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Die
Erfindung betrifft säureresistente, hydraulisch abbindende
Massen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Anwendung.
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Während
die Metallkorrision in Abwasseranlagen schon lange Beachtung gefunden
hat, ist die Bedeutung der Korrosion an Beton oder Mörteln
erst in den letzten Jahren ins Blickfeld gekommen. Korrosionsschäden,
insbesondere durch mikrobielle Stoffwechselprozesse von Schwefelverbindungen
bedingte Korrosionsschäden, werden zu den häufiger
auftretenden Schadensarten bei Abwasserkanälen gezählt;
dazu kommen Schäden bei Pumpwerken und in Abwasserreinigungsanlagen
(Klärwerken). Die korrosive Zerstörung von Beton-
oder Mörteloberflächen durch biologisch gebildete
(biogene) Schwefelsäure wird auch in Biogasanlagen beobachtet.
Die Schwefelsäure wird durch im aeroben Bereich von Abwasseranalgen
oder Biogasanlagen lebende Bakterien des Typus Thiobacillus als
Stoffwechselendprodukt gebildet. Von der Schwefelsäure
werden der Zementstein und kalkhaltige Zuschläge angegriffen
(lösender und treibender Angriff). Die Auswirkungen sind
erheblich: Die Korrosionsgeschwindigkeit wird je nach Bedingungen
mit 6 bis 10 mm/Jahr angegeben. Als Ergebnis zeigt sich eine typische
Waschbetonoberfläche des geschädigten Betons (Freilegung
der Gesteinskörnung).
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, die Säureresistenz von
Beton durch Kombination von Zementen mit puzzolanischen Zusätzen
zu verbessern: Die
JP
2002160960 A2 beschreibt eine hydraulisch abbindende Zusammensetzung
aus Aluminatzement mit puzzolanischen Zusätzen wie Flugasche.
Aus der
JP 2003055019
A2 sind Zusammensetzungen aus Zement und einem feinen puzzolanischen
Pulver beschrieben. Die
JP
2006327868 A2 beschreibt Zusammensetzungen aus Aluminatzement,
Hüttensand und einem schwindmaßreduzierendem Zusatz.
Gegenstand der
JP
2006-225221 A2 sind Mörtelzusammensetzunegn mit Calciumaluminatzement,
Puzzolane und nicht eisenhaltigem Hüttensand, gegebenfalls
noch mit Polymerdispersion oder Faser vermischt. In der
JP 2006/044958 A2 wird
ein säureresistenter Mörtel aus Aluminatzement, Hüttensand,
Polymerdispersion und schwundmaßreduzierendem Zusatz beschrieben.
Aus der
KR 20040089995
A ist eine Mörtelzusammensetzung bekannt mit Portlandzement,
Hüttensand, einem weiteren anorganischen Bindemittel, Acrylat-
oder Styrolbutadien-Polymer. Gegenstand der
EP 1614670 A2 sind zementäre
Mörtelsysteme auf Basis Portlandzementklinker, Calciumaluminatzement
sowie Zusatzstoffe aus der Gruppe der Puzzolane oder latent hydraulischen
Stoffen. Eine ähnliche Zusammensetzung beschreibt die
JP 2007001802 A2 mit
Portlandzement, Puzzolan, latent hydraulischem Bindemittel wie Hüttensand,
wobei gegebenenfalls noch Polymerdispersion, wasserlösliches
Polymer oder Blähtom hinzugefügt werden kann.
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Diese
Systeme zeigen zwar aufgrund des Zementanteils ein schnelles Abbindeverhalten,
die Säureresistenz kann aber noch nicht zufriedenstellen.
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Es
bestand daher die Aufgabe, Zusammensetzungen für säureresistente,
hydraulisch abbindende Massen zur Verfügung zu stellen,
welche hohe Säureresistenz aufweisen und auch über
hervorragende mechanische Beständigkeit verfügen.
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Es
wurde gefunden, dass sich die Aufgabe mit einer Bindemittel-Kombination
aus Hüttensand und Polymeranteil lösen läßt,
welcher noch Puzzolane, und gegebenenfalls geringe Anteile herkömmlicher
Zemente zugegeben werden können.
