DE2617685A1 - Verputzzusammensetzung fuer baumaterial - Google Patents
Verputzzusammensetzung fuer baumaterialInfo
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Classifications
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-
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Description
KIKUSUI KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA 24, Hijie-Cho 1-Chome, Nakamura-Ku, Nagoya-Shi, Aichi-Ken/Japan
und
NISSAN KAGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA
7-1, Kanda-Nishiki 3-Chome, Chiyoda-Ku, Tokyo-To / Japan
Verputzzusammensetzung für Baumaterial
Die Erfindung betrifft eine Verputzzusammensetzung für Baumaterial.
Anwendungszweck des Erfindungsgegenstandes ist der Schutz und die Verkleidung
von Baumaterialien, zum Beispiel von Linen- sowie Außenwänden von Gebäuden mittels einer Überzugsschicht.
Die bisher zur Verkleidung der Innen- und Außenwände von Gebäuden verwendeten Überzugsmaterialien lassen sich, je nach darin verwendetem
Bindemittel, in organische und anorganische Arten klassifizieren. Das
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in einem Verputzmaterial von organischer Art verwendete Bindemittel
besteht im allgemeinen aus einer Acrylharzemulsion oder einer Harzemulsion oder einer Art Vinylacetatharzemulsion. Eine aus einem
Überzugs material hergestellte Schicht, die ein derartiges Kunstharzbindemittel enthält, weist eine geringe Feuerfestigkeit und eine unzulängliche
Witterungsbeständigkeit, Wasserfestigkeit, mechanische Festigkeit und Alkalibeständigkeit auf. Weiterhin wird sie aufgrund ihrer großen Klebrigkeit
leicht verschmutzt. Die Überzugsmaterialien der anorganischen Art enthalten dagegen im allgemeinen Bindemittel auf Zementbasis. Derartige
Bindemittel auf Zementbasis erhärten sich bei Hydratation. Darum muß unmittelbar vor der Anwendung diesem Überzugs mater ial Wasser zugegeben
und darin vermischt werden. Aus diesem Grunde führt das Überzugsmaterial
von anorganischer Art zu Schwierigkeiten bei seiner Anwendung und verursacht in zusätzlicher Weise eine Effloreszenz.
Im Verlauf der letzten Jahre wurde eine Verputzmaterialzusammensetzung
zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten vorgeschlagen, die ein Bindemittel enthält, das hauptsächlich aus Kieselhydrosol (kolloidalem
Siliciumdioxid) besteht. Die vorgeschlagene Zusammensetzung erwies sich jedoch als immer noch unbefriedigend bezüglich der Schichthärte,
der Wasserfestigkeit und der Witterungsbeständigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Verputzzusammensetzung
für Baumaterial vorzusehen, die eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit aufweist und der sich ergebenden Schutzschicht eine hervorragendeWasserfestigkeit,
Alkalibeständigkeit und Witterungsbeständigkeit sowie eine große Härte, eine große Bindefestigkeit im nassen Zustand und auch nach
dem Austrocknen bzw. Aushärten verleiht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Zusammenstellung
aus
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261768b
100 Gewiehtsanteilen eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem
Silicatgehalt, bezogen auf SiO , von 5 - 70 %,
2 - 200 Gewiehtsanteilen eines aus Metalloxiden, Metallhydroxiden
oder Mischungen davon bestehenden anorganischen Alkalimaterials, das zur Umwandlung von Silicasol in Silicagel geeignet ist,
und Wasser in einer zum Erweichen der Zusammensetzung genügenden Menge.
Es wurde gefunden, daß eine Bindemittelzusammensetzung, bestehend aus
einem quaternären Ammoniumsilicat, dem in einem spezifischem Verhältnis ein Metalloxid oder -hydroxid, das Silicasol in Silicagel umwandeln kann,
zugegeben wird, hervorragendeEigenschaften als ein Verputzmaterial
für Baumaterial aufweist. Hierauf beruht die vorliegende Erfindung.
