DE19829537A1

DE19829537A1 - Verwendung von Ettringitbildnern als Härter für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen

Info

Publication number: DE19829537A1
Application number: DE1998129537
Authority: DE
Inventors: Paul Mueller; Keith Kladensky; Thomas Kozel; Stefan Mueller
Original assignee: PCI Augsburg GmbH
Current assignee: PCI Augsburg GmbH
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: DE19829537C2

Abstract

Es wird die Verwendung von Ettringitbildnern als Härter (B) für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen beschrieben, wobei die Basiskomponente (A) aus DOLLAR A 50 bis 99,95 Gew.-% einer anionischen Bitumenemulsion, DOLLAR A 0,05 bis 15 Gew.-% eines Luftporenbildners, DOLLAR A 0 bis 25 Gew.-% einer Polymer-Dispersion sowie DOLLAR A 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen DOLLAR A besteht. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Härter (B) bzw. Basiskomponenten (A) eignen sich hervorragend für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen, die sich durch eine vergleichsweise schnelle Härtung sowie geringe Schwund- und Rißneigung auszeichnen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Ettringitbildnern als Härter (B) für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen, die eine anionische Bitumenemulsion als Hauptbestandteil der Basiskomponente (A) enthalten.

Bitumendickbeschichtungen zum Abdichten von Bauteilen gegenüber Bodenfeuchte sowie drückendem und nichtdrückendem Wasser sind bekannt, wobei sich zweikomponentige Dickbeschichtungen in der Praxis besonders bewährt haben (vgl. DE-OS 43 30 399). Diese Systeme bestehen üblicherweise aus einer Basiskomponente, deren Hauptbestandteil eine anionische Bitumenemulsion darstellt, sowie einer in der Regel pulverförmigen Härterkomponente, wobei entsprechend dem Stand der Technik als Härter eine Mischung aus Quarzsand und Portlandzement und/oder Tonerdeschmelzzement eingesetzt wird. Diese zweikomponentigen Bitumendickbeschichtungen härten beim Mischen durch die Freisetzung von zwei- oder dreiwertigen Ionen, die bei der Reaktion der Härterkomponente mit Wasser in Lösung gehen.

Durch die Wasserfreisetzung bei der Härtung mit anschließendem Verdunsten sowie durch die Zementhydratation selbst kommt es bei den Härtersystemen entsprechend dem Stand der Technik unmittelbar nach dem Auftragen auf die Bauteile zu einer unerwünschten Volumenreduktion der Dickbeschichtung. Diese Volumenreduktion (Schwund) kann bei ungünstigen Bedingungen zu Rißbildung der Dickbeschichtung und damit zu Undichtigkeiten bei der Abdichtung führen. Es ist deshalb entsprechend dem Stand der Technik auch schon versucht worden, durch Verzögerung der Härtungsreaktion dieser abrupten Volumenverringerung entgegenzuwirken. Diese Verzögerung wirkt sich jedoch nachteilig auf die Erhärtung der Dickbeschichtung aus, so daß die anwendungstechnischen Eigenschaften, wie z. B. Frühregenfestigkeit bzw. Frühwasserbeständigkeit, bei diesen Systemen nicht optimal sind.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen mit einer anionischen Bitumenemulsion als Hauptbestandteil der Basiskomponente zu entwickeln, welche die genannten Nachteile entsprechend dem Stand der Technik nicht aufweisen, sondern gleichzeitig eine schnelle Durchtrocknung der Beschichtung und eine schwundfreie sowie rißfreie Aushärtung der entsprechenden Bitumendickbeschichtung gewährleisten.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man als Härter (B) einen Ettringitbildner einsetzt und daß die Basiskomponente (A) aus

