DE2357506A1

DE2357506A1 - Substanz zur bildung einer rostschutzschicht auf armierungsstahl fuer leichtbauzellenbeton

Info

Publication number: DE2357506A1
Application number: DE19732357506
Authority: DE
Inventors: Isao Shiozaki; Eiji Wachi; Takashi Watanabe
Original assignee: Internationella Siporex AB
Current assignee: Internationella Siporex AB
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-17
Publication date: 1974-05-30
Also published as: JPS515854B2; GB1451221A; JPS4994731A

Description

14. ^ove;mbe:r 1973 Da./kr

INTERNAT IQSEELA. SIEOEEX AB .

Malmö / Schweden

"Substanz zur Bildung einer Hostschutzschicht auf Armierungsstahl für l»eichtbauzellenbeton.^|e

Die Erfindung betrifft eine Substanz zur Bildung einer Rostschutzschicht auf Armierungsstahl für Leichtbauzellenbeton.

Allgemein wird Leichtbauzellenbeton dadurch hergestellt_s daß Wasser in einem geeigneten-Verhältnis mit einem pulverförmigen Produkt einer kalkhaltigen Substanz wie Zement und Kalk und einer kieselhaltigen Substanz wie Siliciumoxid und Silex ge-

'.■■■' ■■■'■- ■ '." - 2 -409822/1055

mischt wird, in das Gemisch ein pulverförmiges Metall wie Aluminium eingeführt wird und das Gemisch umgerührt oder Luft in das Gemisch eingeführt wird, um damit in dem Gemisch Blasen entstehen zu lassen. Das Gemisch erhärtet anschließend und wird dann einer Dampfaushärtung bei hoher Temperatur und hohem Druck in einem Autoklaven unterzogen, um eine hydrothermische Beaktion zu bewirken. Wenn, der in dieser Weise hergestellte Leichtgewichtzellenbeton als Baumaterial verwendet werden soll, muß Armierungsstahl eingebettet sein. Wenn Armierungsstahl eingebettet wird, der nicht vorbehandelt ist, korrodiert er leicht durch Einwirkung der Luftfeuchtigkeit, insbesondere wegen dee hohen Leerraumverhältnisses und der geringen Alkalität des Leichtgewichtzellenbetons.

Deshalb wird allgemein eine Rost schutzschicht' auf dem Armierungs-Stahl vorgesehen. . · .

Zur Herstellung einer solchen Ro st schutzschicht auf dem Armierungsstahl ist es bekannt, den Armierungsstahl in ein. Gemisch einzutauchen, das aus einem kolloidalen Binder, wie Kasein, Gelatine oder Methylzellulose sowie Zement und Wasser besteht. Man kann ein solches Gemisch auch auf sprühen, oder aufpinseln.. Die in dieser Weise entstandene Schicht wird dann, getrocknet (britische Patentschrift 649 887).

- 3 409822/1QS5

Ferner ist es "bekannt, zur Herstellung einer Rostschutzschicht ein Gemisch von Gummilatex, Zement und Wasser zu verwenden (britische Patentschrift 829 051).

Bei allen, diesen bekannten Verfahren werden, jedoch nicht immer ausreichende Ergebnisse erreicht,, und zwar hinsichtlich der Bin.defähigkeit an den Armierungsstahl und der Witterungsbeständigkeit nach einer längeren Standzeit. Im Vergleich zu ähnlichen Emulsionen, wie solchen mit Vinylazetatharz, Acrylsäureesterharz und Vinylazetatacrylsäure-Gopolymerharz, ist eine Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion als ausgezeichnet hinsichtlich ihrer Wetterbeständigkeit, der Alkalibeständigkeit, der Bindefähigkeit, der Herstellungskosten usw. bekannt.

Demgemäß ist vor kurzem ein Verfahren zur Herstellung eines Betonproduktes vorgeschlagen worden, bei dem Zement, Wasser und ein Zuschlagstoff wie Sand vermengt werden, wobei eine Emulsion.eines Äthylenvinylazetat-Copolymerharzes mit einem Vinylazetatgehalt von 60 bis 90 Gewichtsprozent eingebaut wird, um die Eigenschaften'des Betonproduktes zu verbessern, (japanische Patentschrift 33054/72).

