugsweise von 5,000-15,000 MPa und eine 28-tägige Druckfestigkeit von 10-60 MPa, vorzugsweise von 20-50 MPa besitzt. 



  Die Erfindung wird ferner unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele, worin alle Teile in Gewichtsteilen ausgedrückt sind, beschrieben. 


 Beispiel 1 
 



  Ein Reparaturmörtel wird durch Vermischen der nachfolgenden Materialien erstellt: 
<tb><TABLE> Columns=3 
<tb><SEP>Portlandzement<SEP>25 Teile
<tb><SEP>Sand (SIA* Standard)<SEP>60 Teile
<tb><SEP>RRIM Körner (3-6 mm)<SEP>15 Teile
<tb><SEP>Wasser<SEP>12.5 Teile<SEP>(Wasser/Zement Verhältnis 0.5)
 * Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein; dies ist ein wohlbekannter Standard in  der Industrie
  
<tb></TABLE> 



  Ein im Handel befindlicher Hochleistungsreparaturmörtel besitzt die folgende Zusammensetzung: 
<tb><TABLE> Columns=2 
<tb><SEP>Portlandzement<SEP>20 Teile
<tb><SEP>Sand<SEP>77.7 Teile
<tb><SEP>Mineralzusätze<SEP>2.3 Teile
<tb><SEP>Wasser<SEP>zu einem Wasser/Zement-Verhältnis von 0.4 
<tb></TABLE> 



  Beide Kompositionen werden zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls (E-Modul), der Dichte und der 28-tägigen Druckfestigkeit untersucht. Die Resultate sind wie folgt: 



   
<tb><TABLE> Columns=3 
<tb>Head Col 2 AL=L: Mörtel gemäss 
 der Erfindung 
<tb>Head Col 1: Im Handel befindlicher Mörtel
<tb><SEP>E-Modul (MPa)<SEP>12500<SEP>2237
<tb><SEP>Dichte (K g/m<3>)<CEL AL=L>1962<SEP>2131
<tb><SEP>Druckfestigkeit (MPa)<SEP>30<SEP>32 
<tb></TABLE> 



  Es ist zu sehen, dass der erfindungsgemässe Mörtel ein ähnliche Dichte und Druckfestigkeit wie der im Handel befindliche Hochleistungsmörtel besitzt, jedoch über einen wesentlich geringeren E-Modul verfügt. Dies verleiht dem erfindungsgemässen Mörtel wesentlich bessere Eigenschaften bei der Verwendung. Er kann einer Verformung widerstehen ohne abzublättern und zu reissen. 


 Beispiele 2-7 
 



  Es wird eine Anzahl von Reparaturmörteln durch Vermischen der folgenden Bestandteile hergestellt: 
<tb><TABLE> Columns=7 
<tb>Head Col 1: Beispiel Nr. 
<tb>Head Col 2: 2 
<tb>Head Col 3: 3 
<tb>Head Col 4: 4 
<tb>Head Col 5: 5 
<tb>Head Col 6: 6 
<tb>Head Col 7: 7
<tb><SEP>Komposition [Gew.-%]
<tb><SEP>Portlandzement<SEP>25.00<SEP>25.00<CEL AL=L>49.00<CEL AL=L>30.00<SEP>25.00<SEP>29.50
<tb><SEP>Sand (SIA-Standard)<SEP>75.00<SEP>-<SEP>-<SEP>-<CEL AL=L>60.00 (SEP)<->(TB><SEP>Sand (DIN-Standard)<SEP>-<SEP>75.00<SEP>-<SEP>-<SEP>-<CEL AL=L>-
<tb><SEP>Quarz Sand (0.1-0.4 mm)<SEP>-<SEP>-<SEP>49.80<SEP>- (SEP)<->(TB><SEP>Quarz Sand (0.1-3.2 mm)<SEP>-<SEP>-<SEP>-<SEP>69.2<SEP>- (SEP)<->(TB><SEP>polymeres Pulver<SEP>-<CEL AL=L>-<SEP>1.20<SEP>0.75 (SEP)<->(TB><SEP>RRIM Körnchen (1-3 mm)<SEP>-<SEP>-<SEP>-<SEP>-<CEL AL=L>-<SEP>15.00
<tb><SEP>RRIM Körnchen (3-6 mm)