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Gegenstand
der Erfindung sind säureresistente, hydraulisch abbindende
Massen auf der Basis von
- a) Hüttensand,
- b) ein oder mehrere Puzzolane,
- c) ein oder mehrere Füllstoffe,
- d) einem oder mehreren Polymerisaten auf der Basis von ethylenisch
ungesättigten Monomeren,
sowie Wasser.
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Hüttensand
oder Schlackensand wird durch Granulation von Hochofenschlacke erhalten.
Hüttensand besteht im Allgemeinen aus 30 bis 45 Gew.-%
CaO, 30 bis 45 Gew.-% SiO2, 5 bis 15 Gew.-%
Al2O3, 4 bis 17 Gew.-%
MgO, 0,5 bis 1 Gew.-% S und Spuren anderer Elemente. Die Zusammensetzung
variiert in Abhängigkeit von den Einsatzstoffen des Hochofens.
Geeignete Hüttensande sind kommerziell erhältlich,
beispielsweise unter der Bezeichnung Slagstar® von
Baumit oder Merit 5000 von SSAB Merox. Im Allgemeinen enthalten die
säureresistenten, hydraulisch abbindenden Massen 10 bis
50 Gew.-% der Komponente a), vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-%, besonders
bevorzugt 20 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamttrockengewicht der
Massen.
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Puzzolane
b) sind kieselsäurehaltige oder kieselsaure- und tonerdehaltige,
natürliche oder künstliche Stoffe. Man unterscheidet
zwischen natürlichen und künstlichen Puzzolanen.
Zu den natürlichen Puzzolanen zählen glasreiche
Aschen und Gesteine vulkanischen Ursprungs, beispielsweise Bims
(Bimsstein), Trass (feingemahlener Tuffstein), Santorinerde, Kieselgur,
Hornsteine (Kieselgesteine), Kieselschiefer und Molererde. Künstliche
Puzzolane sind gebrannter, gemahlener Ton (Ziegelmehl), Flugaschen
wie Steinkohle-Kraftwerksasche, Silicastaub, Ölschieferasche
(Ölschiefer = bituminöser, kalkhaltiger Schiefer),
sowie calziniertes Kaolin (Metakaolin). Bevorzugt werden die künstlichen
Puzzolane, besonders bevorzugt Flugasche oder Silicastaub. Die Einsatzmenge
beträgt 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-%,
besonders bevorzugt 0,5 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamttrockengewicht
der Massen.
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Beispiele
für geeignete Füllstoffe c) sind Quarzsand, Quarzmehl,
Calciumcarbonat, Dolomit, Aluminiumsilicate, Ton, Kreide, Weißkalkhydrat,
Talkum oder Glimmer, oder auch Leichtfüllstoffe wie Bims,
Schaumglas, Gasbeton, Perlite, Vermiculite, Carbo-Nano-Tubes (CNT).
Es können auch beliebige Gemische der genannten Füllstoffe
eingesetzt werden. Bevorzugt werden Quarzsand und Quarzmehl. Im
Allgemeinen enthalten die säureresistenten, hydraulisch
abbindenden Massen 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%,
Füllstoffe, jeweils bezogen auf das Gesamttrockengewicht
der Massen.
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Geeignete
Polymerisate d) sind Homo- und Mischpolymerisate von einem oder
mehreren Monomeren aus der Gruppe umfassend Vinylester von unverzweigten
oder verzweigten Alkylcarbonsäuren mit 1 bis 15 C-Atomen,
Methacrylsäureester und Acrylsäureester von Alkoholen
mit 1 bis 15 C-Atomen, Vinylaromaten, Olefine, Diene oder Vinylhalogenide.
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Bevorzugte
Vinylester sind Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyl-2-ethylhexanoat,
Vinyllaurat, 1-Methylvinylacetat, Vinylpivalat und Vinylester von
alpha-verzweigten Monocarbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen,
beispielsweise VeoVa9® oder VeoVa10® (Handelsnamen der Firma Resolution).
Besonders bevorzugt ist Vinylacetat. Bevorzugte Methacrylsäureester
oder Acrylsäureester sind Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propylmethacrylat,
n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Norbornylacrylat.
Besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, n-Butylacrylat
und 2-Ethylhexylacrylat. Beispiele für Olefine und Diene
sind Ethylen, Propylen und 1,3-Butadien. Geeignete Vinylaromaten
sind Styrol und Vinyltoluol. Ein geeignetes Vinylhalogenid ist Vinylchlorid.
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Bevorzugt
sind Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen, Mischpolymerisate
von Vinylacetat mit Ethylen und einem oder mehreren weiteren Vinylestern,
Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und (Meth)Acrylsäureester,
Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Ethylen und Vinylchlorid,
Vinylchlorid-Ethylen-Mischpolymerisate, (Meth)acrylsäureester-Polymerisate,
Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisate, Styrol-1,3-Butadien-Copolymerisate.
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Besonders
bevorzugt werden Copolymerisate von Vinylacetat mit 1 bis 40 Gew.-%
Ethylen;
Mischpolymerisate von 30 bis 90 Gew.-% Vinylacetat
mit 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und 5 bis 50 Gew.-% von einem oder mehreren weiteren
Comonomeren aus der Gruppe Vinylester mit 1 bis 15 C-Atomen im Carbonsäurerest
wie Vinylpropionat, Vinyldodecanoat, Vinylester von alpha-verzweigten
Carbonsäuren mit 9 bis 13 C-Atomen wie VeoVa9®,
VeoVa10®, VeoVa11®;
Mischpolymerisate
von 30 bis 90 Gew.-% Vinylacetat, 1 bis 40 Gew.-% Ethylen und vorzugsweise
5 bis 60 Gew.-% (Meth)Acrylsäureester von unverzweigten
oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen, insbesonders Methylmethacrylat,
n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat;
Mischpolymerisate
mit 30 bis 75 Gew.-% Vinylacetat, 1 bis 30 Gew.-% Vinyllaurat oder
Vinylester einer alpha-verzweigten Carbonsäure mit 9 bis
13 C-Atomen, sowie 5 bis 30 Gew.-% (Meth)Acrylsäureester
von unverzweigten oder verzweigten Alkoholen mit 1 bis 15 C-Atomen,
insbesonders Methylmethacrylat, n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat,
welche noch 5 bis 40 Gew.-% Ethylen enthalten;
Mischpolymerisate
mit Vinylacetat, 10 bis 40 Gew.-% Ethylen und 1 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid;
wobei
sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren.
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Besonders
bevorzugt werden auch (Meth)Acrylsäureester-Polymerisate,
wie Mischpolymerisate von n-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat
oder Copolymerisate von Methylmethacrylat mit n-Butylacrylat und/oder
2-Ethylhexylacrylat und gegebenenfalls Ethylen; Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisate
mit einem oder mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat,
Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat;
Vinylacetat-Acrylsäureester-Copolymerisate mit einem oder
mehreren Monomeren aus der Gruppe Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat,
n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und gegebenenfalls Ethylen; Styrol-1,3-Butadien-Copolymerisate;
sowie Vinylchlorid-Ethylen-Polymerisate mit 5 bis 30 Gew.-% Ethylen; wobei
sich die Angaben in Gew.-% auf jeweils 100 Gew.-% aufaddieren.
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Gegebenenfalls
können die Polymerisate noch 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Polymerisats, Hilfsmonomer einheiten enthalten.
Beispiele für Hilfsmonomere sind ethylenisch ungesättigte
Mono- und Dicarbonsäuren, vorzugsweise Acrylsäure,
Methacrylsäure, Fumarsäure und Maleinsäure;
ethylenisch ungesättigte Carbonsäureamide und
-nitrile, vorzugsweise Acrylamid und Acrylnitril; Mono- und Diester der
Fumarsäure und Maleinsäure wie die Diethyl-, und
Diisopropylester sowie Maleinsäureanhydrid; ethylenisch
ungesättigte Sulfonsäuren bzw. deren Salze, vorzugsweise
Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methyl-propansulfonsäure.
Geeignet sind auch epoxidfunktionelle Comonomere wie Glycidylmethacrylat
und Glycidylacrylat. Weitere Beispiele sind siliciumfunktionelle
Comonomere, wie Acryloxypropyltri(alkoxy)- und Methacryloxypropyltri(alkoxy)-Silane,
Vinyltrialkoxysilane und Vinylmethyldialkoxysilane, wobei als Alkoxygruppen
beispielsweise Ethoxy- und Ethoxypropylenglykolether-Reste enthalten
sein können.
