DE1646412C3

DE1646412C3 - Wasserfester Baustoff auf der Basis von Anhydritbinder und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1646412C3
Application number: DE19671646412
Authority: DE
Inventors: Guenther 8540 Igelsdorf Buechsenschuss; Erich 8501 Behringersdorf Hoellfritsch
Original assignee: Bayerisches Duramentwerk Vollmann & Hoellfritsch 8500 Nuernberg
Current assignee: Bayerisches Duramentwerk Vollmann & Hoellfritsch 8500 Nuernberg
Priority date: 1967-06-14
Filing date: 1967-06-14
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE1646412A1; DK134856C; CH530346A; DK134856B; AT280873B; NL6807907A; NO121648B; GB1164772A; SE340587B; FR1570149A; BE716426A

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Baustoff auf der Basis \on Anhydritbinder, dem zur Verbesserung der Wasserfestigkeit ein Kunstharz zugesetzt ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Hersteilung eines solchen Baustoffes.

Bei der Herstellung von Fiußsäure aus FIuB rat und Schwefelsäure fällt in großem Umfang (synthetischen Anhydrit an. Man hat deshalb --chon immer nach einer Erweiterung der \ erweruingsmöahc'".-keiten für dieses Abfallprodukt·· gesucht. Ein wesentliches Hindernis gegen eine Erweiterung de-Anwendungsbereiehs von Anhydrit im Bausektor bildete bisher der Umstand, daß der aus dem Anhydrit hergestellte Mörtel bei einer Durchfeuchtung während der Aushärtungszeit nicht die nach DIN 4208 vorgeschriebene Mmdestbiegezugfestigkeit um 40 kg cm² erreichte. E¹- war deshalb nicht möglich, den Anhydrit fur außerhalb von geschlossenen Räumen aufzubringende Mörtel, ζ B für Verputzmatenalien. einzuiet/en Dementsprechend ist in DlN 4208 ausdruckhch bestimmt, daß Anhsdntbinder nur zu Bauteilen \erwendet werden darf, die dauernder oder auch länger währender Einwirkungen von Wasser nicht ausgesetzt sind und daß Mörtel aus Anhydritbinder auch nicht bei Bauteilen zugelassen sind, die im hrdboden oder weniger als 0.5 m über dem Geiände liegen.

Es sind allerdings schon in verscmedener Richtung bzw. mit den verschiedensten Zusatzstoffen Versuche zur Herstellung eine< «wasserfesten« Anhydrit-Mörtels. also eines Mörtels, der auch bei Durchfeuchtung während der Abbindezeit mindestens 40 kg. cm⁵ Biegezugfestigkeit erreicht, durchgeführt worden (vgl zum Beispiel deutsche Patente 1 221 953. I 018 175. deutsche Auslegeschrift 1 15s) 839, deutsche Patente 825 521 und ⁰Sl 436). Soweit hierbei überhaupt eine festigkeitssteigernde Wirkung bis in die Nähe von 40 kg cm² Biegezugfestigkeit nach 28tägiger Unterwasserlagerung von aus den bekannten Anhydritmörteln hergestellten Prüfkörpern beobachtet werden konnte, mußten die Zusatzstoffe in einer Menge verwendet werden, die zu einem erheblichen Überschreiten des nach DlN 4208 zulässigen Höchstgehalts an Fremdstoffen (12,0 Gewichtsprozent, bezogen auf Anhydrit) führt, so daß die bekannten Anhydritmörtel schon .aus diesem Grunde keine praktische Bedeutung erlangen konnten. Dies gilt auch für die bekannten Vorschläge, denen zufolge dem Anhydrit hochpolymere Substanzen, wie z. B. Epoxidharze, Latex, zugegeben wurden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann hiernach darin gesehen werden, die Anwendungsmöglichkeiten von Anhydrit als Baustoff durch Schaffung eines innerhalb der Norm liegenden Anhydritbinders zu erweitern, der auch bei intensiver Durchfeuchtung während des Abbindeprozesses noch eine Biegezugfestigkeit von mindestens 40 kg/cm¹ erreicht. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Anhydritbinder als Kunstharz ein sulfit- oder sulfonsäuremodifiziertes Harz auf der Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei NH₂-Gruppen und Metalloxide oder -hydroxide, insbesondere solche der Erdalkalimetalle und des Aluminiums, enthält. Als Metalloxid findet vorzugsweise CaO Verwendung. Es zeigen aber auch andere Oxide, wie z. B. Chromoxid, eine sehr deutliche Verbesserung der Wasserfestigkeit des aus tiem Anhydritbinder hergestellten Baustoffs.

