DE1102629B

DE1102629B - Process for making building materials containing free lime water repellent

Info

Publication number: DE1102629B
Application number: DEU4210A
Authority: DE
Inventors: Abraam Gancberg
Original assignee: UCB SA
Current assignee: UCB SA
Priority date: 1955-11-14
Filing date: 1956-11-13
Publication date: 1961-03-16

Description

Verfahren zum Wasserabstoßendmachen von freien Kalk enthaltenden Baustoffen Die der Luftfeuchtigkeit ausgesetzten Baumaterialien verändern sich nach einer gewissen Zeit. Man stellt besonders die Bildung von Ausblühungen und die Entwicklung von Schwamm fest. Bei den Versuchen, diese Übelstände zu beseitigen, hat man gefunden, daß sie durch das Eindringen von Wasser veranlaßt werden. Man hat daher versucht, die Baumaterialien wasserabstoßend zu machen. Bis heute hat man aber noch nicht ein wasserabstoßend machendes Mittel gefunden, welches für alle Fälle und insbesondere für freien Kalk enthaltende Baumaterialien, wie Mauerwerk und aus Portlandzement hergestellte Massen, geeignet ist. Man weiß tatsächlich, daß im Augenblick der Bindung die Aluminate und Silikate des Calciums eine gewisse Menge Calciumhydroxyd in Freiheit setzen, welches sich in Berührung mit der Luft carbonisiert.Process for making building materials containing free lime water-repellent The building materials exposed to humidity change after a certain amount of time Time. One particularly notices the formation of efflorescence and the development of Sponge tightly. In the attempts to remedy these deficiencies, it has been found that they are caused by the ingress of water. One has therefore tried to make the building materials water-repellent. To this day one has not yet found a water-repellent agent, which for all cases and in particular for building materials containing free lime, such as masonry and portland cement manufactured masses, is suitable. You actually know that in the moment of attachment the aluminates and silicates of calcium a certain amount of calcium hydroxide in freedom set, which carbonizes in contact with the air.

Die Anwesenheit von freiem Kalk stellt im allgemeinen keinen Übelstand für gewöhnliches Mauerwerk noch für Zementmassen dar. Jedoch ist es sehr nachteilig, wenn es sich darum handelt, diese Materialien wasserabstoßend zu machen.The presence of free lime is generally not a problem for ordinary masonry nor for cement masses. However, it is very disadvantageous when it comes to making these materials water-repellent.

Es ist bekannt, organische Siliciumverbindungen, wie Silikone und die Silikonate, zum Wasserabstoßendmachen von porösen Stoffen, wie Textilien, Leder, Holz, Papier u. dgl., zu verwenden. Man hat gleichfalls gute Ergebnisse bei Verwendung von ähnlichen Verbindungen für das Wasserabstoßendmachen von Bauten, welche mindestens mehrere Monate alt waren, erhalten, weil in diesem Fall der freie Kalk völlig carbonisiert ist. Im Gegensatz dazu geben die Silikone enttäuschende Ergebnisse, wenn man sie auf frisches Mauerwerk aufbringt. Dasselbe gilt für Zementkörper, welche in großer Serie hergestellt werden, wie beispielsweise sogenannte keramische Fliesen und Platten aus Asbestzement. Bereits die Herstellungsbedingungen dieser Materialien verhindern ihre längere Berührung mit der Kohlensäure der Luft. Da überdies ihre geometrischen Formen ihr leichtes Aufeinanderstapeln zu großen Höhen erlauben, geht die Umwandlung des freien Kalks in das Carbonat nicht vor sich. Hieraus folgt, daß mehrere Monate nach ihrer Fabrikation diese Materialien noch praktisch den ganzen freien während des Bindens des Zements gebildeten Kalk enthalten.It is known to organic silicon compounds, such as silicones and the siliconates, for making porous materials such as textiles, leather, Wood, paper and the like. It also gives good results when used of similar compounds for making structures water repellent, which at least several months old, because in this case the free lime is completely carbonized is. In contrast, the silicones give disappointing results when you use them applies to fresh masonry. The same goes for cement bodies, which in large Series are produced, such as so-called ceramic tiles made of asbestos cement. Prevent the manufacturing conditions of these materials their prolonged contact with the carbonic acid of the air. Furthermore, their geometrical ones Shapes allow them to be easily stacked to great heights, the transformation is possible of the free lime in the carbonate is not in front of you. From this it follows that several months After their fabrication, these materials still practically all the free during contain lime formed during the binding of the cement.

In dem besonderen Falle von Silikone enthaltenden Überzügen ist es bekannt, vor dem Aufbringen dieser Stoffe den freien Kalk sich entweder mit sauer reagierenden Stoffen oder mit halogenierten Derivaten von Kohlenwasserstoffen oder Ketonen umsetzen zu lassen.In the particular case of coatings containing silicones, it is known, before the application of these substances the free lime itself with either acid reacting substances or with halogenated derivatives of hydrocarbons or To convert ketones.