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Die
Monomerauswahl bzw. die Auswahl der Gewichtsanteile der Comonomere
erfolgt dabei so, dass im allgemeinen eine Glasübergangstemperatur
Tg von –50°C bis +50°C resultiert. Die
Glasübergangstemperatur Tg der Polymerisate kann in bekannter
Weise mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden.
Die Tg kann auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise
vorausberechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics
Soc. 1, 3, page 123 (1956) gilt: 1/Tg = x1/Tg1 + x2/Tg2 + ... + xn/Tgn, wobei xn für
den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomeren n steht, und Tgn die Glasübergangstemperatur in
Kelvin des Homopolymeren des Monomeren n ist. Tg-Werte für
Homopolymerisate sind in Polymer Handbook 2nd Edition, J.
Wiley & Sons,
New York (1975) aufgeführt.
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Bevorzugt
werden auch hydrophob modifizierte Polymerisate. Geeignete Hydrophobierungsmittel, welche
im Gemisch mit den genannten Polymerisaten eingesetzt werden können,
sind Organosiliciumverbindungen und/oder Fettsäure(derivate).
-
Geeignete
Organosiliciumverbindungen sind Kieselsäureester Si(OR')4,
Silane wie Tetraorganosilane SiR4 und Organoorganoxysilane
SiRn(OR')4-n mit
n = 1 bis 3, Polysilane mit vorzugs weise der allgemeinen Formel
R3Si(SiR2)nSiR3 mit n = 0 bis
500, Organosilanole SiRn(OH)4-n,
Di-, Oligo- und Polsiloxane aus Einheiten der allgemeinen Formel
RcHdSi(OR')e(OH)fO(4-c-d-e-f)/2 mit
c = 0 bis 3, d = 0 bis 1, e = 0 bis 3, f = 0 bis 3 und wobei die
Summe c + d + e + f je Einheit höchstens 3.5 ist, wobei
jeweils R gleich oder verschieden ist und verzweigte oder unverzweigte
Alkylreste mit 1 bis 22 C-Atomen, Cycloalkylreste mit 3 bis 10 C-Atomen,
Alkylenreste mit 2 bis 4 C-Atomen, sowie Aryl-, Aralkyl-, Alkylaryl-Reste
mit 6 bis 18 C-Atomen bedeutet, und R' gleiche oder verschiedene
Alkylreste und Alkoxyalkylenreste mit jeweils 1 bis 4 C-Atomen bedeutet,
vorzugsweise Methyl und Ethyl bedeutet, wobei die Reste R und R'
auch mit Halogenen wie Cl, mit Ether-, Thioether-, Ester-, Amid-, Nitril-,
Hydroxyl-, Amin-, Carboxyl-, Sulfonsäure-, Carbonsäureanhydrid-
und Carbonyl-Gruppen substituiert sein können, und wobei
im Fall der Polysilane R auch die Bedeutung OR' haben kann.
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Bevorzugt
werden die Organoorganoxysilane SiRn(OR')4-n mit n = 1 bis 3, insbesondere Isooctyltriethoxysilan,
n-Octyltriethoxysilan, Hexadecyltriethoxysilan.
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Die
Herstellung der genannten Organosiliciumverbindungen kann nach Verfahren
erfolgen wie sie in Noll, Chemie und Technologie der Silicone,
2. Auflage 1968, Weinheim, und in Houben-Weyl,
Methoden der organischen Chemie, Band E20, Georg Thieme Verlag,
Stuttgart (1987) beschrieben sind.
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Zur
Hydrophobierung geeignet sind auch Fettsäuren und Fettsäurederivate,
die unter alkalischen Bedingungen, vorzugsweise pH > 8, Fettsäure
bzw. das entsprechende Fettsäureanion freisetzen. Bevorzugt werden
Fettsäureverbindungen aus der Gruppe der Fettsäuren
mit 8 bis 22 C-Atomen, deren Anhydride, deren Metallseifen, deren
Amide, sowie deren Ester mit einwertigen Alkoholen mit 1 bis 14
C-Atomen, mit Glykol, mit Polyglykol, mit Polyalkylenglykol, mit
Glycerin, mit Mono-, Di- oder Triethanolamin, mit Monosacchariden.