50 bis 99,95 Gew.-% einer anionischen Bitumenemulsion,
0,05 bis 15 Gew.-% eines Luftporenbildners,
0 bis 25 Gew.-% einer Polymer-Dispersion,
0 bis 10 Gew.-% an sonstigen Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen

besteht.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß auch beim vollständigen Ersatz der bisher bekannten Härtersysteme auf Basis von Portland- und/oder Tonerdeschmelzzement durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Härter in Kombination mit der vorgeschlagenen Basiskomponente (A) eine sowohl schnell härtende als auch schwund- bzw. rißfrei aushärtende Bitumendickbeschichtung hergestellt werden kann.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird als Härter ein Ettringitbildner eingesetzt, d. h. eine solche Verbindung, die bei der Umsetzung mit Wasser zu Ettringit reagiert. Besonders bevorzugt werden hierbei innige Mischungen aus Calciumaluminaten (Tricalciumaluminat, Monocalciumaluminat) und Calciumsulfat und/oder Calcium- Aluminiumsulfate verwendet. Die Herstellung dieser innigen Gemische von Calciumaluminaten und Calciumsulfat erfolgt bspw. durch gemeinsames Erhitzen bzw. Vermahlen der Einzelkomponenten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ohne weiteres möglich, daß ein Teil des Ettringitbildners durch andere Härter, wie z. B. Portlandzement und/oder Tonerdeschmelzzement, ersetzt ist, wobei dieser Anteil vorzugsweise ≦ 50 Gew.-% betragen sollte. Darüber hinaus kann der Härter neben dem Ettringitbildner noch Füllstoffe, wie z. B. Calciumcarbonat, Quarzsand, Quarzmehl, Baryt (Schwerspat) u. a., in einer Menge von bis zu 80 Gew.-% enthalten.

Es ist als erfindungswesentlich anzusehen, daß der vorgeschlagene Härter (B) mit einer Basiskomponente (A) kombiniert wird, die aus 50 bis 99,95 Gew.-% einer anionischen Bitumenemulsion, 0,05 bis 15 Gew.-% eines Luftporenbildners, 0 bis 25 Gew.-% einer Polymer-Dispersion sowie 0 bis 10 Gew.-% an sonstigen Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Basiskomponente (A) aus 65 bis 95 Gew.-% der anionischen Bitumenemulsion, 0,5 bis 5 Gew.-% eines Luftporenbildners, 4 bis 20 Gew.-% einer Polymer-Dispersion sowie 0,5 bis 10 Gew.-% an sonstigen Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen.

Als anionische Bitumenemulsionen werden insbesondere handelsübliche Produkte mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 70 Gew.-% eingesetzt, wobei das emulgierte Bitumen eine Härte von B60 bis B200 entsprechend der DIN- Norm 52011 aufweist. Als Luftporenbildner kommen insbesondere oberflächenaktive Substanzen gemäß CEN/TC 104 WG3 in Frage, wobei es sich vorzugsweise um abietinsäurehaltige Produkte aus Wurzel-, Tall- oder Balsamharz sowie Laurylsulfate handelt. Als Polymer-Dispersionen finden vorzugsweise Polymerisate auf Vinyl- oder Acrylatbasis Verwendung, wobei insbesondere Polymer-Dispersionen auf Basis von Versatat und/oder Ethylen und/oder Styrol und/oder Butadien und/oder Chloropren und/oder Isopren und/oder Ethylen bzw. Mischungen davon zum Einsatz kommen. Als Zusatzstoffe werden bspw. Leichtfüllstoffe in Form von Polystyrol-Kugeln oder Mikrohohlglaskugeln mit einer Teilchengröße < 2 mm eingesetzt, welche die Verarbeitungseigenschaften der entsprechenden Bitumendickbeschichtungen verbessern. Als Zusatzmittel können vorzugsweise Entschäumer (auf Tensidbasis), Verdickungsmittel (insbesondere auf Basis von Acrylsäure, Cellulose, Stärke, Kieselsäure etc.) sowie Verzögerer (vorzugsweise Calcium/Magnesiumkomplexbildner wie z. B. Kaliumcarbonat oder Tripolyphosphate) sowie die üblichen Dispergiermittel eingesetzt werden.