Es ist nun festgestellt worden, daß dann, wenn ein Äthylenvinylazetat-Copolymerharz mit solchen Eigenschaften, als ein Material zur Herstellung einer Rostschutzschicht auf Armierungsstahl verwendet wird und Leichtbauzellenbeton dadurch herge-

_ 4 _ 409822/1055

stellt wird, daß Armierungsstahl eingebettet wird, der vorher in eine Vis'kosesuspension, frei von. Sand o. dgl. eingetaucht worden, ist, die durch eine Vermischung einer Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion mit Wasser hergestellt ist, wonach eine Lufttrocknung bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 80° C und eine Dampfhärtung bei hoher Temperatur und hohem Druck erfolgt, daß dann das Äthylenvinylazetat-Copolymerharz in der auf dem Armierungsstahl gebildeten Schicht vollständig ausgehärtet wird und einen völlig wasserdichten Kunststoffilm. bildet. Gleichzeitig wird die Oberfläche des ArmierungsstahIs passiviert, und zwar durch eine alkalische Substanz, die in einem Zementhydrat enthalten ist, welches durch die Dampfhärtung bei hoher Temperatur und hohem Druck entsteht. Dadurch entsteht eine Rostschutzschicht mit einer guten Korrosionsbeständigkeit und ergibt eine feste Bindung entweder zwischen dem Armierungsstahl und der Schicht oder zwischen der Schicht und dem Leichtbauzellenbeton.

Die Erfindung besteht darin, daß ein Brei verwendet wird, der frei von Sand o. dgl. ist. Der Brei wird durch Vermengen von Zement mit einer Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion und Wasser hergestellt, wobei der Harzgehalt der Copolymerharzemulsion 1 bis 55 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, beträgt, so daß eine Rostschutzschicht auf dem Armierungsstahl für Leichtbauzellenbeton gebildet wird. Für den Fall, daij der

409822/1055

— ο -

Harzgehalt der Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion weniger als 1 Gewichtsprozent, bezogen auf den. Zement, beträgt, enthält die getrocknete und erstarrte Schicht Le.erräume. in. groi3er Zahl, was zu einer Verringerung der Bindefähigkeit an dem Armierungsstahl führt, und die Schicht verliert ihre Rostschutzeigenschaften. Wenn, der Harzgehalt andererseits den. vorstehend angegebenen oberen. Grenzwert überschreitet, verringert sich die Funktion des Zementhydrats zur Passivierung des Stahls; außerdem verringert sich die Bindefähigkeit der Beschichtung an den Beton. Es reicht aus, daß ein Wasseranteil von 25 bis 45 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, vorhanden ist; in diesem Bereich läßt sich eine geeignete Viskosität zum Anbringen des Schlamms auf der Oberfläche des Armierungsstähles erreichen.

Um die Viskosität und die zeitliche Gebrauchsfähigkeit des Mittels zur Bildung einer Rostschutzschicht zu verbessern, wird vorzugsweise ein kleiner Anteil einer pastenförmigen, organischen, hochpolymeren. Substanz ,wie z.B. Hydroxy-Äthylzellulose, Kasein, Polyvinylalkohol, Methylzeilulose, Karboxymethylaellulose usw., aufgenommen. Es ist nun festge- \ stellt worden, daß unter diesen organischen Pasten Hyäroxy-Äthylzeilulose besonders wirksam ist und daß dann, wenn es in einem Anteil von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zemunt, enthalten ist, die zeitliehe Gebrauchsfäriiglcei t, des

409822/.10 55 ■

OFSQJNAL

entstehenden, die Rostschutzschicht bildenden Mittels länger wird, nachdem eine Konservierung über einen langen Zeitraum hinweg erfolgt ist. V/enu der Anteil an Hydroxy-Äthylzellulose weniger als. 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf den. Zement,, beträgt, neigt die Hydrierung des Zements .im Rostschutzschichtmittel dazu, schnell voranzuschreiten, was zu einer Verkürzung der zeitlichen Gebrauchsfähigkeit führt. Wenn die Menge an Hydroxy-Äthylzellulose 2,0 Gewichtsprozent überschreitet, erhöht sich die Viskosität des di'e Rostschutzschicht bildenden Mittels extrem, und. es ist schwierig,.eine Schicht einer gewünschten Dicke zu erreichen.

Nach dem Eintauchen von Armie rungs stahl in das erfindungsgemäße, die Rostschutzschicht bildende Mittel oder nach Beschichtung der Oberfläche des Armierungsstahls mit dem erf indungsgemäiien Mittel durch Aufpinseln oder dergleichen wird der Armierungsstahl getrocknet, so daß eine Schicht einer_ bestimrnte"n Dicke auf der Oberfläche des Armie rungs Stahls gebildet wird. Das Trocknen zur Bildung einer Schient erfolgt durcn Luft von einer Temperatur zwischen iiaumtemperatur und 50° G, um ein Brechen der ücnicht durch ^ußenkräfte su verhindern . Dann ist die Schicht gen.arte L und am fixiert. Der Armierungsstahl, der die in dieser Weise ents ν and ^fine 3 c nicht aufweist, wird in eine Form für die Herstellung von ijp : oLtoauzeilenbeton eingesetzt uivl e:i η .brei ^eineu