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Geeignete
Fettsäuren sind verzweigte und unverzweigte, gesättigte
und ungesättigte Fettsäuren mit jeweils 8 bis
22 C-Atomen. Beispiele sind Laurinsäure (n-Dodecansäure),
Myristinsäure (n-Tetradecansäure), Palmitinsäure
(n-Hexadecansäure), Stearinsäure (n-Octadecansäure)
sowie Ölsäure (9-Dodecensäure). Ein Beispiel
für Fettsäureanhydrid ist Laurinsäureanhydrid.
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Geeignete
Metallseifen sind die der obengenannten Fettsäuren mit
Metallen der 1. bis 3. Hauptgruppe bzw. 2. Nebengruppe des PSE,
sowie mit Ammoniumverbindungen NX4 +, wobei X gleich oder verschieden ist und
für H, C1- bis C8-Alkylrest
und C1- bis C8-Hydroxyalkylrest
steht. Bevorzugt werden Metallseifen mit Lithium, Natrium, Kalium,
Magnesium, Calcium, Aluminium, Zink, und den Ammoniumverbindungen.
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Geeignete
Fettsäureamide sind die mit Mono- oder Diethanolamin und
den obengenannten C8- bis C22-Fettsäuren
erhältlichen Fettsäureamide.
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Geeignete
Fettsäureester sind die C1- bis
C14-Alkylester und -Alkylarylester der genannten
C8- bis C22-Fettsäuren,
vorzugsweise Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Ethylhexyl-Ester
sowie die Benzylester.
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Geeignete
Fettsäureester sind auch die Mono-, Di- und Polyglykolester
der C8- bis C22-Fettsäuren.
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Weitere
geeignete Fettsäureester sind die Mono- und Diester von
Polyglykolen und/oder Polyalkylenglykolen mit bis zu 20 Oxyalkylen-Einheiten,
wie Polyethylenglykol und Polypropylenglykol.
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Geeignet
sind auch die Mono-, Di- und Tri-Fettsäureester des Glycerins
mit den genannten C8- bis C22-Fettsäuren,
sowie die Mono-, Di- und Tri-Fettsäureester von Mono-,
Di- und Triethanolamin mit den genannten C8-
bis C22-Fettsäuren.
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Geeignet
sind auch die Fettsäureester von Sorbit und Mannit.
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Die
Hydrophobierungsmittel zur Modifizierung der Polymerisate d) werden
im Allgemeinen in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das
Polymerisat d) eingesetzt.
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Besonders
bevorzugt werden auch Kombinationen von Polymerisaten, welche nicht
hydrophob modifiziert sind, mit hydrophob modifizierten Polymerisaten.
Das Gewichtsverhältnis beträgt im Allgemeinen
von 1:10 bis 10:1.
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Die
Polymerisate d) können in Form deren wässrigen
Dispersionen oder als in Wasser redispergierbares Polymerpulver
eingesetzt werden. Bevorzugt wird der Einsatz als in Wasser redispergierbares
Polymerpulver. Die Herstellung der Polymerisate in Form deren wässrigen
Dispersionen oder in Wasser redispergierbaren Pulver erfolgt in
wässrigem Medium und bevorzugt nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren.
Die Polymerisate fallen dabei in Form von wässrigen Dispersionen
an und können gegebenenfalls nach gängigen Trocknungsverfahren
zu entsprechenden in Wasser redispergierbaren Pulver (Dispersionspulver) überführt werden.
Zum Erhalt der hydrophob modifizierten Polymerisate werden die Hydrophobierungsmittel
vorzugsweise nach Beendigung der Polymerisation der Polymerdispersion
zugegeben und diese gegebenfalls getrocknet. Verfahren zur Herstellung
von Polymerdispersionen bzw. Dispersionspulvern sind dem Fachmann bekannt
und beispielsweise in der
WO 2004/092094 A1 beschrieben, deren diesbezügliche
Angaben Teil der Anmeldung sind (incorporated here by reference).