Das bei der Erfindung zu verwendende quaternäre Ammoniumsilicat besteht
vorzugsweise aus den quaternären Ammoniumsilicaten, die durch die folgende experimentelle Formel dargestellt werden:
in der X-, X„, X„ und X4, die gleich oder verschieden sein können,
Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen darstellen, die jeweils von 1-20 Kohlenstoffatome enthalten und das Molverhältnis y/x im Bereich von
3 - 300 liegt. Im Falle, daß das Verhältnis y/x geringer als 3 ist, kann infolge eines hohen Amingehalts die Wasserfestigkeit der erhaltenen
Überzugsschicht gering sein. Beträgt das Verhältnis y/x mehr als 300, so kann die erhaltene Überzugsschicht von minderwertiger Oberflächen härte
und Witterungsbeständigkeit, sowie auch von geringerer Wasser-
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festigkeit sein. Folglicherweise liegt der Bereich des Verhältnisses
y/x vorzugsweise zwischen 3 - 300, insbesondere zwischen 5 - 100. Beispiele der bevorzugten quaternären Ammoniumsilicate sind Tetra methylammoniumsilieat,
Tetraäthanolammoniumsilicat, Monomethyltriäthanolammoniumsilicat, Dimethyläthanolammoniumsilicat, Monoäthyltripropanolammoniumsilicat,
Dimethyldipropanolammoniumsilicat und Monoäthyltripropanolammoniumsilicat. Diese quaternären Ammoniumsilicate
können einzeln oder als Mischung verwendet werden.
Diese quaternären Ammoniumsilicate lassen sich leicht herstellen, im allgemeinen durch (a) ein Verfahren, bei dem verdünntes Wasserglas
mit einem Kationenaustauscherharz des Wasserstofftyps in Berührung gebracht wird, um eine aktive Siliciumoxidlösung zu bilden, zu
der ein quaternäres Ammoniumhydroxid zugegeben wird, und die Mischung
auf einen vorbestimmten Wert konzentriert wird, oder (b) durch ein Verfahren, bei dem ein quaternäres Ammoniumhydroxid mit einem
Silicahydrosol umgesetzt wird. Diese quaternären Ammoniumsilicate sollten vorzugsweise vor der Herstellung der Verputzzusammensetzung
in Wasser aufgelöst oder dispergiert werden. Werden die oben angegebenen Verfahren zur Herstellung des quaternären Ammoniumsilicats
angewendet, so entsteht das sich ergebende Produkt automatisch in der Form einer wäßrigen Lösung oder Dispersion.
Üblicherweise kann das quaternäre Ammoniumhydroxid hergestellt
werden durch die Zugabe eines Alkylenoxide zu Ammoniak oder zu Aminen oder durch die Entionisierung von quaternären Ammoniumsalzen
mit einem Anionenaustauscherharz. Ein quaternäres Ammoniumhydroxid,
das eine restliche Menge, vorzugsweise weniger als 10 %, an tertiären, sekundären oder primären Aminen enthält, ist auch verwendbar.
Ein aus einem derartigen Hydroxid entstehendes quaternäres
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Ammoniumsilicat kann auch bei der Erfindung verwendet werden.
Ein bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zu verwendendes quaternäres Ammoniumsilicat sollte einen Silicatgehalt, bezogen auf
SiO2, von 5-70 Gew. -% aufweisen. Im Falle daß ein quaternäres
Ammoniumsilicat mit einem SiO0-Gehalt von weniger als 5 Gew. -%
verwendet wird, läßt sich eine ausgehärtete Überzugsschicht von ausreichender Bindefestigkeit und hoher Härte nicht erhalten. Wird dagegen
ein quaternäres Ammoniumsilicat mit einem SiO,, -Gehalt von mehr
als 70 Gew, -% verwendet, so neigt die sich ergebende ausgehärtete
Schicht dazu, auf der Oberfläche Sprünge oder Risse zu bilden. Um in ausreichendem Maße den Schutz und die Verkleidung von Baumaterial
zu gewährleisten, sollte insbesondere das quaternäre Ammoniumsilicat
vorzugsweise einen SiO„-Gehalt von 8-55 Gew. -% aufweisen.
