DE19953450B4

DE19953450B4 - Fugendichtungsmaterial, insbesondere Fugendichtungsband

Info

Publication number: DE19953450B4
Application number: DE1999153450
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Phys. Hiendl; Ingo Dipl.-Chem. Dr. Wolffram
Original assignee: H Hiendl & Co KG GmbH; Hiendl & Co KG H GmbH
Current assignee: H Hiendl & Co KG GmbH; Hiendl & Co KG H GmbH
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-11-06
Also published as: DE19953450A1

Abstract

Fugendichtungsmaterial für Arbeitsfugen, insbesondere Fugendichtungsband hergestellt unter Verwendung wenigstens einer unter Einfluss von Feuchtigkeit quellenden Masse, die in Mischung zumindest eine quellaktive Komponente, eine elastomere Komponente sowie eine als Füller dienende Komponente enthält, wobei die spezifische Gesamtdichte des Dichtungsmaterials auf einen Wert größer als 2,1 g/ccm eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial normiert auf 100 Gewichtsanteile Elastomer folgende Zusammensetzung aufweist:
Elastomer: 100 Gewichtsanteile (3,7 Masse-%)
Weichmacher: 440 Gewichtsanteile (16,5 Masse-%)
organische Quellsubstanz: 53 Gewichtsanteile (2,0 Masse-%)
anorganische Quellsubstanz: 800 Gewichtsanteile (30,0 Masse-%)
Füllstoff: 1280 Gewichtsanteile (47,8 Masse-%), und
dass der Füllstoff von wenigstens einem der nachfolgenden Stoffe gebildet ist:
Magnetit (Fe₃O₄), FeO, Fe₂O₃, CuFeS₂.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fugendichtungsmaterial mit reversibler Quellung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 oder 2.
Derartige Dichtungsmaterialien auch als Fugendichtungsband sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und werden beispielsweise auch im Stahlbetonbau bzw. im Großbaustellenbetrieb zum Abdichten so genannter Arbeitsfugen verwendet, um z.B. einen Durchtritt von Wasser und hieraus resultierende Schäden zu vermeiden. Angestrebt ist, dass das jeweilige Fugendichtungsband bei einem Wasserzutritt quillt und dadurch die Arbeitsfuge dicht verschließt.
Bekannt ist speziell auch ein unter Einfluss von Wasser oder Feuchtigkeit quellendes Dichtungsmaterial für Arbeitsfugen zwischen aneinander anschließenden Betonierabschnitten ( DE 43 23 216 A1 ). Dieses Dichtungsmaterial enthält in Mischung wenigstens eine anorganische quellaktive Komponente in einem Anteil größer 20 Gewichtsprozent, ein Elastomer in einem Anteil zwischen 25 und 50 Gewichtsprozent, einen hydrophilen Weichmacher in einem Anteil bis zu 10 Gewichtsprozent und einen Füller vorzugsweise Siliziumfüller in Form von SiO₂. Bei einer spezifischen Dichte des Elastomers kleiner als 1 g/ccm, des Weichmachers kleiner 1 g/ccm, der anorganischen quellaktiven Substanz von etwa 2,8 g/ccm und des vorgeschlagenen Füllers in der Größenordnung von 2,2 g/ccm liegt die gesamte Dichte des bekannten Dichtungsmaterials deutlich unter 2,1 g/ccm.
Das Anbringen der Fugendichtungsbänder erfolgt in der Regel so, dass das jeweilige Fugendichtungsband an einem fertig gestellten Betonierabschnitt im Anschlussbereich zu einem anschließend herzustellenden weiteren Betonierabschnitt verlegt und fixiert wird. Anschließend erfolgt dann das Betonieren des weiteren Betonierabschnitts. Die Praxis hat nun gezeigt, dass die gewünschte Abdichtung mit den bekannten Fugendichtungsbändern oftmals nicht erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es ein unter Einfluss von Wasser oder Feuchtigkeit quellendes Dichtungsmaterial bzw. ein Dichtungsmaterial mit reversibler und insbesondere zum Abdichten von Fugen bei Bauwerken aufzuzeigen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Fugendichtungsmaterial, insbesondere Fugendichtungsband entsprechend dem Patentanspruch 1 oder 2 ausgebildet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die vielfach mangelhafte Abdichtungswirkung bekannter Fugendichtungsbänder darauf zurückzuführen ist, dass diese selbst bei einer Fixierung im Bereich der Arbeitsfuge beim anschließenden
