DE1159839B - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus anorganischen mit Wasser abbindenden Bindemitteln - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus anorganischen mit Wasser abbindenden Bindemitteln

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DE1159839B
DE1159839B DESCH26068A DESC026068A DE1159839B DE 1159839 B DE1159839 B DE 1159839B DE SCH26068 A DESCH26068 A DE SCH26068A DE SC026068 A DESC026068 A DE SC026068A DE 1159839 B DE1159839 B DE 1159839B
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water
anhydrite
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hardener
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DESCH26068A
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English (en)
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Hannes Brungraber
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Bayer Pharma AG
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Schering AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/28Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/281Polyepoxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus anorganischen mit Wasser abbindenden Bindemitteln Es ist lange bekannt, mit Wasser abbindende Baustoffe, wie Calciumsulfat mit weniger als 2 Mol Wasser im Molekül, z. B. Anhydrit, ferner Zement, Kalk oder auch Mischungen dieser Stoffe sowie deren Mischungen mit Zuschlagstoffen als Baumaterialien zu verwenden. Für viele Zwecke haben diese altherkömmlichen Baumaterialien jedoch unerwünschte Eigenschaften. So sind z. B. bei Beton der auftretende Schwund und die Haarrißbildung, seine geringe Biegezugfestigkeit, seine lange Abbindezeit sowie seine mangelnde Gasdichtigkeit von Nachteil. Bei der Verwendung von Anhydrit für Estriche und Platten sind sorgfältig ausgewählte, zweimal gewaschene Quarzsandsorten zur Magerung erforderlich. Auch sind aus Anhydrit hergestellte Platten oder andere Gegenstände gegen verschiedene Chemikalien recht unbeständig. Ferner läßt ihre Abriebfestigkeit zu wünschen übrig. Um den Anhydrit verarbeitbar zu machen, muß bedeutend mehr Wasser zugesetzt werden, als vom Anhydrit abgebunden werden kann. Dadurch wird die Trockenzeit verlängert. Kalkmörtel ist nicht für alle Zwecke verwendbar. Eisenarmierter Spannbeton hat zwar gute Zugfestigkeit, die von mit Glasrovingsträngen verarbeitetem Beton noch übertroffen wird. Ein großer Nachteil ist jedoch die Notwendigkeit, den Rovingstrang mit Polyesterharzen vorzuimprägnieren und ihn noch während der Polymerisationszeit in den Beton einzubringen. Auch Epoxyharze verschiedener Art werden als Spachtelmassen mit verschiedenen Zuschlagstoffen z. B. zur Ausbesserung alter Betonböden, zur Ausspachtelung von Rissen und Sprüngen im Beton usw. verwendet. Ein Nachteil, den diese Kunstharze haben, ist ihr hoher Preis und ihre schwierige Verarbeitung auf der Baustelle.
  • Es ist bereits bekannt, Polyvinylverbindungen in Form ihrer Emulsionen als Zusatzstoffe zu hydraulisch abbindendem Material zu verwenden. Die Polyvinylverbindungen haben jedoch den Nachteil, bei Zutritt von Wasser wieder anzuquellen, wodurch die Festigkeit des Bauelementes oder der Formkörper herabgesetzt wird.
  • Es sind auch Dispersionen und Emulsionen von Epoxyharzen zum Behandeln von Textilien und für überzüge beschrieben worden. Hierbei muß aber die Härtung in der Hitze vorgenommen werden, wobei die Emulsionen bzw. Dispersionen zerstört werden und wasserfreies Epoxyharz ausgehärtet wird.
  • Es wurde nun gefunden, daß man Baustoffe mit hervorragenden Eigenschaften erhält, wenn man anorganische, mit Wasser abbindende Baustoffe, wie Anhydrit bzw. Calciumsulfat mit weniger als 2 Mol Wasser pro Mol, Zement, Kalk usw., mit einer wäßrigen Emulsion oder Suspension versetzt, welche Epoxyharz und einen in Wasser dispergierbaren Härter, insbesondere ein Aminamid oder ein Polyaminamid, z. B. auf Basis gesättigter und/oder ungesättigter und/oder polymerisierter Fettsäuren, enthalten. Diesen Mischungen können ferner noch Inertstoffe, wie Sand, Kies, Schotter, Erde, Sägemehl, Gewebe, Glasgewebe, Pigmente, Farbstoffe, Metalloxyde, Bariumsulfat, Baryt usw., beigefügt werden. Die Verwendung von Anhydrit oder Zement ist für diesen Zweck besonders angezeigt. Bei den erfindungsgemäßen Baustoffen findet bei ihrer Anwendung sowohl ein Abbinden der anorganischen Komponenten mit Wasser als auch eine Härtung der Epoxyde mit den Härte-rn, z. B. den Aminen, statt. Durch dieses »doppelte Abbinden« entstehen sowohl überraschend gute mechanische als auch gleichzeitig gute physikalische Eigenschaften der neuen Baustoffe.