Das Verhältnis von Härterkomponente (B) zu Basiskomponente (A) kann entsprechend der vorliegenden Erfindung in weiten Grenzen variiert werden. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, das Verhältnis von Härterkomponente (B) zu Basiskomponente (A) auf einen Wert von 6 : 1 bis 1 : 1 einzustellen.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Härter (B) eignet sich hervorragend für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen, deren Basiskomponente (A) mindestens eine anionische Bitumenemulsion sowie einen Luftporenbildner enthält, beim Abdichten von Bauteilen gegenüber Bodenfeuchte sowie drückendem bzw. nichtdrückendem Wasser. Die entsprechenden Bitumendickbeschichtungen, die in der Regel in einer Schichtstärke von 5 bis 20 mm auf den jeweiligen Untergrund aufgebracht werden, zeichnen sich durch eine vergleichsweise schnelle Härtung sowie geringe Schwund- und Rißneigung aus.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiele A) Basiskomponenten

Beispiel A.1 (Erfindung)
anionische Bitumenemulsion (Feststoffgehalt 60 Gew.-%)	81,15 Gew.-Teile
Entschäumer auf Fettalkoholbasis	0,25 Gew.-Teile
Polymer-Dispersion auf Styrol-Butadien-Basis (Feststoffgehalt 50 Gew.-%)	11,4 Gew.-Teile
Polystyrol-Kugeln (< 2 mm)	0,5 Gew.-Teile
Verdickungsmittel auf Acrylat-Basis	2,5 Gew.-Teile
Verzögerer	2,7 Gew.-Teile
Dispergiermittel (Polyacrylat)	0,75 Gew.-Teile
Luftporenbildner (Dresinate NVX)	0,75 Gew.-Teile

Beispiel A.2 (Vergleich)
anionische Bitumenemulsion (Feststoffgehalt 60 Gew.-%)	81,9 Gew.-Teile
Entschäumer auf Fettalkoholbasis	0,25 Gew.-Teile
Polymer-Dispersion auf Styrol-Butadien-Basis (Feststoffgehalt 50 Gew.-%)	11,4 Gew.-Teile
Polystyrol-Kugeln (< 2 mm)	0,5 Gew.-Teile
Verdickungsmittel auf Acrylat-Basis	2,5 Gew.-Teile
Verzögerer	2,7 Gew.-Teile
Dispergiermittel (Polyacrylat)	0,75 Gew.-Teile

B) Härter

Beispiel B.1 (Vergleich)
Portlandzement CEM I 52,5 R	45 Gew.-Teile
Quarzsand (< 0,2 mm)	55 Gew.-Teile

Beispiel B.2 (Vergleich)
Portlandzement CEM I 52,5 R	30 Gew.-Teile
Tonerdeschmelzzement (Fondu Lafarge Zement)	15 Gew.-Teile
Quarzsand (< 0,2 mm)	55 Gew.-Teile

Beispiel B.3 (Erfindung)
Calciumaluminiumsulfat (Denka CSA)	45 Gew.-Teile
Quarzsand (< 0,2 mm)	55 Gew.-Teile

Beispiel B.4 (Erfindung)
Calciumaluminiumsulfat (Denka CSA)	25 Gew.-Teile
Portlandzement CEM I 42,5 R	7,5 Gew.-Teile
Quarzsand (< 0,2 mm)	67,5 Gew.-Teile

Beispiel 5 Austestung der Rißbeständigkeit

Zur Austestung der Rißbeständigkeit wurden die Basiskomponenten A) entsprechend den Beispielen A.1 und A.2 mit der Härterkomponente B) entsprechend den Beispielen B.1 bis B.4 jeweils im Mischungsverhältnis 3 : 1 (Basis- zu Härterkomponente) angerührt. Die angerührten Bitumendickbeschichtungen wurden mittels einer Glättkelle auf einen Betonuntergrund in einer Schichtstärke von 10 mm aufgetragen. Der Untergrund bestand aus zwei Gehwegplatten, die so miteinander verklebt wurden, daß ein rechter Winkel entstand. Die Bitumendickbeschichtung wurde so aufgetragen, daß ein 90° Innenwinkel entstand. Die so präparierten Prüfkörper wurden bei 23°C/50% rel. Luftfeuchtigkeit gelagert und täglich auf Rißbildung geprüft.

