DE2029446C3 - Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenaußenputz - Google Patents
Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und FassadenaußenputzInfo
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Description
2. Verfahren na-.ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Silane oder deren Ankondensationsprodukte in einer äthanolischen Lösung aufgebracht werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenaußenputz
mittels C1- bis C6-Alkyltrialkoxysilanen
oder deren Ankondensationsprodukten.
Die vorgenannten siliciumorganischen Verbindungen
bewirken eine Hydrophobierung des Mauerwerks, Betons und Fassadenputzes. Die Anwendung
solcher Verbindungen hat den besonderen Vorteil, daß die volle Atmungsfähigkeit eines behandelten
Mauerwerks erhalten bleibt.
Es ist bereits bekannt, zur Mauerwerkimprägnierung wäßrige, stark natnumalkalische Methylsilikonat-Lösungen
zu benutzen. Das Imprägnieren mit derartigen Lösungen hat jedoch entscheidende Nachteile.
So verursachen die hohen Alkaligehalte der Lösung ein langsames Abbinden der Organosilicium-Verbindun?,en
auf den imprägnierten Oberflächen und weiter treten durch die mit Kohlensäure bzw. anderen sauren
Bestandteilen der Luft abbindende Natronlauge Salzausblühungen auf dem Mauerwerk auf. Auch das
Hantieren mit stark alkalischen Lösungen ist für die Praxis nicht unproblematisch.
Die DE-AS 10 34 865 beschreibt Hydrophobierungsmittel für Mauerwerk auf der Babis von Siloxanharzen.
Hierbei handelt es sich um hochkondensierte Verbindungen, die nur in alkylierten aromatischen oder in
halogeniertcn Kohlenwasserstoffen loslich sind, weshalb sie zum Hydrophobieren von feuchtem Mauerwerk
nicht angewendet werden können. Zudem wurde festgestellt, daß mit diesen Mitteln imprägniertos
Mauerwerk schneller verschmutzt als unimprägniertes, was in Anbetracht des Harzcharakters des Imprägnierungsmittels
verständlich erscheint, falls keine voll, ständige Aushärtung des aufgetragenen Harzes auf
dem Mauerwerk erfolgt.
Die US-PS 30 48 499 behandelt Imprägnierungsmittel, die Lösungen von AlkyI-tris-(/?-alkoxy-äthoxy)-silan
oder Dialkyl-tetra-(/?-alkoxy-äthoxy)-disiloxan enthalten. Diese Verbindungen kommen in wäßrigen
Lösungen zur Anwendung, die lange Trocknungszeiten verlangen. Zudem ist zwingend die Zugabe einer die
Aushärtung des aufgetragenen Imprägnierungsmittels beschleunigenden Substanz erforderlich. Als Katalysator
kommen beispielsweise Säuren oder Laugen in Frage,
Schließlich ist es bekannt, Hydrolysate verschiedener Alkyltrialkoxysijarie als Imprägnierungsmittel für
Mauerwerk zu benutzen. Als Hydrolysemittel dienen dabei Säuren, insbesondere Essigsäure* Die Verwendung
von Essigsäure führt zur Bildung von Acs·*
taten auf dem Mauerwerk, die feüchtigkeitsanziehend wirken,
Aus der GB-PS 9 57 389 ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Oberflächen mit Silan bekannt, wobsi
als Trägersubstanz für das Süan Dampf verwendet wird. Dieses Verfahren ist jedoch wegsn der Verweng
dung von Dampf umständlich durchzuführen und erlaubt insbesondere keine ausreichende Tiefenimprägnierung.
Aus der DE-PS 8 34 002 ist es bekannt, organisches oder anorganisches Material durch Behandlung
mit Organosilanverbindungen wasserabweisend zu machen. In der Patentschrift sind zwar eine ganze Reihe
von Anwendungsgebieten aufgezeigt, die Behandlung von Mauerwerk findet jedoch keine Erwähnung.
Im übrigen dient dieses bekannte Verfahren in erster Linie der Beschichtung von Glasoberflächen,
wobei als Lösungsmittel für die Silane Alkohole nicht in Betracht gezogen werden und eine Erwärmung
der Grundkörper erforderlich ist.
Aus der GB-PS 7 14 461 ist die Imprägnierung von Mauerwerk bekannt, jedoch gelangen ganz
offensichtlich Polymere, deren Zusammensetzung nicht angegeben werden kann, zum Einsatz. Für
diese Substanzen wird eine Vielzahl von Lösungsmitteln, unter denen auch Alkanolc aufgeführt sind,
genannt, doch läßt sich daraus nicht ableiten, daß gerade diese Alkanole im Verein mit den genannten
Alkylsilanen besondere Vorteile zeitigen.