EÄDORtäiNÄL 409BV-/1055

Gemisches ausAusgangsmaterialien, zur Herstellung von Leichtbauzellenbetoii wird in. die Εοπη. gegossen. Daran schließt sich, das Aufschäumen, Härten.-und die Formgebung an. Dann wird die Dampf härtung bei hoher Temperatur und hohem Druck in. einem Autoklaven durchgeführt, und ein. Leiehtbauzellenbeton. erhalten,· in den. der Armierungsstahl eingebettet ist.

Die Erfindung wird nachstehend in. Beispielen, veranschaulicht, in denen ein auf dem Markt erhältliches Produkt, Sumikaflex ■ (hergestellt von der Sumitomo Chemie al Industry Co. Ltd.) als die Athylenvinylazetat-Copolymeremulsion verwendet wird.

In dieser Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion liegt das Verhältnis von Äthylen, zu Vinylazetat in einem Bereich von 2:8 bis 8:2. ,

Beispiel 1

•Portland-Zement · 100 Gewicht steile Äthylen-Vihylazetat- .

Copolymerharsemulsion . ' ■

(Sumikaflex 400 und 510,

Harzgehalt 5b Gewichtsprozent) 2 Gewichtsteile Wasser - · 44 Gewichtsteile

Die vorstehenden Substanzen wurden, gemischt, um. ein. viskoses

■ 40 9b;2 2/ 1 05 5 :■■. - · :■ ■-

Mittel zur Bildung einer Schicht herzustellen, und Armierungsstahl wurde in dieses Mittel getaucht und getrocknet, um auf der Oberfläche des Armierungsstahls eine Schicht zu bilden. Der beschichtete Armierungsstahl wurde in eine Form gesetzt, ein Brei aus Ausgangsmaterialien, für Leichtbauzellenbeton in die Form gegossen, aufgeschäumt und geformt; der geformte Beton wurde in einem Autoklaven Sattdampf von 170° C und 8 kg/cm für die Dauer von 2 0 Stunden ausgesetzt und herausgenommen., nachdem er seine Endstärke erreicht hatte. Nachdem der Beton dem vorgeschriebenen Witterungstest unterzogen, worden war, wurde Bildung von Rost auf dem eingebetteten Stahl geprüft. Es wurde festgestellt, daß sich praktisch kein. Rost auf der Oberfläche des Armierungsstahls bildete.

Beispiel 2

Portland-Zement 100 Gewichtsteile

Äthylenvin.ylazetat-Copolymerharzemulsion
(Sumikaflex 400 und 510,
Harzgehalt 55 Gewichtsprozent) 100 Gewichtsteile

G-emisch der vorstehenden Substanzen wurde, in der gleichen V/eise wie im Beispiel 1 behandelt, und der entstehende Beton getestet. Auch hier wurden gute Ergebnisse erzielt.

4 0 9 8 i //1055
ORKSfNAL

Beispiel. 3- ■ - .- ■ Portland-Zement Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion (Suniikaf lex 510, Harzgehalt 55 Gewichtspro-

-.. zent) ■

Methylzellulose

Wasser ^:

1 00 Gewichtsteile

10. Gewichtsteile 2 Gewichtsteile: Gewicht stelle

Methylzellülose wurde in kleiner Menge in. warmem Wasser auf gelöst, dann, mit der ithylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion. vermischt, nochmals Wasser zugesetzt'und das Ganze ausreichend gemischt. Dann, wurde dem Gemisch Zement zugesetzt und umgerührt, bis sich ein. homogener Brei bildete.

Die Gebrauchsdauer des entstandenen. Breis bei Raumtemperatur war langer, als die Gebrauchsdauer der Breie, die in Beispiel 1 und 2 entstanden; sie betrug 6 bis 12 Stunden und in dieser Zeit konnte eine Schicht aus dem.Mittel auf der Oberfläche des Armierungsstahls hergestellt werden. Ferner waren die Rostschutzeigenschaften des Produktes nach diesem Beispiel mit der des Produktes gemäi3 Beispiel 1 oder 2 vergleichbar.