Bevor die gemäß der Erfindung angewendeten Mittel dargelegt werden, ist es notwendig, einige Erläuterungen zur Wasserabstoßendmachung an sich und zu den Versuchen zu geben, um festzustellen, ob ein Verfahren zur Erreichung des gewollten Ergebnisses geeignet ist.Before setting out the means employed in accordance with the invention, it is necessary to give some explanations about water repellency per se and to the attempts to give to determine if a method of achieving the wanted Result is suitable.

Wenn man ein Material mit Emulsionen oder organischen Lösungen von Silikonen oder Silikonaten behandelt, stellt man mindestens in einigen Fällen fest, daß das Wasser sich in Tropfen ansammelt, ohne das Produkt zu benetzen. Diese »Perlen« genannte Erscheinung beruht auf einer Änderung der Oberflächenspannung des Wassers in Berührung mit dem :Material. Man kann das »Perlen« bestimmen, indem man den Winkel der Wassertropfen auf einer Oberfläche mißt. Dieses Verfahren ist ziemlich umständlich, und man begnügt sich im allgemeinen mit einer qualitativen Bestimmung der Erscheinung.When dealing with a material with emulsions or organic solutions of Treated with silicones or siliconates, one finds at least in some cases, that the water collects in drops without wetting the product. These "pearls" The phenomenon mentioned is based on a change in the surface tension of the water in contact with the: material. One can determine the "pearl" by changing the angle which measures water droplets on a surface. This procedure is quite cumbersome, and one is generally content with a qualitative determination of the phenomenon.

Es ist bewiesen, daß das »Perlen« als Prüfung der Wirksamkeit der Wasserabstoßendmachung nicht genügt. So hat man festgestellt, daß trotz des »Perlens« Materialien auf die Dauer bedeutende Wassermengen absorbieren.It has been proven that "pearling" is used as a test of the effectiveness of the Water repellency is not enough. It was found that despite the "pearls" Materials absorb significant amounts of water over time.

Es ist zu betonen, daß mit anderen Silikonen man die Erscheinung des »Perlens« nicht feststellt, sondern eine sehr schwache Wasserabsorption.It should be emphasized that with other silicones one can reduce the appearance of the "Perlens" does not detect, but a very weak water absorption.

Die Versuche, um die Wasserabstoßendmachung zu bestimmen, bestehen darin, daß man Wasser während 10 Minuten über eine im Winkel von 45° geneigte Platte fließen läßt, deren Ränder zuvor paraffiniert wurden. Die Wasserabsorption wird quantitativ durch den Gewichtsunterschied vor und nach dem Versuch bestimmt.Attempts to determine water repellency pass in that water for 10 minutes over a plate inclined at an angle of 45 ° flows, the edges of which have been paraffinized beforehand. The water absorption will quantitatively determined by the difference in weight before and after the experiment.

Die Wirkung des freien Kalks kann untersucht werden, indem man soviel wie möglich unter Ausschluß von Luft arbeitet. Man muß Materialien frischer Fabrikation oder solche, welche übereinander zu großer Höhe aufgestapelt waren, behandeln. In diesem Fall erfordert die Arbeit des Wasserabstoßendmachens nur einige Minuten, um auf ein Mindestmaß die Wirkung der umgebenden Luft zu verringern. Sogleich nach der Behandlung werden die Materialien in dichten Säcken aus Kunststoff aufbewahrt, deren Durchlässigkeit für Gase sehr gering ist. Man sollte die so verpackten Materialien aufeinanderstapeln, um die Wirkung der Atmosphäre noch zu verringern.The effects of free lime can be studied by looking at this much works with the exclusion of air as possible. Materials have to be fresher Fabrication or those that were stacked too high on top of each other. In in this case, the water repellent work only takes a few minutes, in order to minimize the effect of the surrounding air. Immediately after after treatment, the materials are stored in tight plastic bags, whose permeability to gases is very low. One should have the materials so packaged stack on top of each other to reduce the effect of the atmosphere.

Überdies muß man sich klar sein über die Dauer, während welcher das wasserabstoßend machende Produkt in Berührung mit dem freien Kalk ist. Dieses ist im allgemeinen mehrere Monate und kann sogar ein Jahr überschreiten. Es würde nicht praktisch sein, Versuche von einer so langen Dauer zu machen. Daher hat man eine schnellere Arbeitsweise angewendet. Diese besteht darin, Materialien mit direktem Dampf während 2 Stunden bei etwa 110° C zu behandeln. Im folgenden wird unter »Alterung« die Behandlung mit dem Dampf bei 110° C im Autoklav während 2 Stunden verstanden.Moreover, one must be clear about the duration during which this The water-repellent product is in contact with the free lime. This is generally several months and can even exceed a year. It wouldn't be practical to make experiments of such a long duration. So you have one faster way of working applied. This consists of directing materials with Treat steam for 2 hours at about 110 ° C. In the following, under "Aging" understood the treatment with the steam at 110 ° C in the autoclave for 2 hours.