Aus der CA-PS 8 25 646 ist es bekannt, Silane zur Oberflächenbehandlung von Beton zum Schütze
gegen Abblättern und Absplittern zu verwenden. Diese Silane stellen jedoch nur eine kleine Gruppe
aus der Vielfalt der angeführten Verbindungen dar. Außerdem scheint das Lösungsmittel nicht kritisch
zu sein, und die Behandlung des Betons hat zu einem Zeitpunkt zu erfolgen, in dem er noch nicht abgebunden
ist.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenputz,
das unabhängig vom Feuchtigkeitsgehalt des Mauerwerks, Betons und Fassadenputzes angewandt
werden kann und eine dauerhafte Hydrophobierung des behandelten Materials gewährleistet. Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenputz mittels
C1- bis Cj-Alkyltrialkoxysilanen oder deren Ankondensationsprodukten,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß 20- bis 85gewichtsprozentige Lösungen
der Silane oder deren Ankondensationsprodukte in C1- bis C3-Alkanolen aufgebracht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Silane oder deren Ankondensationsprodukte in einer äthanolischen Lösung aufgebracht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Silane oder deren Ankondensationsprodukte in einer äthanolischen Lösung aufgebracht.
Der Alkoxyrest im Alkyltrwlkoxysilan ist vorzugsweise
ein Methoxy- oder Äthoxyrest. Der Alkylrest de-,
Alkyltnalkoxysilans ist gesättigt und_ besitzt 1 bis
6 C-Atome, d. h. es handelt sich um Äthyl-, Propyl-, Butvl-. Pentyl- und Hexyltrialkoxy>ilane bzw. deren
ankondensierte Abkömmlinge. Die Alkyltrialkoxysilane werden nach bekannten Verfahren durch Veresterung
der entsprechenden Chlorsilane (R-SiCl3)
mit Alkoholen erhalten, kondensierte Alkyitrialkoxysilane entstehen durch Umsetzung der Ester mit Wasser
Und eventuelles Abdestillieren des freigesetzten Alkohols,
Als Lösungsmittel werden Alkohole mit 1 bis 3 C-Atomen, vorzugsweise Äthanol, benützt.
Die Hydrolyse der in alkoholischer Lösung auf-
Die Hydrolyse der in alkoholischer Lösung auf-
gebrachten Monomeren bzw. ankondensierten Organosilane erfolgt auf der Unterlage selbst Eine
Unterstützung durch chemische Zusätze zu den Lösungen ist nicht erforderlich. Als Imprägnierungsunterlagen kommen zement- und kalkhaltige Stoffe,
insbesondere Außenputze von Fassaden, in Betracht, die hydroxylgruppeuhaltige Anteile besitzen, an
denen Si-O-Bindungen abbinden können.
Die Lösungen können durch Streichen oder Sprühen auf die zu imprägnierende Unterlage aufgebracht
werden. Die auf die Oberfläche aufzutragendE! Menge hängt im wesentlichen von der speziellem
Struktur der Unterlage und von der gewünschten Hydrophobie ab.
Bereits Mengen von 25 g/m2 eines Imprägnierungsmittels,
das aus einer Lösung besteht, die 2Cl Gewichtsprozent Alkyltrialkoxysilan enthält, liefern
gute Ergebnisse. Das erfindungsgemäße Verfahren! wird mit einer ImprägniemngsmittelJösung durchgeführt,
die 20 bis 85 Gewichtsprozent Alkyltrialkoxysilane enthält, wobei verschiedene Alkyltrialkoxysiiane
nebeneinander vorliegeen können. Die Verwendung alkoholischer Lösungen macht die Wirkungen
davon unabhängig, ob die Unterlage trocken war oder bereits einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt as
besaß.
Die volle wasserabweisende Wirkung tritt etwa 24 Stunden nach der Imprägnierung auf. Ein Feucht-
werden der imprägnierten Vorlage während dieser Zeit schadet nicht, ist im Gegenteil dem Aufziehprozeß
dienlich.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Imprägnierverfahrens werden im folgenden an Hand einiger
Beispiele gezeigt.
Die hydrophobierenden Wirkungen der aufgetragenen Lösungen wurden an zylindrischen Körpern
untersucht, die folgende Abmessungen besaßen: Zylinderdurchmesser 10 cm, Höhe 3 cm, Oberfläche
etwa 250 cm2. Diese Körper waren aus einer Mischung von einem Teil Portlandzement und vier Teilen handelsüblichem
Sand mit einer Korngröße bis zu 4 mm hergestellt. Das Imprägniermittel wurde durch
Pir.seln auf die Formkörper aufgebracht.
N jch einer Trockenzeit von etwa 24 Stunden wurden
die Körper in Bäder mit einem Wasserstand von 10 cm Höhe, entsprechend einer Windgeschwindigkeit von
etwa 130 km/h, eingelegt. Die Wasseraufnahme wurde durch Wägen verfolgt Die nachstehende Tabelle gibt
Auskunft über die mit Butyltrimethoxysilan (BTMOS) und ankondensiertem Butyltrimethoxysüan (BTMOS-K)
in Äthanol als Lösungsmittel erzielten Resultate. Es wurde ein ankondensiertes Butyltrimethoxysilan
benutzt, indem nahezu alle Methoxygruppen herauskondensiert worden waren. Benzinische Lösungen ergeben
auf trockenen Unterlagen vergleichbare Ergebnisse.