Das in Verbindung mit dem quaternären Ammoniumsilicat zu verwendende
anorganische Alkalimaterial kann aus irgendeinem der Metalloxide oder Hydroxide bestehen, die als Gelbildner für Silicasol verwendbar
sind und umfassen als bevorzugte Beispiele die Oxide oder Hydroxide von Magnesium, Kalzium, Chrom, Mangan und Zink. Gemäß
der Erfindung wirken diese Oxide oder Hydroxide mit dem quaternären Ammoniumsilicat zusammen, um ein härtendes Reaktionsprodukt zu
ergeben, welches einen bildenden Bestandteil eines härtenden Substrats darstellt. Solch ein härtbares Substrat,bestehend aus dem Produkt der
Härtungsreaktion, ist von ausreichender Bindefestigkeit und weist auch
im nassen Zustand kein flüssiges Verhalten auf, so daß bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein "Herabhängen" verhindert
wird. Ferner ergibt das aushärtbare Substrat eine wasserunlösliche Schicht, die nach dem Trocknen von hoher Bindefestigkeit und
Härte ist.
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Die Metalloxide und -hydroxide werden üblicherweise in Form feinzerteilter
Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von nicht mehr als 100 μηι, vorzugsweise bis zu 60 μΐη verwendet. Diese Oxide
und Hydroxide können einzeln oder als Mischungen von zwei oder mehr Verbindungen angewendet werden. Insbesondere wird mit Magnesiaklinkerpulver,
das durch Brennen von Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid,
Magnesit oder Hydromagnesit entsteht, eine bevorzugte Aushärtungsrate erzielt. Dieses eignet sich somit besonders. Gemäß der Erfindung
sollten diese Oxide oder Hydroxide in einem Mengenverhältnis von 2 - 200 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 2 - 100 Gewichtsanteilen, auf
100 Gewichtsanteile des quaternären Ammoniumsilicats verwendet werden. Die Gründe für diese Begrenzung werden im folgenden beschrieben.
Überzugsmaterialien zum Schutz und Verputzen der Oberfläche von Baumaterial lassen sich aufteilen in solche zur Verwendung innerhalb
und solche zur Verwendung außerhalb des Gebäudes. Ein zur Verwendung innerhalb des Gebäudes vorgesehenes Material braucht in Anbetracht
der Art der Umgebung,der es ausgesetzt ist, keinen strengen Bedingungen widerstehen, dagegen muß ein zur Verwendung außerhalb
des Gebäudes vorgesehenes Verputzmaterial allen strengen Außenbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Wind,, Regen, Schnee, Sonnenstrahlung
und Erschütterungen, widerstehen. Da ferner diese Bedingungen stark variieren und sich nicht theoretisch erfassen lassen, ist es
erforderlich, daß ein auf der Außenseite eines Gebäudes anzuwendendes Verputzmaterial innerhalb eines breiten Bereiches von in der Praxis
vorkommenden Anwendungsbedingungen eine gute Verarbeitbarke it aufweist. In zusätzlicher Weise werden die Eigenschaften der sich ergebenden,
ausgehärteten Schicht in bemerkenswerter Weise von der Verarbeitbarkeit des Überzugsmaterials beeinflußt.
