DE10037951A1

DE10037951A1 - Zwei-komponentige Dichtungsformulierung

Info

Publication number: DE10037951A1
Application number: DE10037951A
Authority: DE
Inventors: Peter Goletz
Original assignee: Remmers Bauchemie GmbH
Current assignee: Remmers Bauchemie GmbH
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-14
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: DE10037951B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwei-komponentige Dichtungsformulierung, enthaltend die Komponenten A und B, worin die Komponente A aus einer Kunststoff-Bitumen-Emulsion mit Zuschlägen aus der Gruppe, bestehend aus Fasern und Gummiteilchen mit einer Teilchengröße von 0,01 bis zu 5 mm und einem Anteil bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente A und einer Komponente B, bestehend aus einem Reaktionspulver, sowie die Verwendung für Innen- und Außenabdichtungen von Bauwerken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zwei-komponentige Dichtungsformulierung und deren Verwendung im Bausektor.

Im Bereich der Bauwerksabdichtungen werden die eingesetzten Materialien über die Quali tät und Quantität der Fließeigenschaft der Abdichtung definiert. Hierunter versteht man das Zeitstandverhalten, welches über die Druckbelastung bestimmt ist. Je geringer die Fließei genschaft eines Materials ist, desto geringer ist der Effekt des "Herausfließen des Dich tungsmaterials" aus der Fuge oder von einer bearbeiteten Fläche.

So sind zum Beispiel im Baubereich unterschiedliche Dichtungsmaterialien bekannt. Es handelt sich zum einen um ein- als auch zwei-komponentige Dichtungsformulierungen. Im Fall der ein-komponentigen Systeme ist ein starkes Fließverhalten bei Druckbelastung die ser Materialien bekannt.

Die Zusammensetzung der Bitumenemulsion sowohl für ein-komponentige wie auch für zwei-komponentige Beschichtungen unterscheiden sich bei den Hauptbestandteilen nur sehr wenig. So fällt bei den ein-komponentigen Beschichtungen der Anteil von Verdickungsmittel etwas höher aus, dafür können die Stabilisatoren in geringeren Mengen eingesetzt werden. Zusätzlich werden noch mineralischen Füllstoffen bis zu einer Menge von 25% verwendet, wobei die bevorzugte Menge bei 2%-15% liegt. Im Fall der zwei-komponentigen Be schichtungen werden diese mineralischen Füllstoffe in Form der Pulverkomponente zuge setzt, wobei diese dann entsprechende Aktive Bestandteile enthalten können. Die Zusam mensetzung des Pulvers kann aus den folgenden Komponenten bestehen, nämlich Portland zemente, Tonerdeschmelzzemente und Gips, einzeln oder in Kombination, welche das Bre chen der Emulsion bewirken (Einsatzmenge bis 90%, bevorzugt 50% bis 85%), Minerali sche Füllstoffe (Einsatzmenge 90%, bevorzugt 15% bis 50%) sowie Hilfsstoffe die einen Einfluss auf die Verarbeitung haben (Einsatzmengen bis 10%, bevorzugt 1% bis 5%.

Die Bitumenemulsionen enthalten unterschiedliche Polymerbitumen oder Destillationsbitu men, Emulgatoren, Konservierungsmittel, Verdickungsmittel auf mineralischer oder syn thetischer Basis, Stabilisatoren und Zusatzstoffe, zum Beispiel in Form von asbestfreien Fasern. Zu den vielfach verwendeten Kunststoffen zählen Dispersionen zum Beispiel von unterschiedlichsten Acrylsäure- oder Acrylsäureester-Copolymerisaten.