Das Verfahren der Erfindung erlaubt das Wasserabstoßendmachen von freien Kalk enthaltenden Baustoffen mittels wäßriger Emulsionen von Alkyl-, Phenyl- oder Alkyl-Phenyl-Silikonen. Vor der Behandlung mit diesen Silikonemulsionen bringt man gemäß der Erfindung auf die Stoffe eine Emulsion von Polyacrylaten oder Polymethacrylaten auf, welche auf der Oberfläche der Baustoffe eine Schutzschicht für die Silikone gegenüber dem freien Kalk bildet.The method of the invention allows for the rendering of water repellant building materials containing free lime by means of aqueous emulsions of alkyl, phenyl or alkyl phenyl silicones. Bring before treatment with these silicone emulsions according to the invention, an emulsion of polyacrylates or polymethacrylates is applied to the substances on which on the surface of the building materials a protective layer for the silicones forms compared to the free lime.

Die bei der Vorbehandlung dieser Baustoffe verwendeten Acryl- oder Methacrylharze reagieren nicht mit dem freien Kalk. Vielmehr werden diese Stoffe gleichsam auf der Oberfläche des behandelten Materials absorbiert. Infolgedessen kommen die Silikone nicht mehr mit dem freien Kalk in Berührung.The acrylic or acrylic used in the pretreatment of these building materials Methacrylic resins do not react with the free lime. Rather, these substances are absorbed as it were on the surface of the treated material. Consequently the silicones no longer come into contact with the free lime.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung kann die Vorbehandlung mit den Acrylharzen ohne vorhergehende Trocknung der Baustoffe vorgenommen werden.According to the method of the invention, the pretreatment with the acrylic resins can be carried out can be carried out without prior drying of the building materials.

Es wird somit ermöglicht, Baustoffe unverzüglich nach ihrer Anwendung und Zementgegenstände unverzüglich nach ihrer Herstellung wasserabstoßend zu machen. Man vermeidet so die zusätzlichen Kosten für das Umstapeln bzw. wiederholte Hantieren der Zementfabrikate.It is thus possible to use building materials immediately after their application and to make cement objects water-repellent immediately after their manufacture. This avoids the additional costs of restacking or repeated handling of cement products.

Die Aufbringung der Behandlungslösungen findet durch jedes geeignete Mittel statt, Tränken, Besprühen, Behandeln mit einer Bürste, mit einer Walze u. dgl. Die notwendigen Mengen an Reaktionsmitteln schwanken mit der Art der Materialien und hauptsächlich mit ihrer Porosität. Im allgemeinen ist die notwendige Menge an Lösung oder Emulsion 10 bis 50 g/m2. Man braucht 1 bis 5 g der organischen Siliciumverbindung zum Behandeln der gleichen Oberfläche.The application of the treatment solutions takes place by any suitable one Means instead of soaking, spraying, treating with a brush, with a roller and the like. Like. The necessary amounts of reactants vary with the types of materials and mainly with their porosity. Generally the necessary amount is Solution or emulsion 10 to 50 g / m2. It takes 1 to 5 g of the organic silicon compound to treat the same surface.