  • Die Herstellung der neuen Baustoffe kann beispielsweise wie folgt vorgenommen werden: Dem mit Wasser abbindenden Baurohstoff wird zusammen mit den Zuschlagstoffen die Härteremulsion zugefügt. Nach Benetzung wird in diese Mischung das Epoxyharz gut eingerührt. Der so erhaltene Mörtel besitzt eine plastische Konsistenz und ist nunmehr gebrauchsfähig. Man kann bei der Herstellung des Mörtels jedoch auch in anderer Weise vorgehen.
  • Die erfindungsgemäßen neuen Baustoffe haben unter anderem folgende Vorteile: Im Gegensatz zum altherkömmlichen Beton ist der neue Baustoff auf Betonbasis frei von Schwundrissen; daraus resultiert eine hohe Dichte und Druckfestigkeit, die Abbindezeit wird verkürzt, die'- Biegezugfestigkeit erheblich erhöht und die Gasdichtigkeit verbessert. Bei einem Zusatz von etwa 10% Kunstharz ist der neue Baustoff völlig gas- und wasserdicht. Bei den neuen Baustoffen auf Basis Anhydrit können beliebige Sandsorten verwendet werden, ohne daß die Festigkeitswerte unter die, Normbedingungen absinken. Zuschläge an Quarzsand und Korund sind möglich und ergeben Abriebfestigkeiten von z. B. 5,15. 10-4 cm/cm2/m (Prüfmaschine nach Bauschinger), während die altherkömmliche Anhydritbindung nur einen Abrieb von z. B. 10,65. 10-4 cm/cm2/m bringt. Beton und Anhydrit erhalten nach der neuen Methode bei genügender Kunstharzbeimengung ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit,DerAnhydrit-bzw. Zementmörtel bedarf bei der neuen Verarbeitungsweise eines weitaus geringeren Zusatzes an Wasser, da die plastische Verarbeitungskonsistenz durch die Kunstharze erreicht wird. Bei dem neuen Spannbeton kann der Rovingstrang ohne Polyesterharz-Imprägnierung in den mit den Kunstharzen versehenen Betonmörtel eingelegt werden. Nach der Härtung werden Zugfestigkeiten von mehr als 700 kg/cm2 erzielt.
  • Anhydritmörtel zeigt nach der Verarbeitung mit Wasser und Hartwerden eine Biegezugfestigkeit von 60 kg/cm2, während ein verarbeiteter Anhydritmörtel, welcher noch 4'%, einer Kunstharzkombination, bestehend aus einem Epoxyharz, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, und einem Aminoamid, hergestellt aus Tallölfettsäure und Tetraäthylen pentamin, enthält, eine Biegezugfestigkeit von 82 kg/cm2 hat.
  • Bei der Herstellung von Gipsplatten kann ferner z. B. eine erhebliche Menge an Sägemehl oder anderen leichten Zuschlagstoffen zugesetzt werden, wenn erfindungsgemäß die Kunstharzmischungen zugegen sind, ohne daß die mechanische Festigkeit beeinflußt wird. Dadurch wird erreicht, daß das Gewicht der Gipsplatten herabgesetzt, die Schall- und Wärmeisolierung jedoch erheblich erhöht wird. Auch Form- . körper sind aus den neuen Baustoffen vorteilhaft herstellbar, da die Kunstharzzusätze diesen gewisse gleitende bzw. schmierende Eigenschaften verleihen, so daß die Formkörper in ihrer Oberbäche homogener und sauberer gestaltet werden können.
  • Ferner ist die Haftfähigkeit von aus den neuen Baustoffen hergestelltem Putz auf verschiedenem Untergrund, selbst auf Holz oder sogar Glas, überraschend gut.