Betonieren zumindest partiell im Beton aufschwimmen und dadurch nicht mehr in einer die optimale Abdichtung der Arbeitsfuge gewährleistenden Lage angeordnet sind, d.h. z.B. nicht mehr an den Grenzflächen der Arbeitsfuge anliegen, so dass ein zuverlässiger Schutz gegen Wasserzutritt durch die Arbeitsfuge nicht gewährleistet ist. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass dieser Nachteil dann vermieden ist, wenn die spezifische Gesamtdichte des Fugendichtungsmaterials größer als 2,1 g/ccm ist.
Das erfindungsgemäße Fugendichtungsmaterial setzt sich aus mehreren Bestandteilen oder Komponenten zusammen, nämlich aus einer quellaktiven Komponente, d.h. aus einer Komponente, die unter Einfluss von Wasser und Feuchtigkeit aufquillt und die aus wenigstens zwei Quellmittel besteht. Diese Quellmittel sind ein anorganisches Quellmittel und ein organisches Quellmittel bzw. ein hydrophiles organisches Polymer, welches wasserunlöslich ist und durch Aufnahme von Wasser eine Volumenvergrößerung erfährt.
Als anorganisches Quellmittel wird bevorzugt ein Na/Ca-Bentonit verwendet, welches besonders preiswert am Markt erhältlich ist. Aber auch andere, dem Fachmann bekannte anorganische Quellmittel, wie z.B. Kieselsäure und Kaolinit können verwendet werden.
Als organisches Quellmittel eignen sich z.B. Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyacrylat, Polymethacrylate, Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Acrylamid/Acylsäure-Copolymere, Polyvinylpyrrolidone. Auch Mischungen aus wenigstens zwei anorganischen und organischen Quellmitteln sind denkbar, wobei derartige Mischungen den Vorteil haben, dass das Quellvermögen bzw. -verhalten durch Variation der Anteile und Art der verwendeten Quellmittel genau auf einen bestimmten Einsatzzweck eingestellt werden kann. Weiterhin ist es durch entsprechende Wahl der Quellmittel auch möglich, den Anteil der quellaktiven Komponente im Vergleich zur Gesamtmischung möglichst gering zu halten, was u.a. auch zur Schaffung eines preiswerten Produktes beiträgt.
Das erfindungsgemäße Fugendichtungsmaterial enthält weiterhin eine Elastomer-Komponente, die bevorzugt aus vernetzten und unvernetzten Elastomeren besteht. Durch diese Komponente kann die Plastizität und Elastizität des Produktes entsprechend dem geforderten Eigenschaftsprofil eingestellt werden. Als Elastomer eignen sich z.B. Butylkautschuk, halogenierter Butylkautschuk, Polyisobutylen, Ethylen-Propylen-Terpolymer, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Polybuten sowie andere, bei Fugendichtungsmaterialien bekannte Elastomere, aber auch Mischungen verschiedener Elastomere.
Das Fugendichtungsmaterial enthält wenigstens einen Weichmacher. Als Weichmacher eignen sich bekannte Weichmacher auf der Basis von Mineralölen (paraffinische, naphthenische und/oder aromatische) sowie solche auf Basis pflanzlicher Öle, z.B. Tallöl, Palmöl, Rapsöl. Weiterhin können auch synthetische Weichmacher Verwendung finden, z.B. Polyether, Polyester, Thioether, Thioester. Auch Mischungen mehrerer der vorgenannten Weichmacher sind denkbar.
Eine wesentliche Komponente des erfindungsgemäßen Dichtungsmaterials sind Füllstoffe, die einerseits eine hohe spezifische Dichte aufweisen, so dass die spezifische Gesamtdichte des Dichtungsmaterials einen Wert größer als 2,1 g/ccm aufweist, andererseits aber die für das Dichtungsmaterial gewünschten Eigenschaften, wie Abdicht-Eigenschaften, Quellfähigkeit bei auftretendem Wasser oder auftretender Feuchtigkeit, Temperaturbeständigkeit in dem jeweils zu erwartenden Temperaturbereich, mechanische und zeitliche Stabilität, optimale Verarbeitbarkeit und Plastizität usw. erhalten bleiben.