Körper
vorgefeuchtet
mit Wasser
vorgefeuchtet
mit Wasser
Gewichtsprozent
der alkoholischen
Lösung an Silaii
(BYMOS)
der alkoholischen
Lösung an Silaii
(BYMOS)
Aufgenommene Aufgenommene Wassermenge Silanmcnge in g nach
g/m2
24 h
48 h 72 h
Aufgenommene
Wassermenge des
nicht imprägnierten Steines nach
30 Minuten in g
Wassermenge des
nicht imprägnierten Steines nach
30 Minuten in g
ja (24 g
Wasser
aufgenommen)
80
60
40
20
60
60
40
20
60
nein
nein
nein
nein
nein
nein
nein
(BTMOS-K)
80
60
40
20
60
40
20
130 72 80 40 72
96 72 64 24
4 3 3 3 2
4 4 3 2
4 4 4 5 3
4 4 3 4 4
4
3
5
4
3
5
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
etwa 30
Die besondere Wirksamkeit des erfindungsgemäßeii
Verfahrens unter Anwendung eines Imprägnierungsmittels in Form einer alkoholischen Lösung geht aus
den folgenden Vergleichsversuchen hervor. Entsprechend dem vorstehend angegebenen Ausführungsbeispie!
wurden zylindrische Probekörper mit Lösungen von Butyltrimethoxysilan in Aceton bzw. in
Trichlorethylen imprägniert. Dabei zeigte es sich, daß die aufgenommene Silanmenge ungefähr der Menge
entsprach, die aus äthanolischen Lösungen aufgenommen wurde. Dagegen waren die aufgenommenen
Wassermengen gegenüber der Lösung von Butyltrimethoxysilan in Äthanol erhöht, wie aus der folgenden
Tabelle hervorgeht:
Aceton
Silari Sri Lösung
(Gewichtsprozent)
(Gewichtsprozent)
Tauchzeit im
Wasserbad
Wasserbad
(h)
aufgenommene Wassermenge
(g)
Trichloräthylen
Silan in Lösung (Gewichtsprozent) Tauchzeit im
Wasserbad
Wasserbad
(h)
aufgenommene
Wassermenge
Wassermenge
(g)
24
48
72
12 19 30
40 40 40 24
28
72
28
72
15
20
27
20
27
Aus diesen Vergleichsversuchen geht hervor, daß die aufgenommene Wassermenge nach Imprägnieren
mit einem Mittel, das Aceton bzw. Trichlorethylen als Lösungsmittel enthiilt, größer ist als die Wassermenge,
die von den mit äthanolischer Lösung imprägnierten Probekörper aufgenommen wurde (s. Tabelle I).
Vergleichsversuche
Es wurden Kalksandsteine der Abmessungen 6,0 X 3,0 X 1,75 cm im trockenen Zustand mit jeweils
40%igen Lösungen von Butyltrimethoxisilan in den in der Tabelle angegebenen Lösungsmitteln
satt imprägniert. Weiterhin wurden Kalksandsteine der gleichen Provenlenz und gleicher Größe so weitgehend
mit Wasser getränkt, daß der Wassergehalt in den Steinen 5,75 % bzw. 8,63% betrug. Da die
Steine insgesamt maximal 11,5 °/o ihres Gewichtes an
Wasser aufnehmen konnten, betrug die relative Probefeuchte dieser Steine 50 bis 75%. Die Steine
mit diesem Feuchtigkeitsgehalt, der in der Praxis sehr oft angetroffen wird) wurden ebenfalls mit
40%igen Lösungen von Butyltrimethoiisilan in den in der Tabelle angegebenen Lösungsmitteln satt imprägniert.
Die imprägnierten Steine wurden daraufhin wäh- as
ren 240 Stunden in einem Wasserbad von 10 cm Höhe oberhalb der Steinoberfläche gelagert. Anschließend
wurde das aufgenommene Wasser gewogen.
In der folgenden Tapene ist die aufgenommene Wassermenge, in Prozenten, bezogen auf das Gewicht
des Steines, in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit der Steine, angegeben. Die Feuchtigkeit der
Steine wird als relative Probefeuchte in Prozent bezeichnet.
Lösungsmittel
Wasseraufhabme
in »/0
in »/0
0 50
75
Relative Probe | 0,9 | 1,9 | 2,1 |
feuchte in % | 0,9 | 3,0 | 6,2 |
Äthanol | 0,9 | 2,3 | 6,5 |
Butannn | 2,9 | 9,5 | |
Äthyl acetat | |||
Trichloräthan | |||
Diese Vergleichsversuche zeigen, daß die hydrophobierende
Wirkung von äthanolischen Lösungen bei feuchten Steinen erheblich besser ist als diejenige
von Lösungen in anderen Lösungsmitteln.
Claims (1)
1. Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenaußenputz mittels C1-bis
Cj-Alkyltrialkoxysilanen oder deren Ankondensationsprodukten,
dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 85gewichtsprozentige Lösungen der Silane oder deren Ankondensationsprodukte
in C1- bis C3-Alkanolen aufgebracht
werden.
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