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Der
Polymerisatanteil d) in säureresistenten, hydraulisch abbindenden
Massen beträgt im Allgemeinen 0,5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise
0,5 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamttrockengewicht
der Massen. Bei Einsatz des Polymerisats in Form einer wässrigen
Dispersion bemisst sich der Anteil am Trockengewicht des Polymerisats.
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Gegebenenfalls
kann die Zusammensetzung noch einen geringen Anteil an herkömmlichen
Zementen enthalten. Beispielsweise Normalzement DIN EN 197-1,
wie Portlandzement CEM I–CEM V, Hochofenzement CEM III,
enthalten. Der Anteil bemisst sich vorzugsweise auf 0 bis kleiner
20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen
auf das Gesamttrockengewicht der Massen. Am meisten bevorzugt ist
neben dem Hüttensand a) kein herkömmlicher Zement
enthalten.
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Zur
Herstellung von verarbeitungsfertigen Massen werden die Bestandteile
a) bis d) mit Wasser abgemischt. Die dazu erforderliche Wassermenge
beträgt im Allgemeinen 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10
bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamttrockengewicht der
säureresistenten, hydraulisch abbindenden Massen.
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Die
Herstellung ist an keine spezielle Vorgehensweise oder Mischvorrichtung
gebunden und kann beispielsweise in einem Betonmischer oder einem
Fertigbetonmischwerk erfolgen. Die säureresistenten, hydraulisch
Massen können fertig gemischt als Trockenmörtelzusammensetzung
an die Baustelle geliefert werden. Aus den Bestandteilen der Rezeptur
können auch erst auf der Baustelle Mischungen hergestellt
werden und durch Zugabe von Wasser zu hydraulisch abbindenden Massen
umgesetzt werden.
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Die
damit erhaltenen Mörtel eignen sich zur Beschichtung von
Bauwerken, insbesondere im Sielbau, zur Herstellung von säureresistenten
Oberflächen. Der Mörtel eignet sich auch als Fugenmörtel,
beispielsweise zur Verfugung von Ziegelmauerwerk in Abwasserkanälen.
Ein weiteres Einsatzgebiet ist das als Reparaturmörtel,
insbesondere für säurebelastete Flächen.
Der Mörtel eignet sich auch als Klebemittel, beispielsweise zur
Verklebung von Fliesen und Platten im Abwasserbereich.
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Die
nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung
der Erfindung: Basisrezeptur:
225
Gew.-Teile | Hüttensand | (Slagstar
42,4 N) |
100
Gew.-Teile | Flugasche | (EFA-Füller) |
15
Gew.-Teile | Silicastaub | (Elkem
Micro-Silica 940 U-H) |
246
Gew.-Teile | Quarzsand | (AKW
HR 0,7–1,2 T, Nr. 5) |
366
Gew.-Teile | Quarzsand | (AKW
HR 0,3–0,8 T, Nr. 7) |
2,5
Gew.-Teile | Entschäumer | (Agitan
P 800) |
X Gew.-Teile | Polymerisat | |
-
Es
wurden die nachfolgend angegebenen Polymerisate, in Form deren in
Wasser redispergierbaren Polymerpulver, in den dort angegebenen
Mengen, der Basisrezeptur zugesetzt.
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Die
Basisrezeptur (BR) wurde mit 120 Gew.-Teilen bis 170 Gew.-Teilen
Wasser angerührt, sodass ein Mörtel mit einem
Ausbreitmaß (ohne Hubschläge) gemäß DIN
18555/EN 1015 von 10 cm resultierte.
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Vergleichsrezeptur:
-
Mit
der Vergleichsrezeptur (VR) wurde analog der Basisrezeptur vorgegangen,
mit dem Unterschied, dass anstelle des Hüttensandes die
gleiche Menge an Portlandzement CEM I 52,5 T eingesetzt worden ist.
-
Anwendungstechnische Prüfung:
-
Aus
den Mörtelmassen wurden jeweils Prismen mit den Maßen
4 cm × 4 cm × 8 cm hergestellt und 14 Tage unter
Normbedingungen (23°C, 50% relative Luftfeuchte) gelagert.
