CS262214B1

CS262214B1 - Silicate composition for increasing the waterproofness of building materials

Info

Publication number: CS262214B1
Application number: CS874078A
Authority: CS
Inventors: Matej Ing Csc Stepita; Vladimir Cesky; Jiri Mlejnek
Original assignee: Stepita Matej; Vladimir Cesky; Jiri Mlejnek
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS407887A1

Abstract

Silikátová kompozice je určena pro zvýšení vodotěsnosti stavebních hmot, zejména betonu, pro ochranu proti solím, agresivním látkám a proti znečištění. Je formulována na bázi hydraulických pojlv, inertních minerálních iplniv, retenčních a, zpracování usnadňujících přísad, integrálně hydrofoblzujících přísad, na magňesiumhydírosillkátech a na vodných disperzích syntetických polymerů obsahujících v polymerním řetězci nenasycené organické kyseliny, zejunéíia kyselinu akrylovou, nebó kyselinu metakrylevou. Kompozice může variabilně obsahovat plastifikační, odpěňující a zpracování usnadňující přísady, retenční přísady, vláknitá plniva, případně i pigmenty. Silikátová kompozice po zhomogenizování tuhé a kapalné složky vytváří nepropustný, homogenní povlak odolávající vodě, atmosférickým vlivům, agresivním látkám, tlakovým kapalinám, olejům, ropným produktům a organickým rozpouštědlům.The silicate composition is intended for increasing the waterproofness of building materials, especially concrete, for protection against salts, aggressive substances and against pollution. It is formulated on the basis of hydraulic binders, inert mineral fillers, retention and processing facilitating additives, integral hydrophobic additives, magnesium hydrosilicates and aqueous dispersions of synthetic polymers containing unsaturated organic acids in the polymer chain, preferably acrylic acid or methacrylic acid. The composition may variably contain plasticizing, defoaming and processing facilitating additives, retention additives, fibrous fillers, and possibly pigments. After homogenization of the solid and liquid components, the silicate composition creates an impermeable, homogeneous coating resistant to water, atmospheric influences, aggressive substances, pressure fluids, oils, petroleum products and organic solvents.

Description

Silikátová kompozice je určena pro zvýšení vodotěsnosti stavebních hmot, zejména betonu, pro ochranu proti solím, agresivním látkám a proti znečištění. Je formulována na bázi hydraulických pojlv, inertních minerálních iplniv, retenčních a, zpracování usnadňujících přísad, integrálně hydrofoblzujících přísad, na magňesiumhydírosillkátech a na vodných disperzích syntetických polymerů obsahujících v polymerním řetězci nenasycené organické kyseliny, zejunéíia kyselinu akrylovou, nebó kyselinu metakrylevou. Kompozice může variabilně obsahovat plastifikační, odpěňující a zpracování usnadňující přísady, retenční přísady, vláknitá plniva, případně i pigmenty. Silikátová kompozice po zhomogenizování tuhé a kapalné složky vytváří nepropustný, homogenní povlak odolávající vodě, atmosférickým vlivům, agresivním látkám, tlakovým kapalinám, olejům, ropným produktům a organickým rozpouštědlům.The silicate composition is intended to increase the water-tightness of building materials, especially concrete, for protection against salts, aggressive substances and against contamination. It is formulated on the basis of hydraulic binders, inert mineral fillers, retention aids, processing aids, integrally hydrophobic additives, magnesium magnesium sulfates and aqueous dispersions of synthetic polymers containing unsaturated organic acids in the polymer chain, especially acrylic acid, or methacrylic acid. The composition may optionally comprise plasticizing, defoaming and processing aids, retention aids, fibrous fillers, and optionally pigments. The silicate composition upon homogenization of the solid and liquid components forms an impermeable, homogeneous coating resistant to water, atmospheric agents, aggressive substances, pressurized liquids, oils, petroleum products and organic solvents.

