DE1119731B

DE1119731B - Process for the production of anti-corrosion coatings on steel reinforcement for steam-hardened concrete, preferably lightweight or aerated concrete

Info

Publication number: DE1119731B
Application number: DEST6898A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Boerner; Karl Huschcbeck
Original assignee: STEINE und ERDEN GmbH
Current assignee: STEINE und ERDEN GmbH
Priority date: 1953-08-19
Filing date: 1953-08-19
Publication date: 1961-12-14

Description

Verfahren zum Herstellen von Korrosionsschutzüberzügen auf Stahlbewehrungen für dampfgehärteten Beton, vorzugsweise Leicht- oder Porenbeton Die Erfindung betrifft den Schutz von Stahlbewehrungen in dampfgehärtetem Beton gegen Korrosion und Rostbildung.Process for the production of anti-corrosion coatings on steel reinforcement for steam-hardened concrete, preferably lightweight or aerated concrete The invention relates to the protection of steel reinforcement in steam-hardened concrete against corrosion and rust formation.

Es ist bekannt, daß Eisen unter der Wirkung chemischer oder elektrochemischer Einflüsse durch Umwandlung in Oxyde, Sulfate, Carbonate von der Oberfläche ausgehende Veränderungen erleidet, die mit der Zeit zur Zerstörung durch Korrosion führen. Andererseits ist es bekannt, Eisen zum Schutz gegen Rostbildung mit Schichten aus Lack, Öl, Harz, hochmolekularen Kondensationsprodukten oder aus in Kohlenwasserstoffen gelöstem Bitumen mit oder ohne Pigmentierung zu bedecken oder es mit die Eisenoberfläche passivierenden Verbindungen, wie z. B. Zement oder Phosphaten, zu überziehen.It is known that iron under the action of chemical or electrochemical Influences from the surface due to conversion into oxides, sulfates, carbonates Undergoes changes which over time lead to destruction by corrosion. On the other hand, it is known to use layers of iron to protect against rust formation Paint, oil, resin, high molecular weight condensation products or from in hydrocarbons dissolved bitumen with or without pigmentation or to cover it with the iron surface passivating compounds, such as B. cement or phosphates to coat.

Die vorstehend erwähnten bekannten Schutzüberzüge versagen, wenn man sie als Korrosionsschutz für Stahlbewehrungen in dampfgehärtetem Beton, insbesondere Leicht- und Porenbeton verwendet.The above-mentioned known protective coatings fail when one as corrosion protection for steel reinforcement in steam-hardened concrete, in particular Lightweight and aerated concrete used.

Die bei der Dampfhärtung von z. B. Gasbetonen auftretenden Vorgänge, wie z. B. die Änderung des Lösungsdruckes und des pH-Wertes, die auftretenden Potentialdifferenzen und die Wirkung des ebenfalls als Korrosionsursache erkannten Wasserstoffes in statu nascendi, sind noch nicht eindeutig geklärt. Es mag darum als bekannt lediglich festgehalten werden, daß ein Teil der Kieselsäure der im wesentlichen aus Kalk und bzw. oder Zement und reaktionsfähiger Kieselsäure bestehenden Rohstoffmischung unter Dampfdruck löslich wird und hierbei mit dem gesamten vorhandenen Kalk Neubildungen eingeht, durch die eine Verfestigung bewirkt wird. Je nach Art und Verwendung der Rohstoffe für die Betonmischung - z. B. Steinkohlenfilteraschen, Hochofenschlacken, feinstgemahlenem Quarzsand in Verbindung mit Kalk und bzw. oder Zement, Hüttenzement, Ölschieferasche - spielen sich weiterhin im Temperatur- und Druckbereich der Dampfhärtung und auch unter späteren atmosphärischen Bedingungen noch eine Reihe anderer chemischer Vorgänge, z. B. Oxydation frei werdender Sulfide, ab, die von entscheidendem Einfluß auf die eingebetteten Stahlbewehrungen bzw. die sie bedeckenden Schutzschichten sein können. Für die Rissefreiheit und Diffusionssicherheit eines Schutzüberzuges auf der Stahlbewehrung ist schließlich auch noch die spezifische Wärmedehnzahl des Eisens bzw. die Stahldehnung bei Belastung im Verhältnis zur Elastizität der Schutzhülle von wesentlicher Bedeutung.The in the steam curing of z. B. Processes occurring in aerated concrete, such as B. the change in the solution pressure and the pH value, the potential differences that occur and the effect of hydrogen, which is also recognized as the cause of corrosion, in statu nascendi, have not yet been clearly clarified. It may therefore only be known as known be noted that part of the silica consists essentially of lime and or or cement and reactive silica existing raw material mixture under Vapor pressure becomes soluble and new formations are formed with all of the existing lime enters through which a solidification is effected. Depending on the type and use of the Raw materials for the concrete mix - e.g. B. hard coal filter ash, blast furnace slag, finely ground quartz sand in connection with lime and / or cement, metallurgical cement, Oil shale ash - continue to play in the temperature and pressure range of steam hardening and also a number of other chemical ones under later atmospheric conditions Operations, e.g. B. Oxidation of liberated sulfides, which has a decisive influence on the embedded steel reinforcements or the protective layers covering them could be. For the absence of cracks and diffusion security of a protective coating Finally, on the steel reinforcement, there is also the specific thermal expansion coefficient Iron or the steel expansion under load in relation to the elasticity of the protective cover essential.