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Die
Prüfung auf Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure
wurde gemäß der Hamburger Sielbaurichtlinie durchgeführt
(Franke et al, Prüfrichtlinie für Mörtel
im Sielbau, Tiefbau-Ingenieurbau, Straßenbau (TIS), 4/97).
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Es
wurden pro Ansatz 5 Prüfkörper (Prismen) eingesetzt.
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Die
Prüfkörper wurden jeweils 14 Tage in Wasser gelagert
(Wasserlagerung, Referenz) und danach 14 Tage bei pH = 0 gelagert
(Säurelagerung).
-
Der
pH-Wert wurde täglich kontrolliert und gegebenenfalls mittels
Nachtitration konstant gehalten. Die wässrige Phase wurde
während der Testung nicht gewechselt. Nach Ablauf der Lagerzeiten
wurden alle losen Bestandteile von den Prüfkörpern
abgelöst und diese mit Wasser gewaschen.
-
Es
wurde das Gewicht der Prismen nach der Wasserlagerung (mw) und nach
der Säurelagerung (ms) bestimmt. Je größer
die Gewichtsabnahme Δm zwischen Wasserlagerung und Säurelagerung,
um so mehr Material wurde korrosiv abgetragen. Ein positives Δm
zeigt an, dass der Prüfkörper unbeschädigt
ist. Der Gewichtsanstieg ist auf die Nachhydratation des unbeschädigten
Prüfkörpers zurückzuführen.
-
Folgende
Polymerisate wurden getestet:
-
Polymerisat P1:
-
- Vinylacetat-Ethylen-Copolymer mit Tg = –7°C
(Vinnapas 5044 N)
-
Polymerisat P2:
-
- Vinylchlorid-Ethylen-Copolymer (Vinnapas V 8062)
-
Polymerisat P3:
-
- Mischung von 47 Gew.-Teilen Polymerisat P1 und 3 Gew.-Teilen
eines mit Silan hydrophob modifizierten Vinylchlorid-Ethylen-Copolymers
(Vinnapas A 7172)
-
Polymerisat P4:
-
- Styrol-Acrylat-Copolymer mit Tg = +20°C (Vinnapas
2012 N)
-
Die
Testergebnisse in der Tabelle zeigen, dass mit den erfindungsgemäßen
Massen die Korrosion wirksam unterbunden wird (positives Δm),
während bei den Vergleichsmassen (ohne Pulver = Vergleichsbeispiel
1, ohne Pulver und ohne Hüttensand = Vergleichsbeispiel
2) das Gewicht der Probekörper, bedingt durch Betonkorrosion,
abnimmt. Tabelle:
Beispiel | Rezeptur | Polymerisat | Menge Gew.-% | mw
[g] | ms
[g] | Δm
{g] |
Vbsp.
1 | BR
(1) | - | - | 246,5 | 244,8 | –1,7 |
Vbsp.
2 | VR
(2) | - | - | 261,8 | 128,1 | –133,7 |
Bsp.
1 | BR
(3a) | P1 | 1 | 240,1 | 266,5 | +26,4 |
Bsp.
2 | BR
(3b) | P1 | 5 | 238,6 | 258,5 | +19,9 |
Bsp.
3 | BR
(7b) | P2 | 5 | 232,5 | 252,8 | +20,3 |
Bsp.
4 | BR
(I) | P3 | 5 | 248,0 | 258,2 | +10,2 |
Bsp.
5 | BR
(5a) | P4 | 5 | 242,1 | 255,0 | +12,9 |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2002160960
A2 [0003]
- - JP 2003055019 A2 [0003]
- - JP 2006327868 A2 [0003]
- - JP 2006-225221 A2 [0003]
- - JP 2006/044958 A2 [0003]
- - KR 20040089995 A [0003]
- - EP 1614670 A2 [0003]
- - JP 2007001802 A2 [0003]
- - WO 2004/092094 A1 [0033]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Fox T. G.,
Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, page 123 (1956) [0017]
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Thieme Verlag, Stuttgart (1987) [0021]
- - DIN EN 197-1 [0035]
- - DIN 18555/EN 1015 [0041]
- - Franke et al, Prüfrichtlinie für Mörtel
im Sielbau, Tiefbau-Ingenieurbau, Straßenbau (TIS), 4/97 [0044]