Als Füllstoffe zur Einstellung der spezifischen Dichte eignen sich insbesondere Stoffe oder Verbindungen, deren spezifische Dichte größer als 2,9 g/ccm ist, da nur hierdurch unter Berücksichtigung der spezifischen Dichte der einzelnen Komponenten und deren Anteile in dem Dichtungsmaterial eine Gesamtdichte größer als 2,1 g/ccm ermöglicht, wird.
Die Gesamtdichte des Dichtungsmaterials lässt sich, wie folgt berechnen: dges = Σmi/Σ(mi/di)wobei i die jeweilige Komponente bezeichnet und
m_i die Masse und d_i die spezifische Dichte der jeweiligen Komponente sind.
Als Füllstoffe eignen sich insbesondere Elemente mit hoher spezifischer Dichte und/oder chemische Verbindungen, auch Oxide solcher Elemente, soweit diese preiswert zur Verfügung stehen und insbesondere auch keine toxischen oder andere, die Umwelt belastende Eigenschaften aufweisen.
Als Füllstoffe eignen sich somit in zerkleinerter Pulverform Metallverbindungen, nämlich Magnetit/Fe₃O₄ (d = 5,2 g/ccm), FeO (d = 5,9 g/ccm), Fe₂O₃ (d = 5,24 g/ccm) und/oder Kupferkies CuFeS₂ (d =4,1–4,3 g/ccm).
Als anorganisches Quellmittel wird bevorzugt Na/Ca-Bentonit verwendet.
Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen erläutert.
Beispiel I:
Bei einer Ausführung weist das wiederum als Fugendichtungsband ausgeformte Dichtungsmaterial folgende Zusammensetzung auf, und zwar normiert auf 100 Gewichtsanteile Elastomer:
Elastomer: 100 Gewichtsanteile (3, 7 Masse-%)
Weichmacher: 440 Gewichtsanteile (16,5 Masse-%)
organische Quellsubstanz: 53 Gewichtsanteile (2,0 Masse-%)
anorganische Quellsubstanz: 800 Gewichtsanteile (30,0 Masse-%)
Füllstoff: 1280 Gewichtsanteile (47,8 Masse-%).
Beispiel II:
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das wiederum als Fugendichtungsband ausgeformte Dichtungsmaterial folgende Zusammensetzung auf, und zwar normiert auf 100 Gewichtsanteile Elastomer:
Elastomer: 100 Gewichtsanteile (2,9 Masse-%)
Weichmacher: 440 Gewichtsanteile (12,5 Masse-%)
organische Quellsubstanz: 53 Gewichtsanteile (1,5 Masse-%)
anorganische Quellsubstanz: 800 Gewichtsanteile (22,8 Masse-%)
Füllstoff: 2115 Gewichtsanteile (60,3 Masse-%).
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung die Verwendung des als Fugendichtungsband ausgeformten Dichtungsmaterials mit reversibler Quellung. Die Figur zeigt in sehr vereinfachter schematischer Darstellung eine Bodenplatte 1 aus Beton und eine sich an dieser Bodenplatte anschließende aufstehende Wand 2 ebenfalls aus Beton. Zwischen der Bodenplatte 1 und der Wand 2 ist eine horizontale Arbeitsfuge 3 gebildet, in der zwei aus dem erfindungsgemäßen Dichtungsmaterial hergestellte Fugendichtungsbänder 4 eingebracht sind, und zwar dadurch, dass die beiden, sich jeweils in Längsrichtung der Betonwand 2, d.h. senkrecht zur Zeichenebene der Figur erstreckenden Fugendichtungsbänder 4 vor dem Betonieren der Betonwand 2 auf der Bodenplatte 1 dort fixiert wurden, wo die Betonwand 2 später angeschlossen wurde. Durch die Einstellung des spezifischen Gewichtes des Dichtungsmaterials auf einen Wert von größer als 2,1 g/ccm wird das beim Stand der Technik nachteilige Aufschwimmen der Fugendichtungsbänder 4, d.h. das Abheben dieser Bänder von der Oberseite der Bodenplatte 1 verhindert und damit erreicht, dass die Fugendichtungsbänder 4 über ihre gesamte Länge im Bereich der Arbeitsfuge 3 beidseitig gegen die Fläche der Bodenplatte und gegen die Fläche der Betonwand 2 anliegen.