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In Anbetracht dieser Umstände wurden Geländeversuche durchgeführt,
wobei sich herausstellte, daß der Zusatz der oben angegebenen Oxide und/oder Hydroxide zum quaternären Ammoniumsilicat eine sehr vorteilhafte
Auswirkung auf die Verarbeitbarkeit des Verputzmaterials und den physikalischen Eigenschaften der sich ergebenden Schicht ausübt,
wobei diese Eigenschaften von der zugegebenen Menge des Oxids oder Hydroxids abhängen. Insbesondere wenn das Oxid oder Hydroxid in
einer Menge von weniger als 2 Gewichtsanteilen auf 100 Gewichtsanteilen des quaternären Ammoniumsilicats vorliegt, so ist die ausgehärtete
Schicht von geringer Wasserfestigkeit und Dauerhaftigkeit gegenüber einem Einfrier- und Auftauzyklus. Infolgedessen läßt sich ein derartiges
Verputzmaterial nicht in der Regenzeit und in kalten (arktischen) Zonen verwenden. Demgegenüber, in dem Fall in dem das Oxid oder
Hydroxid in einer Menge von mehr als 200 Gewichtsanteilen zugegeben wird, ist die Zusammensetzung von zu geringer Verarbeitbarkeitsdauer
(nach ihrer Herstellung) und die sich ergebende Schicht neigt zur Sprungoder Rißbildung, so daß sich in ausreichendem Maße Schutz und Verkleidung
der Oberfläche des Baumaterials nicht erzielen lassen. Auf diese Weise wird das Zusatzverhältnis von Oxid oder Hydroxid bestimmt
durch die Eigenschaften der erhaltenen Schicht. Da ferner das Zusatzverhältnis eine Auswirkung auf die Fluidität der Verputzzusammensetzung
hat, so sollte, um ein gewünschtes dreidimensionales Muster, d.h. eine steinähnliche (lithin-finished) Oberfläche, auf einem Baumaterial
zu erzeugen, ein etwas niedrigeres Zusatzverhältnis verwendet werden, und um eine platten- oder ziegelartige (tile-finished) Oberflä
che auf einem Baumaterial zu erzeugen, sollte ein etwas größeres Zusatzverhältnis
vorzugsweise verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verputzzusammensetzung kann wahlweise zusätzlicherweise
zu dem quaternären Ammoniumsilicat und den Metall -
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oxiden oder Hydroxiden auch übliche Zusätze enthalten. Die Menge der
Zusätze entspricht derjenigen, die üblicherweise, wie benötigt, verwendet
wird.
Üblicherweise wird zur Steuerung der Fluidität einer Zusammensetzung
ein Eindickungsmittel verwendet, dessen Zusatzmenge funktionell bestimmt wird, um eine ausreichende, der Verarbeitbarke it der sich ergebenden
Zusammensetzung angepaßte Fließbarke it zu ergeben. Bisher
wurden bei wäßrigen Überzugsmaterialien Eindicker auf Zellulosebasis verwendet. Bei der Erfindung kommen dagegen Salze der Polyacrylsäure,
Ammoniak, Bentonit und ähnliche Substanzen zur Anwendung. Die Natrium-
und Kaliumsalze der Polycrylsäure werden insbesoadere bevorzugt. Da die Natrium- und Kaliumsalze der Polacrylsäure dazu neigen,
bei direkter Zugabe zur Zusammensetzung nicht gla. chmäßig dispergiert
zu werden, ist es von Vorteil, sie vorher mit Wasser zu verdünnen und die sich ergebende wäßrige Lösung oder Dispersion zuzugeben.
Falls gewünscht, so kann die erfindungsgemäße Verputzzusammensetzung
Pigmente, Aggregate, Füllstoffe und Wasserundurchlässigkeit erzeugende Stoffe enthalten. Die Pigmente umfassen übliche Pigmente
und Extenderpigmente. Beispiele von bei der Erfindung verwendbaren Pigmenten sind Titandioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Lithopone, Zinksulfit,
Ultramarinblau, Chromgelb, Lampenschwarz, Kaolin, Glimmer, Mennige, Bleidioxid, Zinkoxid, Zinkchromat und Aluminiumoxid. Die
Aggregate oder Füllstoffe umfassen Bergsand, Flußsand, Seesand, Felsmaterial, Mineralien, Glas, Metalle, anorganische Festkörper
und organische Festkörper in Form von pulverisierter Masse, groben Teilchen, Pulver und feinzerteilten Teilchen.
