DE202016102928U1

DE202016102928U1 - Zusammensetzung und Vorrichtung zum Abdichten von Betonfugen

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Publication number: DE202016102928U1
Application number: DE202016102928.7U
Authority: DE
Original assignee: Velosit & Co KG GmbH
Current assignee: Velosit & Co KG GmbH
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2016-06-13
Anticipated expiration: 2026-06-02

Abstract

Trockenmischung auf der Basis von hydraulischen Bindemitteln zur sofortigen Bildung von kubischen Ettringitkristallen dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Trockenmischung a) 5–49 Gew.% Ye’elimit (Ca4Al6 [O12SO4]), b) 0,5–20 Gew.% CaSO4 c) 0,5–25 Gew.% eines wasserlöslichen Carbonats ausgewählt aus der Gruppe NaCO3, KCO3, und Li2CO3, d) und als Füller auf bis zu 100 Gew.% einen Zuschlagstoff, nämlich Sand, enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten von Betonfugen.
Beim Betonieren von großen, aber auch kleinen Bauwerken muss aus verschiedensten Gründen in Kauf genommen werden, dass beim Betonieren oder durch das Verbauen von Betonelementen Unterbrechungen in der Betonfläche entstehen. So entsteht an Anschlussstellen, an welchen frischen Beton an eine bereits ausgehärtete Betonfläche angeschlossen werden soll oder an Stellen, wo fertige Betonelemente aufeinander treffen eine Fuge. Derartige Fugen sind naturgemäß nicht wasser- und feuchtigkeitsdicht. Sie werden müssen daher mit den verschiedensten Verfahren, wie dem Einsetzten von Fugenblechen und Dichtprofilen bearbeitet, um wenigstens eine wasserabweisende Fuge, besser jedoch eine wasserdichte Fuge zu erhalten.
Seit langem sind zur Abdichtung von Betonfugen PVC-Dichtprofile, quellfähige Dichtbänder oder Fugenbleche bekannt, die in die Fuge einbetoniert werden, um damit den Weg des Wassers durch die Fuge zu verlängern und somit eine Wasserundurchlässigkeit zu erreichen bzw. zu verbessern.
Da die vorliegende Erfindung unter anderem Fugenbleche betrifft, wird hier kurz der entsprechende Stand der Technik mit seinen bekannten Vor- und Nachteilen zusammengefasst.
Seit langem werden zum Abdichten von Arbeitsfugen im Wand/Wand, Sohle/Wand, Sohle/Sohle und Wand/Decken Bereich verzinkte Stahlbleche eingesetzt. Solche Stahlbleche sind bekannt als lange Profiltafeln, typischerweise mit einer Länge von 2–3 m und einer Höhe von 15 cm oder als gewickelte Blechbänder mit einer Rollenlänge von etwas 10–15 m. Zum Einbau wird das Blech üblicherweise mit einem Mindestabstand an der Bewehrung fixiert. Die Ecken werden entweder gebogen oder durch den Einsatz von Eckwinkeln ausgebildet. An den Stoßkanten werden die Bleche mit Universalbügeln und Klammern in geringfügiger Überlappung fixiert. Anschließend wird das Fugenblech mit frischem Beton umgossen und einbetoniert. Die Einbautiefe ist dabei von der Wandstärke abhängig, beträgt aber normalerweise wenigstens 3 cm.
Zur Verbesserung der Dichtwirkung werden Fugenbleche auch ein- oder beidseitig beschichtet. In der einfachsten Form wird für die Beschichtung Bitumen oder modifiziertes Polymerbitumen verwendet, das hervorragende Haftkraft und Dichtwirkung hat. Die besagte hervorragende Haftkraft ist jedoch auch ein Nachteil der Bitumenbeschichtung, denn bis zum Einbau muss die leicht klebrige Bitumenbeschichtung durch eine Schutzfolie dreckfrei gehalten werden. Das Entfernen der Schutzfolie oder eines Teiles der Schutzfolie direkt vor dem Einbetonieren ist ein umständlicher und fehleranfälliger Arbeitsschnitt.