2Β221Ϊ2Β221Ϊ

Vynález se týká silikátové kompozice pro zvýšení vodotěsnosti stavebních hmot, .kteráje formulována na bázi hydraulických pojiv, minerálních plniv, retenčních a integrálně hydrofobizujících přísad, magnesiumhydrosilikátu a vodné disperze syntetického polymeru s obsahem nenasycené karboxylové kyseliny v polymerním řetězci.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a silicate composition for enhancing the watertightness of building materials, which is formulated on the basis of hydraulic binders, mineral fillers, retention and integrally hydrophobizing additives, magnesium hydrosilicate and an aqueous dispersion of a synthetic polymer containing unsaturated carboxylic acid in the polymer chain.

Doposud se pro zvýšení vodotěsnosti stavebních hmot, proti solím, agresivním látkám a proti znečišťování používají kompozice na bázi hydraulických pojiv s různými modifikačními přísadami, nebo na bázi speciálních pojiv.. Tak např. „THORO-System“ obsahuje hmotu obchodního označení Thoroseal (Thoro System — Products, Miami, Fl. 33 166, USA) formulovanou na bázi cementu vyráběného z málo dostupných surovin v malotonážní výrobě. Dodnes byla ložiska surovin odpovídající americkým objevena pouze v Belgii u města Mol.Until now, compositions based on hydraulic binders with various modification additives or on special binders have been used to increase the water-tightness of building materials, against salts, aggressive substances and against pollution. For example, the "THORO-System" contains Thoroseal (Thoro System) (Products, Miami, Fl. 33 166, USA) formulated on the basis of cement produced from low-availability raw materials in small-scale production. Until today, deposits corresponding to American raw materials have been discovered only in Belgium near the city of Mol.

Význam silikátových izolačních kompozic stále vzrůstá, jelikož tyto hmoty mají malou propustnost, dobré difúzní charakteristiky; vynikající mechanické vlastnosti, dlouhou: životnost, odolnost vůči vodě a běžným agresívním látkám, jsou nehořlavé, netoxické a hygienicky nezávadné.The importance of silicate insulating compositions is steadily increasing as these compositions have low permeability, good diffusion characteristics; excellent mechanical properties, long: durability, resistance to water and common aggressive substances, are non-flammable, non-toxic and hygienically safe.

Obecnou nevýhodou silikátových kompozic je vysoký modul pružnosti, který těmto hmotám neumožňu je překrývání dilatujících spár. (White, G.: Waterproofing materiál. Concrete Construction, 25 /1980/, 9, s. 669 až 672; ANDRSON, B.: Waterproofing Concrete below Grade. Concrete Construction, 31, /1986/, 4, s. 384 až 390.)The general disadvantage of silicate compositions is the high modulus of elasticity, which does not allow these materials to overlap the dilatation joints. (White, G .: Waterproofing Material. Concrete Construction, 25/1980 /, 9, pp. 669-672; ANDRSON, B .: Waterproofing Concrete below Grade. Concrete Construction, 31, (1986), 4, pp. 384-7) 390.)

Speciální hydrofobní a mírně rozpínavé cementy jsou výrobně velmi náročné, ekonomicky nevýhodné a navíc jsou vázány na výskyt surovin. Proto se v mnoha zemích zaměřila pozornost na modifikaci dostupných a místních surovin, zejména cementů a tak vznikly různé silikátové kompozice převážně obsahující hydrofobní přísady, zejména bentonit, nebo jiné jílovinové nerosty ve vodě botnající. Při působení vody na takovou kompozici dochází k nabotnání jílovinové složky a tím k utěsnění povrchových vrstev.Special hydrophobic and slightly expansive cements are very difficult to manufacture, economically disadvantageous and in addition they are bound to the occurrence of raw materials. Therefore, in many countries, attention has been focused on modifying available and local raw materials, especially cements, to form various silicate compositions predominantly containing hydrophobic additives, especially bentonite, or other clay minerals swelling in water. When water is applied to such a composition, the clay component swells and thus the surface layers are sealed.

