DE2029446C3 - Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenaußenputz - Google Patents

Verfahren zum Imprägnieren von Mauerwerk, Beton und Fassadenaußenputz

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DE2029446C3 DE2029446A DE2029446A DE2029446C3 DE 2029446 C3 DE2029446 C3 DE 2029446C3 DE 2029446 A DE2029446 A DE 2029446A DE 2029446 A DE2029446 A DE 2029446A DE 2029446 C3 DE2029446 C3 DE 2029446C3
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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.
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-
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-
Tabelle
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
Gewichtsprozent
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
ja (24 g
Wasser
aufgenommen)
80
60
40
20
60
nein
nein
nein
nein
(BTMOS-K)
80
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
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
Tabelle II
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)
Tauchzeit im
Wasserbad
(h)
aufgenommene Wassermenge
(g)
Trichloräthylen
Silan in Lösung (Gewichtsprozent) Tauchzeit im
Wasserbad
(h)
aufgenommene
Wassermenge
(g)
24 48 72
12 19 30
40 40 40 24
28
72
15
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
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)

Patentansprüche:
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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