In den Beispielen verwendet man zwei Silikonemulsionen A und B. Alle Teile sind gewichtsmäßig angegeben. Emulsion A Teile Methyl-Phenyl-Silikon (iNle : Ph = 60 :40), (Me -!- Ph) : Si = 1,6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Toluol ............... ................. 7,5 Xylol................................... 7,5 Stearinsäure ............................ 2,5 Morpholin .............................. 1,1 Carboxymethylcellulose ................. 0,03 Natriumdioctvlsulfosuccinat . . . . . . . . . . . . . . 0,7 Wasser ............ .................... 65,67 Emulsion B Teile Phenylsilikon Ph : Si = 1,6 . . . . . . . . . . . . . . 15 Toluol .................................. 7,5 Xylol......................... .......... 7,5 Ölsäure ................................ 2,5 Morpholin .............................. 1,1 Natriumdioctylsulfosuccinat ..... .. . . . . . . . 0,7 Carboxy methylcellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,035 Wasser ................................. 65,67 Beispiel 1 Schwarze Asbestzementplatten Mittels eines Pinsels bringt man auf den Quadratmeter etwa 50 g einer Emulsion von 40 % Polymethylmethacrylat auf. Nach 4 Minuten Lufttrocknen trägt man gleichfalls mittels Pinsel die Emulsion A von Methyl-Phenyl-Silikon in einer Menge von 2 g Silikon auf den Quadratmeter auf. Diese Platten werden unverzüglich in Säcke aus Polyäthylen verpackt.Two silicone emulsions A and B are used in the examples. All parts are given by weight. Emulsion A parts Methyl phenyl silicone (iNle: Ph = 60:40), (Me -! - Ph): Si = 1.6. . . . . . . . . . . . . . . . . 15th Toluene ............... ................. 7.5 Xylene ................................... 7.5 Stearic acid ............................ 2.5 Morpholine .............................. 1.1 Carboxymethyl cellulose ................. 0.03 Sodium dioctyl sulfosuccinate. . . . . . . . . . . . . . 0.7 Water ............ .................... 65.67 Emulsion B parts Phenyl silicone Ph: Si = 1.6. . . . . . . . . . . . . . 15th Toluene .................................. 7.5 Xylene .......................... ......... 7.5 Oleic acid ................................ 2.5 Morpholine .............................. 1.1 Sodium dioctyl sulfosuccinate ..... ... . . . . . . 0.7 Carboxy methyl cellulose. . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.035 Water ................................. 65.67 Example 1 Black asbestos cement panels Using a brush, about 50 g of an emulsion of 40% polymethyl methacrylate are applied to the square meter. After 4 minutes of air-drying, the emulsion A of methyl-phenyl-silicone is also applied to the square meter using a brush in an amount of 2 g of silicone. These panels are immediately packed in polyethylene bags.

Nach 15 Tagen führt man Perlversuche durch, welche im allgemeinen gut sind, abgesehen von der Kontrollplatte. Man unterwirft dann die Platten einem Altern. Der quantitative Wasserabstoßungsversuch erfolgt nach einem Trocknen von 24 Stunden an der Luft. Die Gewichtsvergrößerungen werden in Gramm pro Oberfläche von 400 (2020) Quadratzentimetern ausgedrückt.After 15 days, bead tests are carried out, which are generally are good except for the control panel. You then submit the plates to you Aging. The quantitative water repellency test is carried out after drying 24 hours in the air. The weight increases are in grams per surface of 400 (2020) square centimeters.

Man führt die gleiche Behandlung mit einer Emulsion von 40°/o Polymethylacrylat und der Emulsion B von Phenylsilikonen aus. Man bestimmt gleichfalls das Perlen und die Wasserabsorption für nur mit der 1?mulsion Ä behandelte Platten. Die Ergebnisse sind: Absorption 1 Perlen auf 400 cm' Kontrollplatte . . . . . . . . . . . . . . nichts 8,3 g Emulsion A allein . . . . . . . . . . sehr gut 7,0 g Emulsion aus Polymethyl- methacrylat und Emulsion A sehr gut 4,1- Emulsion aus Polymethyl- acrylat und Emulsion B . .. . sehr gut 2,7 g Beispiel 2 Graue Asbestzementplatten.The same treatment is carried out with an emulsion of 40% polymethyl acrylate and emulsion B of phenyl silicone. The beading and the water absorption are also determined for plates treated only with the 1? Emulsion. The results are: absorption 1 pearls on 400 cm ' Control plate. . . . . . . . . . . . . . nothing 8.3 g Emulsion A alone. . . . . . . . . . very good 7.0 g Polymethyl emulsion methacrylate and emulsion A very good 4.1- Polymethyl emulsion acrylate and emulsion B. ... very good 2.7 g Example 2 Gray asbestos cement panels.

Die Behandlungen sind die gleichen wie im Beispiel 1. Die Versuchsergebnisse sind: Perlen Absorption auf 400 cm' Kontrollplatte ............. nichts 25,6 g Emulsion A allein . . . . . . . . . . sehr gut 11,2 g Emulsion aus Polymethyl- acrylat und Emulsion A .... sehr gut 6,4 g Emulsion aus Polymethyl- methacrylat und Emulsion B sehr gut 5,5 g The treatments are the same as in Example 1. The test results are: Pearl absorption on 400 cm ' Control plate ............. nothing 25.6 g Emulsion A alone. . . . . . . . . . very good 11.2 g Polymethyl emulsion acrylate and emulsion A .... very good 6.4 g Polymethyl emulsion methacrylate and emulsion B very good 5.5 g

Claims

PATENT CLAIM: Process for making building materials containing free lime water-repellent by means of aqueous emulsions of alkyl, phenyl or alkylphenyl silicones, characterized in that an emulsion of acrylic or methacrylic acid resins is applied to the building materials before treatment with the silicone emulsions. Documents considered: German Patent No. 818 114; Swiss Patent No. 204183; French Patent No. 1097 748; Hess "Piercing defects and piercing damage, their causes and prevention", 1953, pp.320, 324, 325, 326. Company magazine of the company Rhone-Poulene / Paris, "Silicones Rhodorsil", 1953.