Dlouhodobým opakováním uvedeného procesu se však oslabuje vazební pevnost a struktura cementového pojivá a izolační kompozice se musí obnovovat, aby neztratila určenou funkčnost. (CH-PS 530 346, CH-PS 528 452, OE-PS 436 479, DE-PS číslo 2 541 747, DE-PS 2 341085 aj.)However, the long-term repetition of this process weakens the bond strength and the structure of the cementitious binder and insulating composition must be renewed in order not to lose its intended functionality. (CH-PS 530 346, CH-PS 528 452, OE-PS 436 479, DE-PS number 2 541 747, DE-PS 2 341085 and others)

V CSSR se vyrábí analogické hmoty s modifikačními přísadami (AO ČSSR 200 085, AO CSSR 232 155, CEPOS atd.]. Některé silikátové kompozice obsahují vláknitá plniva pro úpravu reologické charakteristiky plastické hmoty a modifikační vodorozpustné přísady, které snižují dlouhodobou izolační schopnost těchto materiálů. V případě nízkého obsahu retenčních přísad nutno nanesenou vrstvu při zatahování ošetřovat vlhčením. Přítomnost bentonitu, vodorozpustných derivátů celulóz a jiných vodorozpustných přísad, snižují funkční životnost hydroizolačních povlaků.CSSR produces analogous materials with modifying additives (AO CSR 200 085, AO CSSR 232 155, CEPOS etc.) Some silicate compositions contain fibrous fillers to modify the rheological characteristics of the plastic and modifying water-soluble additives that reduce the long-term insulating ability of these materials. The presence of bentonite, water-soluble cellulose derivatives and other water-soluble additives reduces the functional life of the waterproofing coatings.

Tyto nedostatky odstraňuje silikátová kompozice pro zvýšení vodotěsnosti betonu a stavebních hmot, která je založena na hydraulických pojivech se zvýšenou odolností vůči korozi, zejména na cementech struskoportlandských, vysoikopecních, síranovzdorných nebo silničních struskoportlandských, na inertních minerálních plnivech odolávajících vodě a korozívním látkám, retenčních a zpracování usnadňujících přísad, zejména kyselého kaseinu, který s vápennými složkami tvoří nerozpustné kaseináty vápenaté, na integrálně hydrcfobizujících přísadách na bázi karboxylevých nasycených kyselin a/nebo jejich solí, na magnesiumhydrosilikátech, které jsou objených disperzích syntetických polymerů, které obsahují v makromolekule komonemery 'z nenasycených organických kyselin, zejména kyselinu akrylovou a/nebo kyselinu me'takrylovou. Kompozice může variabilně obsahovat plastiflkační, odpěňující a zpracování usnadňující přísady, které se volí podle účelu použití dané kompozice.These drawbacks are overcome by a silicate composition for increasing the waterproofness of concrete and building materials, which is based on hydraulic binders with increased corrosion resistance, especially on slag-portland cements, blast furnace, sulphate-resistant or road slag-portland cements, inert mineral fillers resistant to water and corrosive substances. facilitating additives, in particular acid casein which forms insoluble calcium caseinates with the lime components, on integrally hydrophobising additives based on carboxylic acid saturated acids and / or their salts, on magnesium hydrosilicates, which are dispersions of synthetic polymers containing comonomers of unsaturated organic polymers in the macromolecule acids, in particular acrylic acid and / or methacrylic acid. The composition may optionally comprise plasticizing, antifoaming, and processing aids which are selected according to the intended use of the composition.

Silikátovou kompozici podle vynálezu je možné připravovat přímo na místě použití dokonalou homogenizací jednotlivých složek, přičemž vodná disperze makromolekulami látky se přidává jako poslední složka. Výhodnější je příprava suché směsi, která 'se připravuje dokonalou homogenizací 'všech tuhých složek a před použitím se zpracovává s vodou vodnou disperzi syntetického polymeru. Po uležení hmoty po dobu 20 až 30 min. vznikne tixotropní dobře zpracovává s vodou vodnou disperzi synte•nanášet na nasákavé a porézní, podklady natíráním nebo štěrkováním.The silicate composition according to the invention can be prepared on site by thorough homogenization of the individual components, with the aqueous dispersion of the macromolecular substances being added as the last component. More preferably, a dry blend is prepared which is prepared by thoroughly homogenizing all the solids and treated with an aqueous dispersion of a synthetic polymer with water before use. After the mass has settled for 20 to 30 min. thixotropic well handles aqueous dispersion with water • applied to absorbent and porous substrates by coating or graveling.