  • Die neuen Baustoffe sind z. B. auch verwendbar zur Herstellung von Klinkersteinen, Schwimmbädern, Staudämmen, Staudammunterbauten, Dachkonstruktionen, Industrieböden, bei Zugabe von Strahlung absorbierenden Stoffen, wie Bariumsulfat, Bariumcarbonat, Bor- oder Lithiumverbindungen, beim Anlagebau von Reaktoren und Behältern von radioaktiven Abfallprodukten; durch Einlegen der Glasrovingstränge erhält der neue Baustoff hervorragende Eignung für Brücken- und Trägerkonstruktionen.
  • Die Herstellung und Verwendung der neuen Baustoffe wird, durch die nachfolgenden Beispiele erläutert, nicht beschränkt.
  • Beispiel 1 Eine Mischung aus 1 Gewichtsteil Anhydrit-Sphtt, 2 bis 5 mm, 0,66 Gewichtsteilen Anhydrit-Splitt bis 2 mm, 0,56 Gewichtsteilen Anhydrit-Mehl mit 1% Zinksulfat und 0,092 Gewichtsteilen Kunstharzbindung, bestehend aus 30 Gewichtsteilen eines Aminamids, hergestellt aus Tallölfettsäure und Tetra äthylenpentamin, emulgiert in 70 Gewichtsteilen Wasser und 50 Gewichtsteilen eines Epoxyharzes, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, wird zu einem plastischen Mörtel in einem Zyklomischer geknetet. Dieser Frischmörtel wird nun in 2 cm Stärke im Verbund auf eine ebene Unterlage aufgestrichen und mit der Kelle geglättet. Nach 14 Tagen zeigen entnommene Prüflinge eine Biegezugfestigkeit von 54 kg/cm2.
  • Der nicht mit Kunstharz versetzte Frischmörtel zeigt vergleichsweise eine Biegezugfestigkeit von 20 kg/cm2.
  • Nach 28 Tagen hatte die erfindungsgemäße Probe eine Biegezugfestigkeit von 82 kg/cm2, der altherkömmliche Mörtel erreichte nach dieser Zeit eine Biegezugfestigkeit von 62 kg.
  • Beispiel 2 4,51 Betonsand und 1,51 Zement wurden mit 1,51 Kunstharzemulsion, enthaltend 15 Gewichtsteile eines Aminamids, hergestellt aus Tallölfettsäure und Tetraäthylenpentamin, angerührt. Dieser Mischung wurden 0,31 eines Epoxyharzes, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, zugesetzt und alles zusammen gut vermengt. Aus diesem Frischmörtel wurden Prüflinge 4 X 4 X 16 cm hergestellt und nach 14 Tagen die erste Prüfung vorgenommen.
  • Biegezugfestigkeit . . . . . . . . . . 96 kg/cm2 Druckfestigkeit . . . . . . . . . . . . 1200 kg/em2 Nach 28 Tagen: Biegezugfestigkeit . . . . . . . . . . 110 kg/cm2 Druckfestigkeit . . . . . . . . . . . . 1800 kg/cm2 Beispiel 3 Der im Beispie12 angeführten Mischung wurden Glasrovingstränge zugefügt. Der Prüfling wurde in der Zerreißmaschine mit 20 m/Sek. zerrissen und ergab eine Zugfestigkeit von 720 kg/cm2.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus anorganischen, mit Wasser abbindenden Bindemitteln, wie Calciumsulfat mit weniger als 2 Mol Wasser pro Molekül, Anhydrit, synthetischem Anhydrit, Zement und Kalk, Epoxyharz und einem Härter, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxyharz und der Härter in wäßriger Dispersion verwendet werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Härter ein Amidamin oder ein Polyaminamid, z. B. auf Basis gesättigter und/ oder ungesättigter und/oder polymerisierter ungesättigter Fettsäuren, verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Gehalt an Zuschlagstoffen, wie Sägemehl, Sand, Kies, Schotter, Erde, Gewebe, Glasgewebe, Metallteile, Pigmente, Farbstoffe, Metalloxyde, Bariumsulfat, Baryt, verwendet wird.
DESCH26068A 1959-05-16 1959-05-16 Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus anorganischen mit Wasser abbindenden Bindemitteln Pending DE1159839B (de)

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