1: Beton-Bodenplatte
2: Betonwand
3: Arbeitsfuge
4: Fugendichtungsband

Claims

Fugendichtungsmaterial für Arbeitsfugen, insbesondere Fugendichtungsband hergestellt unter Verwendung wenigstens einer unter Einfluss von Feuchtigkeit quellenden Masse, die in Mischung zumindest eine quellaktive Komponente, eine elastomere Komponente sowie eine als Füller dienende Komponente enthält, wobei die spezifische Gesamtdichte des Dichtungsmaterials auf einen Wert größer als 2,1 g/ccm eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial normiert auf 100 Gewichtsanteile Elastomer folgende Zusammensetzung aufweist: Elastomer: 100 Gewichtsanteile (3,7 Masse-%) Weichmacher: 440 Gewichtsanteile (16,5 Masse-%) organische Quellsubstanz: 53 Gewichtsanteile (2,0 Masse-%) anorganische Quellsubstanz: 800 Gewichtsanteile (30,0 Masse-%) Füllstoff: 1280 Gewichtsanteile (47,8 Masse-%), und dass der Füllstoff von wenigstens einem der nachfolgenden Stoffe gebildet ist: Magnetit (Fe₃O₄), FeO, Fe₂O₃, CuFeS₂.
Fugendichtungsmaterial für Arbeitsfugen, insbesondere Fugendichtungsband hergestellt unter Verwendung wenigstens einer unter Einfluss von Feuchtigkeit quellenden Masse, die in Mischung zumindest eine quellaktive Komponente, eine elastomere Komponente sowie eine als Füller dienende Komponente enthält, wobei die spezifische Gesamtdichte des Dichtungsmaterials auf einen Wert größer als 2,1 g/ccm eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial normiert auf 100 Gewichtsanteile Elastomer folgende Zusammensetzung aufweist: Elastomer: 100 Gewichtsanteile (2,9 Masse-%) Weichmacher: 440 Gewichtsanteile (12,5 Masse-%) organische Quellsubstanz: 53 Gewichtsanteile (1,5 Masse-%) anorganische Quellsubstanz: 800 Gewichtsanteile (22,8 Masse-%) Füllstoff: 2115 Gewichtsanteile (60,3 Masse-%), und dass der Füllstoff von wenigstens einem der nachfolgenden Stoffe gebildet ist: Magnetit (Fe₃O₄), FeO, Fe₂O₃, CuFeS₂.
Dichtungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als Füllstoff dienende Komponente eine spezifische Dichte größer als 2,9 g/ccm aufweist.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Quellsubstanz von mehreren unterschiedlichen Stoffen gebildet ist.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Quellsubstanz Na/Ca-Bentonit, Kieselsäure und/oder Kaolinit ist.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Quellsubstanz ein hydrophiles, aber wasserunlösliches Polymer ist, vorzugsweise aus der Gruppe Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyacrylat, Polymethacrylate, Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Acrylamid/Acylsäure-Copolymere, Polyvinylpyrrolidone, oder Mischungen zweier oder mehrerer organischer Quellmittel bzw. hydrophiler Polymere.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer von wenigstens einem unvernetzten und/oder vernetzten Elastomer oder einer Mischung von Elastomeren gebildet ist.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein solches aus der Gruppe Butylkauschuk, halogenierter Butylkautschuk, Polyisobutylen, Ethylen-Propylen-Terpolymer, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Polybuten ist.
Dichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichmacher ein solcher auf Mineralölbasis und/oder auf Basis von pflanzlichen Ölen ist, bevorzugt Tallöl, Palmöl, Rapsöl und/oder ein synthetischer Weichmacher, bevorzugt Polyether, Polyester, Thioether, Thioester.