Als weitere Zuschlagstoffe können Styroporkugeln oder Glashohlkugeln verwendet werden. Bei der Verwendung von Glashohlkugeln besteht die Gefahr, daß beim Zerbrechen der Glashohlkugeln die Schicht punktuell in sich zerstört wird und weitere Beschädigungen in der Umgebung der zerbrochenen Kugeln entstehen können. Hieraus ergibt sich eine Reduk tion der Schichtdicke und eine geringe Druckbelastbarkeit. Des weiteren besteht die Gefahr der durchgehenden Verletzung der Dichtungsschicht, und eine Durchlässigkeit der Schicht gegenüber Feuchtigkeit nicht ausgeschlossen werden kann.

Bei der Verwendung von Styroporkugeln ist eine erhebliche Reduktion der Gesamtdicke der aufgebrachten Schicht bei den entstehenden Druckbelastungen die Folge, die nach be stimmten Einsatzzeiten irreversibel wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtungsmaterial zur Verfügung zu stellen, dass nicht die Nachteile des Standes der Technik aufweist und eine erhöhte Druckbelastbar keit besitzt.

Überraschenderweise zeigte sich, dass bei der Verwendung von Gummiteilchen die Reduk tion der Schichtdicke um ein Vielfaches geringer, ist als nach dem Stand der Technik be kannt ist und die Reduktion reversibel verlaufen kann.

Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße zwei-komponentige Dichtungsformulierung gelöst, die aus einer Emulsion aus Kunststoff und Bitumen, weiteren Zuschlagsstoffen und einem Feststoffanteil von Gummiteilchen besteht und eine stark verminderte Reduktion der Gesamtschicht bei Druckbelastung aufweist.

Dementsprechend ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine zwei-komponentige Dichtungsformulierung enthaltend die Komponenten A und B worin die Komponente A aus einer Kunstoff-Bitumen-Emulsion mit einem Gemisch aus Kunststoffdispersionen, minera lischen und/oder synthetischen Verdickungsmitteln, Fasern und Gummiteilchen mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 5 nun, vorzugsweise bis etwa 1 mm, und einem Anteil bis 30 Gew.-%, insbesondere bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente A.

Die Gummiteilchen können in Form von Gummimehl, Gunmigranulat, definierten Gummi fraktionen oder Mischungen davon eingesetzt werden, insbesondere werden unregelmäßig geformte Bruchstücke verwendet, die etwa durch Zermahlen eines Gumniiblocks in einem Mahlwerk erhalten werden.

Die Herstellung der zwei-komponentigen Dichtungsformulierungen erfolgt in bekannter Weise. Die Emulgierung von Bitumen in Wasser erfolgt durch intensives Mischen in Ge genwart eines oberflächenaktiven Stoffes, des Emulgators. Das Mischen erfolgt in den meisten Fällen mit Hilfen von Kolloidmühlen, kann aber in Einzelfällen auch mit anderen Dispergiergeräten durchgeführt werden. Die Temperaturen der beiden Phasen haben großen Einfluss auf die Eigenschaft der Emulsion. Durch Zusätze von mineralischen und syntheti schen Verdickern, Stabilisatoren, Kunststoffdispersionen, mineralischen Füllstoffen, Fasern und Hilfsstoffen werden die Abdichtungs-Emulsionen hergestellt. Diese Zusätze können sowohl vor der Emulgierung in die Wasserphase gegeben werden, wie auch nachher in die fertige Emulsion.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als Komponente A eine Bitu men-Kunststoff-Emulsion einer erfindungsgemäßen Dichtungsformulierung zum Beispiel aus folgenden Einzelkomponenten bestehen:

- Polymerbitumen mit einem Anteil von substiutiertem Styrol;
- Destillationsbitumen ohne Polymeranteil in einem Anteil von bis zu 65 Gew.-%;
- Emulgatoren von bis zu 1 Gew.-%;
- Natürliche oder synthetische Verdickungsmittel und Stabilisatoren von bis zu 4 Gew.-%;
- Konservierungsmittel von bis zu 1 Gew.-%;
- Zusätze bis 4 Gew.-% (zum Beispiel Fasern);
- Acrylsäureester oder Acrylsäureester-Copolymerisate von bis zu 35 Gew.-%;
- Copylmerisate von Acrylsäureestern und Aromaten von bis zu 20 Gew.-%;
- Polymerisate aus unterschiedlichsten Polymeren in einer Menge von bis zu 20 Gew.-%;
- unterschiedliche Acrylatharze in einer Menge bis zu 20 Gew.-%;
- Gummiteilchen unterschiedlicher Korngrößen mit einem Anteil von bis zu 20 Gew.-%.