Für eine alternative Beschichtung der Fugenbleche wird z.B. auch quellfähiges Bentonit verwendet, welches aufgrund seines Quellverhaltens bei Kontakt mit Wasser eine aktive Abdichtung bieten soll. Allerdings muss auch eine Bentonitbeschichtung durch eine Schutzfolie vor vorzeitigem Kontakt mit Wasser bzw. Feuchtigkeit und damit einem ungewollten und nachteiligen Aufquellen auf der Baustelle bis zum Einbau geschützt werden.
Als weitere Beschichtungsmaterialien wurden auch mineralische Beschichtungen vorgeschlagen. So sind z.B. zementhaltige Beschichtungen im Einsatz, die zwar nicht kleben oder quellen, dafür aber keine Schutzfolie vor dem Einbau benötigen. Ein Nachteil dieser mit mineralischem Material beschichteten Fugenblechen ist es jedoch, dass Stoßkanten und Stoßverbindung mittels Bitumenstreifen oder anderen abdichtenden Klebestreifen vor dem Einbetonieren abgedichtet werden müssen. Auch hierin wird von der Fachwelt ein fehlerabfälliger und damit verbesserungswürdiger Arbeitsschritt gesehen.
EP1571271 offenbart ein Dichtblech zum Einbau in eine Betonfuge, auf welches mittels eines Haftvermittlers Zement und Calciumhydroxid aufgebracht wurde. Der Zement bzw. das Calciumhydroxid soll in dieser Anwendung bei Einwirkung von Wasser zu wasserlöslichem Calciumcarbonat umgewandelt werden und somit einen wasserundurchlässigen, bzw. wasserdichten Verbund zwischen Abdichtblech und umgebendem Beton erreichen.
Diese Art der Versinterung (Kalksteinbildung) bei der das Ca(OH)₂ der Beschichtung mit CO₃ ^2– aus dem Beton zu CaCO₃ reagiert, ist ein langsamer Vorgang, so dass zum sofortigen Abdichten gegen Wasser wenigstens die Stoßkanten individuell und mit haftendem bzw. quellenden Fugenbändern zu behandeln wären. So interessant eine nachträgliche Versinterung sein mag, so unvorteilhaft ist eine lange Reaktionszeit bei Abdichtungen, so dass auch hierin ein fehlerabfälliger und damit verbesserungswürdiger Arbeitsschritt von der Fachwelt gesehen wird.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe Nachteile des Standes der Technik zu reduzieren und eine weitere alternative Beschichtung zum Auftrag auf Fugenbleche und Fugenprofile bereitzustellen. Die verbesserte Beschichtung des Fugenblechs soll dabei eine sofortige wasserundurchlässige Sperre erzielen. Weiterhin soll die verbesserte Beschichtung in der Handhabung der Fugenbleche und beim Einbau nicht klebrig und dreckempfindlich sein. Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn der Produktionsprozess und damit die Herstellung der beschichteten Bleche vereinfacht und beschleunigt werden könnte. Schließlich soll mit der neuen Beschichtung aber auch ein klimapolitisches Ziel verfolgt werden und insbesondere eine Produktion des CO₂ Ausstoßes bei der Verwendung von zementhaltigen Dichtmaterialien reduziert werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch die vom Erfinder bereitgestellte Trockenmischung, wie in Anspruch 1 definiert, gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen spezielle Zusammensetzungen der Trockenmischung und individuelle Ausführungsformen von mit der Trockenmischung beschichteten Abdichtmaterialien.
Die vorliegende Erfindung stellt hierzu eine neue und verbesserte Beschichtung als Trockenmischung bereit, die auf verschiedene Materialien und Träger aufgebracht werden kann. Gleichzeitig kann diese Mischung aber auch direkt eingesetzt werden und in etwaige Risse oder Fugen eingestreut werden.
Die bereitgestellte Trockenmischung enthält hierzu eine zu Ettringit reagierende Mischung aus 5–49 Gew. % Ye’elminit (Ca₄Al₆ [O₁₂SO₄]) und 0,5–20 Gew. % CaSO₄. Weiterhin enthält die Trockenmischung 0,5–25 Gew. % eines wasserlöslichen Carbonats und ggf zum Ausgleich auf 100 Gew. % einen inerten Zuschlagstoff. Die bereitgestellte Trockenmischung enthält damit einen ungewöhnlich hohen CaSO₄ Anteil, der als Steuerkomponente eingesetzt wird.