Das erfindungsgemäß dem Anhydritbinder bzw. dem aus diescrrfhereestellten Mörtel zugesetzte Harz und die Erdalkalioxide werden vorzugsweise jeweils in <-in»r Menae von 0.5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzuweise zwischen 0.5 und 5 Gewichtsprozent, be-'Xn auf Anhydritbinder, verwendet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, ca; Verhältnis von Harz zu Erdaikaliox.d so zu wählen, daß pro Mo! Säuregruppe mindestens i Mol Erdalkali zu Verfügung steht.

ίο Die Erfindung findet vorzugsweise bei aus synthetischem Anhydrit" hergestellten Baustoffen Anwendung. Der synthetische Anhydrit enthält erfahrungsgemäß etwa '!% Kalziumoxid, das dem bei der Flußsäureherstellung anfallenden Anhydrit zur Neutralisation

-. = ingeringen" '' -erschuß zugesetzt wird.

Das Hai -vird zweckmäßigerweise dem Anrr.achwas >er zugc-etzt. das die Anregersubstr.izen für den Anhydritbinder enthält. Hierbei ist es von Vorte ■. wenn eine Lösung e:ne< hydrophilen, sulfit- od.·:

ίο sulfon^äurem.\iifiz:erten Amino-s-triazm-Harzes m.t den: Anmachwasser vermischt wird.

Für die Zwecke der Erfindung haben sich beispielweise solche Harze als geeignet erwiesen, die d.ir.h Umsetzung von Melamin und dessen Derivate, ζ Η

is Hexamethylolmelamin. mit Formaldehyd und :>'·,-schwefelhaltigen Verbindung wie z.B. Dithi.-;>;·. Sulfit. Bisulfit. Pyrosulfit und Rongalit erhalte ■■. werden. Die Dauer der für die Umsetzung notwenJ, · gen Erhitzung kann nach dem deutschen Pate· ·

952 495 durerTZusatz von Formamidinsulfinsäure \ · mmdert werden. Weitere Ausgangssubstanzen für ii e Herstellung der ernndungsgemäß verwendeten Hai.-: sind beispielsweise Acetoguanaminsulfonsäure u-.. Benzoguanaminsulfonsäure.

Für das nachfolgende Ausführungsbeispiel der HeisteHung eines Baustoffes nach der Erfindung wurde zunächst eine Harzlösung hergestellt. Hierbei wurde wie folgt vorgegangen:

567 Gewichtsteile 37%iges Formalin werden nut Natronlauge auf pH 4.5 gebracht und anschließend 294 Gewichtsteile Melamin zugesetzt. Danach wird auf 75 C erwärmt, bis sich eine klare Lösung bildet. Die Lösung kühlt man auf 45 C ab und setzt 222 Gewichtsteile Na₂S₂O₅ zu. Anschließend werden 332 Volumteile Wasser zugegeben, mit Natronlauge wird ein pH-Wert von 10.5 eingestellt und die Lösung 2 Stunden auf 80⁰C erwärmt. Nach Abkühlung auf 50 C versetzt man die Lösung mit einem Gemisch aus 2116 Volumteilen Wasser und 70 Gewichtsteilen konzentrierter Schwefelsäure. Hierauf wird das Reaktionsgemisch 5 Stunden bei 5O⁰C erwärmt und dann mit Natronlauge auf pH 8,7 eingestellt.

Man erhält eine in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung mit einer Viskosität von 37 cP bei 25°C und mit einem Feststoffgehalt von etwa 20°/₀.