Die Applikation einer erfindungsgemäßen zwei-komponentigen Dichtungsformulierung erfolgt, durch das Vermischen der Komponente A mit dem Reaktionspulver als Kompo nente B zum Beispiel mittels eines Ankerrührers mit 500 bis 700 Umdrehungen pro Minute über einen Zeitraum von 2 bis 5 Minuten, so dass eine homogene Mischung entsteht. Die so vorbereitete Mischung sollte innerhalb von circa einer Stunde verarbeitet werden.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des zwei- komponentigen Dichtungsmaterials als Außen- oder Innenabdichtung von Bauwerken.

Die Verwendung schließt den Außenbereich an Außenwänden zum Beispiel aus Beton, Po renbeton, porosiertem Ziegelmauerwerk ein. Im Innenbereich kann es zum Beispiel im Kellerbereich verwendet werden. Da die erfindungsgemäße zwei-komponentige Dichtungs formulierung für erhöhte Druckbelastungen ausgelegt ist, kann diese auch unter Boden platten verwendet werden.

In den nachfolgenden Beispielen wird eine erfindungsgemäße zwei-komponentige Dich tungsformulierung (gemäß dem Beispiel 2 und 3) mit anderen Dichtungsformulierungen verglichen. Alle Versuche wurden unter den annähernd gleichen Bedingungen durchgeführt. Es wurden sowohl styroporhaltige als auch Systeme die styroporfrei waren verwendet. Hierbei zeigte sich, daß das Fließverhalten der erfindungsgemäßen Formulierung deutlich geringere Werte aufwies, als die Werte aus dem jetzigen Stand der Technik, und somit deutlich besser sind, wie im Sinne der Anwendung. Im Beispiel 4 werden styroporhaltige Formulierungen verwendet. Dieses System zeigte nach 5 Tagen ein deutlich höheres Fließ verhalten. Die absoluten Werte in Millimetern lagen um den Faktor 4,5 über dem des erfin dungsgemäßen Systems.

Bei dem Vergleich mit einem System ohne Styroporteilchen (Beispiel 5 und Beispiel 1) liegt das Fließverhalten um den Faktor 3,5 (Beispiel 5) bzw. Faktor 4 (Beispiel 1) über dem des erfindungsgemäßen Systems.

Beispiele

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfndung, ohne sie jedoch einzuschränken.

Beispiel 1 Vergleichsbeispiel der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von einer styroporfreien Bitu mendickbeschichtung: "Plastubit K2" Wettbewerbsprodukt

Für die Ermittlung der Druckfestigkeit werden Betonplatten von ca. 12 cm × 12 cm × 5 cm mit der entsprechenden Abdichtungsmasse beschichtet. Die Nassschichtdicke beträgt dabei 6 mm.

Nach einer Trocknungszeit von 28 Tagen wird jeweils 1 Probenkörper mit einer Druckein richtung zusammengedrückt. Vor der Beschichtung wird die Dicke der jeweiligen Beton platte an allen 4 Seiten gemessen und an der Platte entsprechend gekennzeichnet. Während der Prüfung erfolgte die Messung der Schichtdickenänderung an Metallplatten, die vor der Druckbelastung mit eingebaut wurden.

Beispiel 2

Ermittlung der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) einer erfindungsgemäßen zwei- komponentigen Bitumenabdichtung. Das Experiment erfolgte unter den Rahmenbedingun gen entsprechend denen von Beispiel 1.