' Silikátová kompozice je vhodná pro zvýmov.ě stálé, inertní a hydrofobní a na vodšepí vodotěsnosti nádrží, jímek, potrubí, kanárů apod., a to jak z vnější, tak z vnitřní strany nebo .i z obou stran. Je vhodná pro. použití v exteriérech i v interiérech. Při nanesení jedné vrstvy ,na podklad a vytvrzení, je.možné do druhé vrstvy ještě v plastickém stavu.klást obklady, dlaždice, dlažby apod., a tak získat hydroizolační uložení bez použití asfaltových nebo dehtových výrobků.The silicate composition is suitable for increasingly stable, inert and hydrophobic and for waterproofing of tanks, wells, pipes, canaries and the like, both from the outside and inside or from both sides. It is suitable for. Use in exteriors and interiors. When one layer is applied to the substrate and cured, it is possible to place the other layer in a plastic state in the other layer. Laying tiles, tiles, paving, etc., thus obtaining a waterproofing layer without the use of asphalt or tar products.

. Silikátová kompozice je vhodná pro nátěry venkovních ploch, zejména betonových, např. mostů, železničních objektů, přejezdů, 'opěrných a ochranných zdí atd. za. účelem snížení povětrnostních vlivů, špinění a odstranění podsitupné degradace betonů vlivem atmosferické koroze (voda, mrazy, emise apod. Při požadavcích na barevné ztvárnění upravovaných ploch je možno silikátovou kompozici podle vynálezu pigmentovat běžnými pigmenty pro cementové materiály nebo pigmentovými pastami určenými pro latexové hmoty pro exteriér.. The silicate composition is suitable for coating exterior surfaces, especially concrete, e.g., bridges, railway objects, level crossings, retaining and protective walls, etc. behind. in order to reduce weathering, spotting and elimination of under-subsurface degradation of concrete due to atmospheric corrosion (water, frost, emissions, etc.). For color rendering requirements, the silicate composition of the invention can be pigmented with conventional pigments for cementitious materials or pigment pastes .

Β 2 2 1 4.2 2 1 4.

PříkladyExamples

Příklad 1Example 1

V homogenizátoru se dokonale promíchá 52,0 díly struskoportlandského cementu SPC 325, 44,0 díly křemenného písku o zrnitosti do 0,2 mm, 2,5 dílu kyselého kaseinu, 0,5 dílu stearanu vápenatého a 1,0 díl mastku (magnesiumhydrosilikátu) o zrnitosti do 0,071 mm, vše v hmot. dílech.52.0 parts of SPC 325 slag-portland cement, 44.0 parts of quartz sand up to 0.2 mm, 2.5 parts of acid casein, 0.5 parts of calcium stearate and 1.0 parts of talc (magnesium hydrosilicate) are thoroughly mixed in the homogenizer. up to 0.071 mm, all in weight. parts.

100 dílů suché směsi se za stálého míchání přidává postupně do 28 dílů kapalné složky, která obsahuje 23 díly vody a 5 dílů vodné disperze styren-2-etylhexylakrylát-kyselina akrylová o sušině 50 % hmot. a o obsahu kyseliny akrylové 5 % hmot. vztaženo na sušinu polymeru. Po· zamíchání se směs nechá ustát 20 min. a po opětovném promíchání se nanáší na podklady natíráním nebo štěrkováním v dvojnásobné vrstvě o celkové tloušťce cca 3 mm.100 parts of the dry mixture are added successively to 28 parts of a liquid component containing 23 parts of water and 5 parts of an aqueous dispersion of styrene-2-ethylhexyl acrylate-acrylic acid having a dry weight of 50 wt. % and an acrylic acid content of 5 wt. based on the dry weight of the polymer. After stirring, the mixture is allowed to stand for 20 min. and after re-mixing it is applied to the substrates by coating or graveling in a double layer with a total thickness of about 3 mm.