Für die Herstellung eines wasserfesten Anhydrit-

binder-Baustoffs wurden dem für eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen Anhydrit und 300 Gewichtsteilen Normensand bestimmten Anmachwasser, das 1 Ge-

δο wichtsteil K₂SO₄ und 1 Gewichtsteil CaO enthielt, 5 Gewichtsteile der vorerwähnten Harzlösung zugesetzt. Der CaO-Gehalt des (synthetischen) Anhydrits lag bei 0,95 °/₀. Nach der Zugabe des Anmachwassers zu dem Gemisch aus Anhydrit und Sand wurden aus dem Gemenge Prüfkörper nach DIN 4208 und 1164 hergestellt und anschließend, d. h. nach 48 Stunden, zwecks Aushärtung in Luft und unter Wasser gelagert.

In der nachfolgenden Tabelle sind die nach einer

bestimmten Lagerzeit an den Prüfkörpern gemessenen Biecezugfestigkeiten den Werten gegenübergestellt, die an "Prüfkörpern ermittelt wurden, die in derselben Weise hergestellt und gelagert wurden ιO-Versuch), mit der einzigen Ausnahme, daß das Gemisch, aus dem die Prüfkörper hergestellt wurden, nicht das e-rnnduriasgemäß verwendete Harz enthielt

i	0- Versuch >	1	cm^:	Erfindung	festigkeit
■	Biegezugfestigkeit	Wasser- i	Biegezug	,.cm^:
Lagerzeit j	in ka	lagerung j	in kg	Wasser
in Tagen	Luft	11.0 ,	Luft	lagerune
	lagerung		lagerung	32.5
2	11.0	24.5	32.5	35.0
3	29.0	2S.2	4 5.υ	37.5
7	59.0	31.0	77,5	40,5
14	55.5		93,5	45.5
28	65.5		99.5	49,0
56		102.0	53.5
90	105.5

Aus der vorstehenden Tabelle gehl hervor, daß die aus dem erfindungsgemäßen Baustoff hergestellten Prüfkörper sowohl bei Luftlagerung als auch bei Wasserlagerung eine Biegezugfestigkeit aufweisen, die deutlich über den Werten der Prüfkörper des 0-Versuchs liegt. Die·., konnte im Hinblick auf die Werte, die bei Nacharbeitung r>er eingangs erwähnten bekannten Vorschläge festgekeilt wurden, nicht erwartet werden, so daß das mit der Erfindung erreichbare Ergebnis sehr überraschend ist. Dies gilt vor allem für die geringe Menge des nach der Erfindung dem Anhydritbinder zugesetzten Harzes, mit der sich noch durchaus zufriedenstellende Werte erzielen lassen. Dadurch stellt sich der erfindungsgemäße Baustoff auch verhältnismäßig preisgünstig.

Selbstverständlich können dem erfindungsgemäßen Baustoff auch Oxidsemische zugesetzt werden, wie sie beispielsweise im Zement vorliegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Wasserfester Baustoff auf der Basis von Antr.dritbirder und Kunstharz, dadurch gekennzeichnet, daß der Baustoff als Kunstharz ein sulfit- oder sulfonsäuremodinziertes Harz auf der Basis eines Amino-s-triazms mit mindesten^ ) zwei NH,-Gruppen und Metalloxide oder -hydroxide, insbesondere solche der Erdalkalimetall: und des Aluminiums, enthält.

2. Baustoff nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid CaO ist. 3. Baustoff nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Harz und Oxid jeweils zwischen 0,5 und 10 Gewichtsprozent. \ orzugsweise zwischen 0.5 und 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Anhydrit-

binder, liegt.

4. Baustoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Baustoff etwa 1 Gewichtsprozent Harz und etwa 2 Gewichtsprozent CaO, bezogen auf

as Anhydritbinde*·, enthält.

5. Baustoff nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Harz zu Erdalkaüoxid so gewählt ist. daß pro Mol Säuregruppe mindestens 1 Mol Erdalkali zur Verfugung steht.

6. Verfahren zur Herstellung eines Baustoff > nach einem oder mehreren der vorhergehendet, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein synthetischer Anhydrit verwendet wird, der von Haus aus etwa 1 Gewichtsprozent CaO enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Baust ff eine Lösung eines hydrophilen, sulfit- oder sulfonsäuremodifizierten Amino-s-triazin-Harzes zugesetzt wird.