Ein die Bewehrungseinlagen dampfgehärteter Produkte umgebender Schutzüberzug ist nach alledem vielfältigen chemischen und physikalischen Beanspruchungen in starkem Maße unterworfen. Selbst wenn sich direkt nach der Dampfhärtung keine Korrosionserscheinungen zeigen, kann die Schutzschicht so geschädigt sein, daß in der Folgezeit unter normalen atmosphärischen Bedingungen dennoch Rostbefall auftritt.A protective coating surrounding the reinforcement layers of steam-hardened products is after all the diverse chemical and physical stresses in strong Subject to dimensions. Even if there are no signs of corrosion immediately after steam curing show, the protective layer may be so damaged that in the subsequent period below normal atmospheric conditions nevertheless rust attack occurs.

Es ist schon vorgeschlagen worden, die Bewehrungseinlagen für dampfgehärtete Betone mit Schutzüberzügen auf mineralischer Zementleimbasis od. ä. zu versehen. Derartige Überzüge haben sich jedoch insbesondere bei Verwendung dünner Bewehrungseinlagen schon gegenüber mechanischen Beanspruchungen vor der Dampfhärtung als sehr empfindlich erwiesen. Ihre Schutzwirkung wird durch Rißbildung oder Abplatzen von Teilen bei der Dampfhärtung völlig aufgehoben. Selbst bei vollkommen intakten Schutzüberzügen konnte überdies festgestellt werden, daß bestimmte Rohstoffzusammensetzungen an den Stahleinlagen Rostbildungen verursachen. Auch Überzüge auf Bitumenbasis, die zum Teil unter Verwendung verschiedenartiger Rohbitumen und gegebenenfalls unter Zusatz von Kunstharzen und Füllstoffen, wie Kalziumkarbonat, Siliziumdioxyd, Asbest, zur Regelung des Tropf- und Versprödungspunktes hergestellt werden, haben sich als nicht ausreichend erwiesen.It has already been suggested that reinforcement layers for steam-hardened To provide concretes with protective coatings based on mineral cement paste or the like. However, such coatings have proven particularly useful when using thin reinforcement inserts very sensitive to mechanical stresses prior to steam hardening proven. Their protective effect is achieved by the formation of cracks or parts flaking off the steam hardening completely abolished. Even with completely intact protective covers could also be determined that certain raw material compositions cause rust formation in the steel inserts. Also bitumen-based coatings that partly using different types of raw bitumen and possibly under Addition of synthetic resins and fillers such as calcium carbonate, silicon dioxide, asbestos, to regulate the dropping point and embrittlement point have been established as not proven sufficiently.

Erfindungsgemäß wird ausgegangen von der bekannten Herstellung von Korrosionsschutzüberzügen auf Stahlbewehrungen für dampfgehärteten Beton, vorzugsweise Leicht- oder Porenbeton (d. h. z. B. Schaum- und Gasbeton) durch Tauchen in eine Lösung aus Bitumen mit hohem Tropfpunkt oder einem Kunstharz in Kohlenwasserstoffen, und die Erfindung besteht darin, daß eine eine hochdisperse Hydroxyde der Erdalkalien vom Atomgewicht 24,3 bis 137,5 enthaltende Lösung verwendet wird. Die hochdispersen Hydroxyde der Erdalkalien werden zweckmäßig in Mengen von 10 bis 50n10 je nach Betonrohstoff einzeln oder in erprobter Kombination beigemischt.According to the invention, the starting point is the known production of Corrosion protection coatings on steel reinforcement for steam-hardened concrete, preferably Lightweight or aerated concrete (i.e. e.g. foam and aerated concrete) by dipping in a solution made of bitumen with a high drip point or a synthetic resin in Hydrocarbons, and the invention is that a highly dispersed Hydroxides of alkaline earths with an atomic weight of 24.3 to 137.5 are used will. The highly disperse hydroxides of the alkaline earths are expediently in amounts of 10 to 50n10, depending on the concrete raw material, mixed individually or in a tried and tested combination.