Po zatuhnutí má povrchová úprava vodotěsnost V30 0 1. m² (ČSN 73 2578), mrazuvzdornost 25 cyklů (ČSN 73 2579), přídržnost k podkladu 1,0 MPa (ČSNAfter setting, the surface treatment has water resistance V30 0 1. m ² (ČSN 73 2578), frost resistance of 25 cycles (ČSN 73 2579), adhesion to the base 1.0 MPa (ČSN 73 2578)

2577), difúzi 0,4 m (ČSN 73 2580) a .nepropouští vodu při tlaku 1,5 MPa (ČSN 73 1321).2577), diffusion 0.4 m (ČSN 73 2580) and. Does not permeate water at a pressure of 1.5 MPa (ČSN 73 1321).

Neošetřený povrch má vodotěsnost 1,6 1.The untreated surface has a water resistance of 1.6 liters.

. m~², mrazuvzdornost 12 cyklů, difúzi 0,3 metru, a při tlaku kapalin 0,3 MPa dochází k průnikům.. m ~ ² , frost resistance of 12 cycles, diffusion of 0.3 meter, and at liquid pressures of 0.3 MPa, penetrations occur.

Příklad 2Example 2

Dokonale se zhomogenizuje 50 dílů vysokopecního cementu VPC 250, 20 dílů křemenného písku o 'zrnitosti do 0,5 mm, 20,0 dílů křemenného písku o zrnitosti do 1,0 'milimetrů, 0,5 dílu kyselého kaseinu, 2,5 dílu hexametafosforečnanu sodného, a 0,5 dílu lignosulfonanu vápenatého, vše v hmot. 'dílech. Zhomogenizovaná směs se za .míchání přidává k 13,0 dílům vodné disperze styrén-butylakrylát-kyselina metakrylová o sušině 48 % hmot. a o obsahu kyseliny metakrylové 2,0 % hmot., vztaženo na sušinu polymeru, která je zředěna 18,0, díly vody.50 parts of blast furnace cement VPC 250, 20 parts of quartz sand up to 0.5 mm, 20.0 parts of quartz sand up to 1.0 mm, 0.5 parts of acid casein, 2.5 parts of hexametaphosphate are perfectly homogenized sodium, and 0.5 parts of calcium lignosulfonate, all in wt. parts. The homogenized mixture is added to 13.0 parts of an aqueous dispersion of styrene-butyl acrylate-methacrylic acid with a dry weight of 48% by weight. and a methacrylic acid content of 2.0% by weight, based on the dry weight of the polymer, which is diluted with 18.0 parts of water.

Po dokonalém promíchání vznikne tlxotropní hmota, která se nanáší natíráním, štěrkováním, nebo válečkováním na vodo'rozpustné substráty. Po zatuhnutí odolává vrstva o tloušťce 2,0 mm tlakovým kapalinám při 1,6 MPa proti 0,2 MPa u neošetřeného povrchu, mé přídržnost 1,4 MPa a po 'zmrazovacích cyklech přídržnost 1,4 MPa proti 0,3 MPa.After thorough mixing, a thermotropic material is formed which is applied by coating, graveling or rolling onto water-soluble substrates. After solidification, a 2.0 mm thick layer resists pressure fluids at 1.6 MPa against 0.2 MPa for an untreated surface, my adhesion is 1.4 MPa, and after freezing cycles the adhesion is 1.4 MPa against 0.3 MPa.