  <SEP>-<SEP>-<SEP>-<SEP>-<SEP>15.00<CEL AL=L>-
<tb><SEP>Wasser<SEP>12.00<SEP>13.75<SEP>18.00<SEP>18.00<SEP>12.50<SEP>16.23 
<tb></TABLE> 



  Das verwendete polymere Pulver ist "Acronal" (Handelsmarke) DS 6031 ex BASF und die RRIM Materialien sind Abfallprodukte der Automobilindustrie. Das Mischen wird gemäss DIN 18 555 durchgeführt. 



  Die Reparaturmörtel werden untersucht und die Resultate werden in der folgenden Tabelle gezeigt. 
<tb><TABLE> Columns=7 
<tb>Head Col 1: Beispiel Nr. 
<tb>Head Col 2: 2 
<tb>Head Col 3: 3 
<tb>Head Col 4: 4 
<tb>Head Col 5: 5 
<tb>Head Col 6: 6 
<tb>Head Col 7: 7
<tb><SEP>fw<SEP>54<SEP>38<SEP>49<SEP>43<SEP>30<SEP>21
<tb><CEL AL=L>fc<SEP>43.2<SEP>30.4<SEP>39.2<SEP>34.4<SEP>24<SEP>16.8
<tb><SEP>d<SEP>2282<CEL AL=L>2185<SEP>1945<SEP>1961<SEP>1962<SEP>1856
<tb><SEP>E<SEP>28500<SEP>25900<SEP>21000<CEL AL=L>20104<SEP>12500<SEP>10600
<tb><SEP>Ae<SEP>40<SEP>46<SEP>39<SEP>39<SEP>29<CEL AL=L>32
 fw = Raumfestigkeit (MPa), gemessen gemäss DIN 18 555
 fc = Zylinderfestigkeit (MPa) (= 0.8 x fw)
 d = Dichte (kg/m<3>), gemessen gemäss DIN 18 555
 E = Elastizitätsmodul (MPa), gemessen gemäss DIN 1048
 Ae = Koeffizient des E-Moduls (MPa)<0.5> (kg/m<3>)<-1.5>) (gemäss S. H.

   Perry et al (siehe "Magazine of Concrete Research", 1991, 43, No. 154, März, 71-76))
  
<tb></TABLE> 



  Die Werte des E-Moduls der Mörtel, die RRIM Körnchen enthalten (Beispiele 6 und 7), sind wesentlich niedriger als diejenigen der Materialien, die RRIM nicht enthalten (Beispiele 2-5).

Claims

1. Eine Reparaturmörtelzubereitung enthaltend Zement und Zuschlagstoff, worin der Zuschlagstoff ein nicht-poröses, körniges, vernetztes, polymeres Material in einem Anteil von mehr als 5 Volumen% der trockenen Komposition umfasst.

2. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss Patentanspruch 1, worin das polymere Material gewisse elastomere Eigenschaften besitzt.

3. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss Patentanspruch 1 oder Patentanspruch 2, worin das polymere Material Polyurethan ist.

4. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche, worin das polymere Material ein reaktionsspritzgegossenes Material ist.

5. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche, worin das polymere Material ein verstärktes reaktionsspritzgegossenes Material ist.

6.

Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche, worin die Teilchengrösse des körnigen polymeren Materials sich im Bereich von 0.04-6 mm, vorzugsweise von 0.1-4 mm befindet.

7. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche, worin das polymere Material maximal 80 Volumen% der trockenen Komposition umfasst.

8. Eine Reparaturmörtelzubereitung gemäss Patentanspruch 5, worin das polymere Material 10-50 Volumen% der trockenen Komposition umfasst.

9. Eine Reparaturmörtezubereitung gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche, welche einen Elastizitätsmodul von 2,000-25,000 MPa, vorzugsweise von 5,000- 5,000 MPa, und eine 28-tägige Druckfestigkeit von 10-60 MPa, vorzugsweise von 20-50 MPa besitzt.

10.

Verfahren zur Behandlung von reparaturbedürftigen Betonoberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Reparaturmörtel gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche einsetzt.