Hierbei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Basiskomponente A.1 mit Härter

Beispiel B.1 (Vergleich): Risse nach 4 Tagen
Beispiel B.2 (Vergleich): Risse nach 1 Tag
Beispiel B.3 (Erfindung): keine Risse
Beispiel B.4 (Erfindung): keine Risse

Basiskomponente A.2 mit Härter

Beispiel B.1 (Vergleich): Risse nach 1 Tag
Beispiel B.2 (Vergleich): Risse nach 1 Tag
Beispiel B.3 (Vergleich): Risse nach 10 Tagen
Beispiel B.4 (Vergleich): Risse nach 5 Tagen

Claims

1. Verwendung von Ettringitbildnern als Härter (B) für zweikomponentige Bitumendickbeschichtungen, wobei die Basiskomponente (A) aus
50 bis 99,95 Gew.-% einer anionischen Bitumenemulsion,
0,05 bis 15 Gew.-% eines Luftporenbildners,
0 bis 25 Gew.-% einer Polymer-Dispersion,
0 bis 10 Gew.-% an sonstigen Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen
besteht.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ettringitbildner innige Gemische von Calciumaluminaten (Tricalciumaluminat, Monocalciumaluminat) und Calciumsulfat und/oder Calcium-Aluminiumsulfate eingesetzt werden.

3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Härter (B) 5 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, Ettringitbildner sowie bis zu 50 Gew.-% Portlandzement und/oder Tonerdeschmelzzement sowie bis zu 80 Gew.-% Füllstoffe enthält.

4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe aus Calciumcarbonat, Quarzsand, Quarzmehl, Baryt (Schwerspat) u. a. bestehen.

5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponente (A) aus 65 bis 95 Gew.-% einer anionischen Bitumenemulsion, 0,5 bis 5 Gew.-% eines Luftporenbildners, 4 bis 20 Gew.-% einer Polymer-Dispersion sowie bis zu 0,5 bis 10 Gew.-% an Zusatzmitteln oder Zusatzstoffen, wie z. B. Entschäumer, Leichtfüllstoffe, Verdickungsmittel, Verzögerer oder Dispergiermittel, besteht.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftporenbildner oberflächenaktive Substanzen wie z. B. abietinsäurebasierende Harze oder Laurylsulfate eingesetzt werden.

7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anionische Bitumenemulsion einen Feststoffgehalt von 30 bis 70 Gew.-% und das emulgierte Bitumen eine Härte von B60 bis B200 aufweist.

8. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polymer-Dispersion auf Vinyl- oder Acrylatbasis zum Einsatz kommt.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polymer-Dispersion auf Basis von Versatat und/oder Ethylen und/oder Styrol und/oder Butadien und/oder Chloropren und/oder Isopren und/oder Ethylen bzw. Mischungen davon herangezogen wird.

10. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Leichtfüllstoffe Polystyrol-Kugeln mit einer Teilchengröße < 2 mm zum Einsatz kommen.

11. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Verdickungsmittel handelsübliche Produkte auf Basis von Acrylsäure, Cellulose, Stärke, Kieselsäure etc. eingesetzt werden.

12. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerer aus einem Calcium/Magnesiumkomplexbildner wie z. B. Kaliumcarbonat oder einem Tripolyphosphat besteht.

13. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Basiskomponente (A) zu Härterkomponente (B) 6 : 1 bis 1 : 1 beträgt.

14. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumendickbeschichtung zum Abdichten von Bauteilen gegenüber Bodenfeuchte, drückendem und nichtdrückendem Wasser eingesetzt wird.