Alternativ und als Ersatz für das Ye’elimit enthält die bereitgestellte Trockenmischung 5.5–59 Gew. % Calcium-sulfo-aluminat (CSA), welches zu 80% aus Ye’elimit und/oder Klinker und zu 20% aus CaSO₄ besteht; es hat damit auch einer unvermutet hohen CaSO₄ Anteil.
Die bereitgestellte Trockenmischung bildet aufgrund des hohen CaSO₄ Anteiles bei Kontakt mit Wasser sofort oder nahezu sofort Ettringitkristalle, wodurch eine sehr schnelle Aushärtung des hydraulischen Bindemittels erreicht wird. Durch diese Eigenschaften ermöglicht die bereitgestellte Trockenmischung, Betonfugen äußerst schnell und vollständig abzudichten.
Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, dass diese Ettringitkristalle bei der bereitgestellten Trockenmischung zunächst kubische Kristalle ausbilden, die im Nanobereich liegen und zu einer hervorragenden Festigkeit führen.
Die Trockenmischung und die entstehenden Ettringitkristalle unterscheiden sich damit von Ettringitkristallen, die sich in herkömmlichen Aluminat Zementen bilden und die sich nadelförmig ausbilden. Die Bildung von nadelförmigen Etringitkristallen führt zwar auch zu einer schnellen Aushärtung, allerdings bedingt die „Nadel“-Formation, dass die ausgehärtete Masse entlang der nadelförmigen Kristalle leicht bricht oder Risse bildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die bereitgestellte Trockenmischung weiterhin 0,5–30 Gew. % eines wasserlöslichen Carbonats. Das durch den Kontakt mit Wasser freigesetzte Carbonat reagiert in dem hydraulischen Bindemittel mit den in zementösen Schlämmen vorliegenden Ca²⁺, und bildet bei einem Überschuss an Carbonat (CO₃ ^2–) das stabile CaCO₃.
Während in herkömmlichen Abdichtsystemen darauf abgestellt wird, dass Ca(OH)₂ mit CO₂ aus der Luft zu CaCO₃ reagiert, nutzt die vorliegend bereitgestellte Mischung nicht die bekannte von Luft CO₂ Gehalt abhängige Karbonisierungsreaktion (Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O) zum Abdichten, sondern ermöglicht viel schnellere und von Umweltbedingungen unbeeinflusste Reaktion zur Abdichtung von Fugen, nämlich CO₃ ^2– + Ca²⁺ → CaCO₃.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das in der bereitgestellten Trockenmischung wasserlösliche Carbonat ausgewählt aus der Gruppe der Alkalicarbonate, oder insbesondere der Gruppe bestehend aus Na₂CO₃, K₂CO₃, Li₂CO₃ oder Mischungen hieraus.
Besonders bevorzugt wird hierbei Na₂CO₃, da es leicht verfügbar und äußerst billig ist. Ebenso kann auch K₂CO₃ eingesetzt werden.
In manchen Ausführungsformen ist die Trockenmischung weiterhin mit bis zu 5 Gew. %, vorzugsweise mit 0,5–1,5 Gew.%, 1,0–2,5 Gew.%, 1,5–3,0 Gew.%, 2,0–4,0 Gew.% oder 2,5–5,0 Gew.% Verzögerer versetzt, der eine frühe CaCO₃ Bildung bei Kontakt mit Wasser etwas verzögert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung eignen sich insbesondere schwache Säuren oder deren Salze als Verzögerer, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Gluconsäure, Gluconat, Weinsäure, Tatrat, Kalium-Natrium-Tatrat, Zitronensäure, Citrat und Mischungen derselben.
Durch den Einsatz der Verzögerer wird die Bearbeitungszeit der bereitgestellten Trockenmischung positiv beeinflusst. Sofern die bereitgestellte Trockenmischung zur Beschichtung von Abdichtmaterialien eingesetzt wird, wird somit sichergestellt, dass die CaCO₃ bildende Reaktion nicht schon bei zufälligen Kontakt z.B. mit Spritzwasser startet, sondern erst wenn das beschichtete Abdichtmaterial in die Betonfuge gesetzt und eingegossen wurde. Die bereitgestellte Trockenmischung reagiert dann erst mit dem anstehenden Restwasser des Betons bzw. etwaig Wasser einer anstehenden Wassersäule und führt dabei zu der gewünschten CaCO₃ Bildung.