Beispiel 2a

Ermittlung der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) einer erfindungsgemäßen zwei- komponentigen Dichtungsformulierung, die nach einer Alterung von 42 Tagen dem Prüfverfahren unterworfen wurde. Die Randbedingungen des Versuchs entsprechen denen von Beispiel 1 und 2.

Beispiel 3

Ermittlung der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von einer styroporhaltigen Bitumen dickbeschichtung

Allgemeines (TU München)

Ziel war es, das Zeitstandverhalten einer Bitumendickbeschichtung unter konstanter Druck belastung zu untersuchen. Hierzu wurde eine styroporhaltige Bitumenabdichtung gegen eine styroporfreie Bitumenabdichtung untersucht gemäß einem Bitumenbahn-System, das nach DIN 18195 Teil 6 geprüft wurde.

Die Prüfungen sollten an der im trockenen Zustand mindestens 4 mm dicken Bitumendick beschichtung und dem 3lagig verklebten Bahnen-System in einer Doppelbestimmung durchgeführt werden. In Anlehnung an die DIN 18 195 Teil 6, Tabelle 1, angegebene zuläs sige Druckbelastung von 0,6 N/mm² für Systeme aus nackten Bitumenbahnen wurde diese Belastung in den kraftgeregelten Versuchen auf die beschichteten Probenkörper über mehre re Tage aufgebracht.

Die folgenden Ergebnisse bezogen sich auf das 2-komponentige mit Polystyrol gefüllte Pro dukt mit der Bezeichnung "Sulfiton K2 Dickbeschichtung" und dem Bitumenbahn-System mit der Bezeichnung "0".

Untersuchungsbefund Probekörpervorbereitung

Als Trägerunterlage wurden planparallel geschliffene Betonplatten (20 × 20 × 11,5 cm) von einem Vertreter des Herstellers beschichtet. Dabei wurde ein Voranstrich ("Aida Kiesol" 1 : 1 mit Wasser verdünnt) mit dem Pinsel aufgetragen, danach ca. 2 mm Dickbeschichtung (frisch) aufgebracht. Die beschichteten Probenkörper wurden vor der Belastung 4 Wochen bei Raumtemperatur gelagert. Die Referenzplatten wurden mit einer im Gießverfahren mit Oxidationsbitumen 85/25 dreilagig verklebten nackten Bitumenbahn R 500 N hergestellt.

Ermittlung des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter konstanter Druckbelas tung

Um den Verlauf der Schichtdickenabnahme unter der Flächenlast von 0,6 N/mm² bestim men zu können, wurde eine Kraft von 24 kN über pneumatisch gesteuerte Druckzylinder aufgebracht. Zur gleichmäßigen Krafteinleitung wurde auf den beschichteten Probekörper eine Betonplatte gelegt. Die Platten wurden mittels Versuchsrahmen seitlich gegen eventu elle Verschiebungen fixiert und mit Messmarken versehen. Um reproduzierbare Ausgangs bedingungen zu erhalten und eventuelle Oberflächenunebenheiten aus dem Beschichtungs vorgang zu eliminieren, erfolgte die Nullmessung direkt nach Erreichen der Last. Im weite ren Versuchsverlauf wurden die Messmarken kontinuierlich mit einem Längenmessgerät mit digitaler Messuhr (Genauigkeit 1/1000 mm) abgetastet.

Absoluter Schichtdickenverlust

Unabhängig von der Ermittlung des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter Druckbe lastung wurde die Schichtdicke vor dem Einbau der unbelasteten und nach dem Ausbau der belasteten Probenkörper bestimmt. Daraus konnte der absolute Schichtdickenverlust über die gesamte Versuchsdauer berechnet werden. Da die 1. Messung vor dem Aufbringen der Last durchgeführt wurde, ergeben sich höhere Werte.