- 10 -

409 8 22/ 105S

Beispiel· 4 - ■

Portland-Zement 100 Gewichtsteile

Äthylenvinylazetat-

Copolymerharzeinulsion

(Sumikaflex 510, Harz-. gehalt 55 Gewichtsprozent) 10 Gewichtsteile

Karboxyniethylzellulose 2 Gewichtsteile

Wasser 30 Gewichtsteile

Ein Brei zur Herstellung einer Schicht wurde hergestellt, indem die vorstehenden Substanzen in der gleichen Weise wie im Beispiel 3 vermischt wurden. Die Gebrauchsdauer des entstehenden schichtbildenden Mittels war ebenso groß wie die des Produktes nach Beispiel 3. Die Rostschutzeigenschaften waren fast gleich denen nach Beispiel 3·

Beispiel 5 -

Portland-Zement 100 Gewichtsteile

Äthylenvinylazetat-

CopolyEieniarzemuision

(öumikaflex 400, Harz-

gehalt 55 Gewichtsprozent) 10 GewichtsteiIe

Polyvinylalkohol 2 Gewichtsteile

Wasser 2b GewicntsteiIe

- Ί 1 -

tm v- tiAO 4 0 9 8 2 2 / T 0 5 5

BAD ORK3INAL

Die vorstehende Substanzen wurden in. der gleichen Weise wie in Beispiel 3 und 4 behandelt und die Prüfungen entsprechend durchgeXühx't. Die Gebrauchsdauer und die Ilostschutzeigenschaften, die in diesem Beispiel errei-cht· wurden, waren fast gleich jenen, die nach Beispiel 3 und 4 erreicht wurden.

Beispiel fa

Portland-Zeinent 100 Gewichtsteile

AthylenvinylazetatöopoIymerharζemulsion
(Sumikaflex |p10, .Harzgehalt 5ij Gewichtsprozent) 10 Gewic.htstelle Kasein 3 Gewichtsteile

Wasser 40 Gewichtsteile

Kasein wurde in. einer kleinen Menge einer alkalischen Lösung aufgelöst. Dann wurde die Lösung mit Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion, Zement und Wasser vermischt, um einen, Brei zur Herstellung einer Schicht zu bilden. Die Gebrauchsdauer des entstehenden Breis bei 30° C war deutlich gröiSer als die der Produkte nach Beispiel.3 und 4; sie betrug zwei bis vier Tage. Die Gebrauchsfähigkeit des Mittels kann also für eine lange Zeit aufrechterhalten werden und es wird ein kontinuierlicher Tauchvorgang ermöglicht, wenn man das schichtbildende Mittel nach diesem-Beispiel verwendet. Die hier erzielte Korrosionsbeständigkeit·war ebenfalls ausgezeichnet. ·

■' ■- 12 -

409822/1055 BADORfGJNAt

Beispiel 7

Portland-Zement . Äthylenvinylazetat-Copolymerharζemulsion (Sumikaflex 510, Harzgehalt 55 Gewichtsprozent) Hydroxy-Äthylzellulose .Wasser

100 Gewichtsteile

10 Gewichtsteile

T Gewicht steil
35 Gewichtsteile

Hydroxy-Äthylzellulose wurde in einer kleinen Menge warinen Wassers oder in einem Parallelversuch, in. einer alkalischen Lösung aufgelöst. Diese Lösung wurde mit der Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion und Zement vermischt, um einen Brei zur Herstellung einer Schicht zu bilden. Die Viskosität und die Gebrauchsdauer des in dieser Weise hergestellten Breis waren erheblich besser, als bei den Produkten, der vorstehenden Beispiele. Die Gebrauchsfähigkeit wurde für vier bis sechs Tage aufrechterhalten. Ärmie rungs stahl wurde mit diesem Plittel beschichtet, in Beton fixiert, woran sich eine Dampfbehandlung in. ein.em Autoklaven bei 185° C und 11,5 kg/cm für die Dauer von. fünf Stunden anschloß. In einem Bewitterungsversuch wurde festgestellt, daß die Hydrierung von. Zement und die Filmbildung von Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion perfekt erreicht wurden und die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet war.

— 13 -

4 09 82 2 /105 5

BAD 0RK3INAL

Claims

Paten tansprüche

Aj Substanz zur Bildung einer liostschutzschieht auf Armierungsstahl für Leichtbauzellenbeton, g e k e η η ζ e i c h η. e t durch ein Breigemisch aus Zement, Äthylenvinylazetat-Copolymerharzemulsion und Wasser, wobei' der Harzgehalt der Äthylenvinylazetat-Copölymerharzemulsiön, bezogen auf den Zement, T. bis zu 55 Gewichtsprozent beträgt.

2; Substanz nach Anspruch I^ g e k e η. η ζ e i e h η e t durch einen zusätzlichen Anteil von OjI bis 2^0 Gev/ichtsprozent $ bezogen auf den Zement j Hydfbxy-Athylzellulose: . .