Weiterhin ist noch zu erwähnen, das die bereitgestellte Trockenmischung als Füllmaterial einen inerten Zuschlagstoff z.B. Sand einsetzt, um die Trockenmischung auf 100 Gew. % aufzufüllen. Der Zuschlagstoff kann je nach geplantem Einsatz in einer Menge von 0 Gew. %–40 Gew. %, weiterhin 0,5–5 Gew. %, 1–8 Gew. %, weiterhin 5–10 Gew. %, weiterhin 5–20 Gew. %, weiterhin 10–30 Gew. % oder weiterhin 15–40 Gew. % zugegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Abdichtmaterial ein Trägermaterial z.B. ein herkömmliches Fugenblech, das zunächst mit Bitumen oder z.B. einem Styrolbutadien Dispersion beschichtet ist und das mit der bereitgestellten Trockenmischung abgesandet bzw. bestreut wird. Alternativ kann die bereitgestellte Trockenmischung bereits in die Dispersion vor dem Auftrag eingemischt werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Trägermaterial eine Hartbitumen Platte, die mit der bereitgestellte Trockenmischung bestreut wird. Jedes andere geeignete Trägermaterial kann hier auf vergleichbare Weise eingesetzt werden.
Hervorzuheben ist noch, dass bei porösen Trägermaterialien bzw. saugfähigen Trägermaterialien es auch möglich ist eine Beschichtung des Abdichtmaterials durch das Aufbringen einer Schlämme, hergestellt aus der bereitgestellte Trockenmischung, erreicht werden kann.
Beim Herstellen der Schlämme ist jedoch zu beachten, dass Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel einzusetzen sind, welche die Karbonatisierungsreaktion nicht starten. Sobald die Schlämme auf oder in dem Trägermaterial abgetrocknet ist, ist das Abdichtmaterial einsatzbereit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1571271 [0009]

Claims

Trockenmischung auf der Basis von hydraulischen Bindemitteln zur sofortigen Bildung von kubischen Ettringitkristallen dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Trockenmischung a) 5–49 Gew.% Ye’elimit (Ca₄Al₆ [O₁₂SO₄]), b) 0,5–20 Gew.% CaSO₄ c) 0,5–25 Gew.% eines wasserlöslichen Carbonats ausgewählt aus der Gruppe NaCO₃, KCO₃, und Li₂CO₃, d) und als Füller auf bis zu 100 Gew.% einen Zuschlagstoff, nämlich Sand, enthält.
Trockenmischung gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung anstatt der Bestandteile a) und b) 5,5–69 Gew.% sulfatiertes Calciumaluminat mit einem Anteil von bis zu 80 Gew.% Ye’elimit und/oder Klinker und bis zu 20 Gew.% CaSO₄ enthält.
Trockenmischung gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung als weiteren Bestandteil bis zu 5 Gew.% eines Verzögerers ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gluconsäure, Gluconat, Weinsäure, Tatrat, Kalium-Natrium-Tatrat, Zitronensäure, Citrat und Mischungen derselben enthält.
Verwendung der Trockenmischung gemäß Anspruch 1 bis 3 zur Abdichtung von Betonfugen oder zur Beschichtung von zur Abdichtung von Betonelementen eingesetzten Materialien.
Abdichtmaterial beschichtet mit der Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder durchtränkt mit einer Schlämme hergestellt aus der Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Abdichtmaterial gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial eine Hartbitumenplatte ist.
Abdichtmaterial gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial mit einer Kunststoff-Dispersion, vorzugsweise eine Sytrolbutadien-Dispersion beschichtet und mit der Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 versehen ist.
Abdichtmaterial gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial mit Bitumen beschichtet und mit der Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 bestreut ist.
Abdichtmaterial gemäß Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtmaterial aus porösen Partikeln besteht, die mit einer kristallinen Schlämme der Trockenmischung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 durchtränkt und anschließend wieder getrocknet sind.