Es wurden folgende Mittelwerte gemessen:

Durch die Druckbelastung trat bei der Probe (Sulfiton Dickbeschichtung) ein Schichtdi ckenverlust von 47% auf, der vor allen auf die Anfangsstauchung des Polystyrols zurückzu führen ist. Das Material wurde während des Versuches geringfügig über die Plattenränder gedrückt. Referenzprobe 0 zeigt einen Schichtdickenverlust von 16%, welcher durch das "Fließen" der Klebemasse zwischen den Bahnlagen verursacht wurde.

Beispiel 4a

Ermittlung der Druckfestigkeit (Zeitstandverhalten) von Bitumendickbeschichtungen mit einer styroporfreien Bitumenabdichtung

Beispiel 4b Allgemeines (TU München)

Ziel war es, das Zeitstandverhalten einer Bitumendickbeschichtung unter konstanter Druck belastung zu untersuchen. Hierzu wurde ebenfalls das Produkt mit der Bezeichnung "Sulfi ton K2 Dickbeschichtung" verwendet, jedoch ohne eine Styroporbeladung, entsprechend dem Versuch 5a. Das Produkt wurde im Vergleich zu einem Bitumenbahn-System (gemäß DIN 18 195 Teil 6) geprüft.

Die Prüfkörpervorbereitung und die Ermittlung der Schichtdickenabnahme unter konstanter Druckbelastung wurde analog der Bedingungen in Beispiel 4b durchgeführt.

Die hier verwendete Probe zeigte im Vergleich zur Referenzprobe 0 einen steileren Kurven verlauf. Die Kurvensteigung in der 2. Hälfte des Versuches liegt bei der Probe mit 0,0067 mm/h etwa um den Faktor 3 höher als bei der Referenzprobe, die eine Steigung von 0,0019 mm/h aufweist.

Absoluter Schichtdickenverlust

Unabhängig von der Ermittlung des Verlaufes der Schichtdickenabnahme unter Druckbe lastung wurde die Schichtdicke vor dem Einbau der unbelasteten und nach dem Ausbau der belasteten Probenkörper bestimmt. Daraus konnte der absolute Schichtdickenverlust über die gesamte Versuchsdauer berechnet werden. Da die 1. Messung vor dem Aufbringen der Last durchgeführt wurde, ergeben sich höhere Werte als dargestellt.

Es wurden folgende Mittelwerte gemessen:

Durch die Druckbelastung trat bei der styroporfreien Probe ein Schichtdickenverlust von 36% auf. Das Material wurde während des Versuches geringfügig über die Plattenränder gedrückt. Referenzprobe 0 zeigt einen Schichtdickenverlust von 16%, welcher durch das "Fließen" Klebemasse zwischen den Bahnlagen verursacht wurde.

Claims

1. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung enthaltend die Komponenten A und B worin Komponente A aus einer Kunstoff-Bitumen-Emulsion mit Zuschlägen, insbe sondere mineralischen und/oder synthetischen Verdickungsmitteln aus Fasern und Gummiteilchen mit einer Korngröße von 0,01 bis 18 mm und einem Anteil von 25 bis 85 Gew.-% bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente A bezieht und einer Komponente B bestehend aus einem Reaktionspulver.

2. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anteil an Gummiteilchen bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente A beträgt.

3. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anteil an Gummiteilchen bis 20 Gew.-% bezogen auf die Gesamt emulsion der Komponente A beträgt.

4. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Anteil an Gummiteilchen zwischen 12 bis 18 Gew.-% bezogen auf die Gesamtemulsion der Komponente A beträgt.

5. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummiteilchen in der Komponente A eine Größe von etwa ≦ 5 mm haben.

6. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gummiteilchen in der Komponente A eine Korngröße von ≦ 2 mm haben.

7. Zwei-komponentige Dichtungsformulierung gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gummiteilchen in der Komponente A eine Korngröße von 1 mm aufweisen.

8. Verwendung der zwei-komponentigen Dichtungsformulierung als Außen- oder In nenabdichtung von Bauwerken.

9. Verwendung der zwei-komponentigen Dichtungsformulierung als Innenabdichtung unter Bodenplatten.