Příklad 3Example 3

Dokonale se zhomogenizuje 35,0 dílů silničního portlandského cementu SC 60, 25,0 dílů vápenné moučky o zrnitosti do 0,2 mm, '32,5 dílu vápence .mletého o zrnitosti do 0,8 mm, 4,8 dílu kyselého kaseinu, 2,0 díly stearinu, 0,5 dílu mastku .a 0,2 dílu odpěňovače (etoxylované pryskyřičné kyseliny).35.0 parts of Portland SC 60 road cement, 25.0 parts of lime flour up to 0.2 mm, 32.5 parts of limestone, ground up to 0.8 mm, 4.8 parts of acid casein are perfectly homogenized. 2.0 parts of stearin, 0.5 parts of talc and 0.2 parts of antifoam (ethoxylated resin acid).

1010 dílů suché směsi se za stálého míchání přidává ke 3,0 dílům vodné disperze vinylchlorid-etylakrylát-kyselina akrylová o sušině 42 '% hmot. a o obsahu kyseliny akrylové 7,0 % hmot. vztaženo na sušinu polymeru, která je zamícháná s 25,01 díly vody, vše v hmot. dílech. Vzniklá směs je vhodná pro natírání, štěrkování i válečkování a optimální je dvounásobný nátěr v. celkové tloušťce cca 2 až 3 mm. Ztuhlá 'směs má difúzi 0,25 m proti 0,20 m u neušetřeného podkladu, přídržnost 0,9 MPa, vodotěsnost V30 0,,l 1. m^-2, proti 2,6 1. m~², objemovou stálost nad 5 mm tloušťky a nepropouští vodu do tlaku 1,3 MPa proti 0,2 'MPa.1010 parts of the dry mixture are added to 3.0 parts of an aqueous vinyl chloride-ethyl acrylate-acrylic acid dispersion having a dry weight of 42% by weight, with stirring. % and an acrylic acid content of 7.0 wt. based on the dry weight of the polymer, which is mixed with 25.01 parts of water, all in wt. parts. The resulting mixture is suitable for painting, graveling and rolling, and an optimum double coating with a total thickness of approx. 2 to 3 mm is optimal. The solidified "mixture has a diffusion of 0.20 to 0.25 m it neušetřeného substrate adhesion of 0.9 MPa, waterproof V30 0, l 1 ^-2 m against the first 2.6 m ~ ^2, volume stability over 5 mm thickness and impermeable water to a pressure of 1.3 MPa versus 0.2 MPa.

Claims

Subject

Silicate composition for increasing the watertightness of building materials, in particular concrete, characterized in that it consists in a mass of water. parts from 30.0 to 66.0 parts of hydraulic binders, in particular cement, 30.0 to 60 parts of inorganic fillers with a grain size of up to 1.0 mm, 0.5 to 5.0 parts of acid casein, 0.2 to 2, 5 parts by weight of carboxylic acids having a carbon number of C12 to C20 and / or their salts, such as stearic acid and / or palmitic acid and / or their salts, 0.4 to 6.5 parts by weight of magnesium hydrosilicates with a grain size of up to 0.1 mm, 0-15 parts of an aqueous dispersion of a synthetic polymer having a dry matter content of 40 to 60% by weight, containing in the macromolecule 0.5 to 8.5% of an unsaturated organic acid, such as acrylic acid and / or methacrylic acid, based on polymer drying; parts of water.

í2. The silicate composition according to claim 1, characterized in that the mineral filler contains fractions up to 0.2 mm and fractions up to 1.0 mm.

3. The silicate composition of items 1 a

2, characterized in that the aqueous dispersion is styrene-2-ethylhexylacrylate-acrylic acid, styrene-butyl acrylate, vinyl chloride-ethyl acrylate, butyl acrylate methyl methacrylate, alone or in combination.

4. The silicate composition of items 1 to 4

3, characterized in that it contains additives affecting the properties of the cement binder and dispersing binders, such as plasticizing, antifoaming and additives affecting the processability of the mixture, such as lignosulfonic acid derivatives, amino-formaldehyde oligomers and / or phenol-formaldehyde, polyphosphoric acid salts, ethoxylated fatty acids acids and alcohols, either alone or in combination.