Die nach der Erfindung hergestellten Schutzüberzüge sind in hohem Maße elastisch und widerstehen infolgedessen den bis zum Einbau in die Dampfhärtung auftretenden mechanischen Beanspruchungen ohne Verletzung. Sie werden weiterhin bei den üblichen Autoklaventemperaturen von 180 bis 200° C zwar weich, jedoch nicht tropfbar flüssig. In der hochgespannten Wasserdampfatmosphäre erleiden sie keine schädlichen Umwandlungen chemischer oder physikalischer Art. Sie sind zwar nicht völlig wasser-und gasdicht, besitzen jedoch das Eisen passivierende Pigmente, die gegenüber aggressiven Gasen, wie CO, und S O., in der in normaler Atmosphäre üblichen Verdünnung und auch sich gegebenenfalls einstellenden- Potentialdifferenzen hinreichend widerstandsfähig sind.The protective coatings produced according to the invention are highly elastic and consequently withstand the mechanical stresses occurring up to the point of incorporation into the steam curing process without injury. At the usual autoclave temperatures of 180 to 200 ° C, they continue to be soft, but not drippingly liquid. In the highly stressed steam atmosphere they do not suffer any harmful chemical or physical transformations. Although they are not completely water- and gas-tight, they have pigments which passivate the iron and which react to aggressive gases such as CO and SO in the normal atmosphere Dilution and any potential differences that may arise are sufficiently resistant.

Die Mischung ist von Fall zu Fall der Zusammensetzung des Betons entsprechend einzustellen und richtet sich auch nach der Verseifbarkeit und der Benzollöslichkeit der verwendeten Bitumen und Harze sowie nach der Art der Füllstoffe und nach dem Grad der Dispersion.The mixture depends on the composition of the concrete on a case-by-case basis set and depends also on the saponifiability and the benzene solubility the bitumen and resins used as well as the type of fillers and the Degree of dispersion.

In Ausführung der Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem aus Kalk und bzw. oder Zement und feinstgemahlenem Quarzsand unter Zusatz von Aluminiumpulver als Gasbildner hergestellten Porenbeton zum Schutz der Bewehrungseinlagen wie folgt verfahren: Es wurden zunächst Bitumen- und Kunstharzmischungen, bestehend aus 10 bis 80 kg mexikanischem Bitumen und 90 bis 20 kg Kumaronharz, in Mengen von zusammen 30 bis 40 kg in 100 1 Benzol gelöst. In diese Lösung wurden 15 bis 40 kg Magnesiumhydroxyd, das in bekannter Weise aus bei niedrigen Temperaturen gebranntem Magnesiumcarbonat hergestellt war, in Mischung mit dem Hydroxyd des CaO im Verhältnis 1:1 bis 1:12 absolut trocken und hochdispers eingerührt.In carrying out the invention in connection with a lime and / or cement and finely ground quartz sand with the addition of aluminum powder Aerated concrete produced as a gas generator to protect the reinforcement layers as follows procedure: First bitumen and synthetic resin mixtures, consisting of 10 up to 80 kg of Mexican bitumen and 90 to 20 kg of coumarone resin, in quantities of together 30 to 40 kg dissolved in 100 liters of benzene. 15 to 40 kg of magnesium hydroxide, this in a known manner from magnesium carbonate burned at low temperatures was prepared, in a mixture with the hydroxide of CaO in a ratio of 1: 1 to 1:12 Stirred in absolutely dry and finely dispersed.

Durch mehrmaliges Tauchen der Bewehrungsstähle in die so abgestimmte Mischung und durch anschließendes Trocknen wurde auf der Oberfläche der Bewehrungsstähle ein Schutzüberzug erzeugt. Die Bewehrungsstähle wurden hierauf in die Betonmischung eingebettet und der Beton in bekannter Weise dampfgehärtet.By repeatedly dipping the reinforcing steel into the coordinated one Mixing and subsequent drying was applied to the surface of the reinforcing steel a protective coating is generated. The rebars were then put into the concrete mix embedded and the concrete is steam cured in a known manner.

Bei Verwendung von sulfidhaltigen Rohstoffen, wie z. B. Steinkohlenfilteraschen, Hochofenschlacken, Hüttenzementen, in Porenbetomnischungen werden das Magnesiumhydroxyd und bzw. oder das Kalziumhydroxyd ganz oder zum Teil zweckmäßig durch Bariumhydroxyd ersetzt.When using sulfide-containing raw materials, such as. B. coal filter ash, Blast furnace slag, metallurgical cements, in aerated concrete mixtures become magnesium hydroxide and / or the calcium hydroxide in whole or in part appropriately with barium hydroxide replaced.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of anti-corrosion coatings on steel reinforcement for steam-hardened concrete, preferably lightweight or aerated concrete, by dipping in a solution of a high-dropping point bitumen or a synthetic resin in hydrocarbons, characterized in that a highly disperse hydroxide the solution containing alkaline earths with an atomic weight of 24.3 to 137.5 is used. Documents considered: German Patent Specifications Nos. 359 966, 634 955; Hofmann, "Inorganic Chemistry", 1939, pp. 437, 447, 460, 462.