Beispiele dieser Materialien sind Silicatstein, Aluminiumoxid, Kalzium
karbonat, Asbest, Bimsstein, Siliziumdioxid (Kiesel), Schamottepulver,
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Verniculit, weißer Marmor, Kunststoffpulver, Holzmehl, Perlit, poröser Vulkansand und Schlackenwolle. Bei Verwendung wird das
Füll- oder Aggregatmaterial vorzugsweise in einer Menge zugegeben, die 7.000 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile des quaternären
Ammoniumsilicats nicht übersteigt.
Beispiele der Wasserundurchlässigkeit erzeugenden oder wasserabdichtenden
Mittel, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind Natrium und Kaliumsiliconate und eine Emulsion aus Siliconwachs oder
Paraffinwachs oder Siliconöl, das durch Umsetzung der Endgruppe von organischem Polysiloxan zu einer hydrophilen Gruppe hergestellt
ist. Zum Gebrauch wird das Wasserabdichtungsmittel vorzugsweise in einer Menge zugegeben, die 1.000 Gewichtsanteile pro 100 Gewichts anteile
des quaternären Ammoniumsilicats nicht übersteigt.
Die Verputzzusammensetzung läßt sich leicht herstellen durch Auswahl
der oben angegebenen Bestandteile jeweils nach Bedarf und ihrer Zugabe zueinander zusammen mit einer Wassermenge, die ausreichend ist, um
die Zusammensetzung zu erweichen und ein Zusammenmischen zu ermöglichen. Die zuzugebende Wassermenge wird funktionell bestimmt,
wobei die Verarbeitbarkeit, die Verhinderung des Herabhängens, die Härtbarkeit und die Trocknungseigenschaften in Betracht gezogen werden.
Normalerweise bestimmt sich die Wassermenge derart, so daß die Zusammensetzung nach ihrer Herstellung eine Viskosität von
30 - 300.000 Centipoise aufweist.
Das Metalloxid oder Hydroxid, das bei dem Silicasol, welches eine Grundkomponente des erfindungsgemäßen Verputzmaterials darstellt,
eine Gelbildung herbeizuführen vermag, sollte vorzugsweise zwecks Erhaltung einer guten Verarbeitbarkeit erst am Ende zugegeben werden.
Die auf diese Weise erhaltene Verputzzusammensetzung kann
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eine Brauchbarkeitsdauer aufweisen, die nicht weniger als 3 Stunden beträgt.
Eine Brauchbarkeitsdauer, die nicht weniger als 3 Stunden, insbesondere nicht weniger als 6 Stunden beträgt, ist vom Standpunkt der
Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung von Vorteil. Eine Zusammensetzung, die eine Brauchbarkeitsdauer von einer Stunde oder weniger
aufweist, hat eine geringe Verarbeitbarkeit und ergibt auch nicht eine gleichmäßige Überzugs- oder Verputzschicht.
Das Mischen der Zusammensetzung kann in einem üblichen Misch- oder
Knetgerät oder ähnlicher Vorrichtung durchgeführt werden. Baumaterial, auf das die Verputzzusammensetzung aufgetragen werden kann, besteht
z.B. aus Beton, Mörtel, Gipsplatten, Gips, Schieferplatten, Kalziumsiiicatplatten,
ALC -Platten, verschiedenen Metallplatten, Textilstoffen aus natürlichen oder synthetischen Fasern und Wandtapeten. Die Verputzzusammensetzung
weist hervorragende Schutz- und Verkleidungseigenschaf ten auf zur Anwendung bei Innen- und Außenwänden aus Platten,
bausieinförmigem Baumaterial, sowie bei aus diesen Materialien
errichteten Gebäuden und Aufbauten.
Das Verputzen läßt sich mittels üblicher Beschichtungsverfahren, wie
Sprühbeschiehtung mit verschiedenen Spritzen, Aufwalzbeschichtung
und Fließbeschichtung (curtain flow coating) durchführen. Vorzugsweise
ο besteht die Bedeckung mit Material aus nicht weniger als 0, 5 kg/m ,
bezogen auf Trockensubstanz. Selbstverständlich kann ein geeignetes Beschichtungsverfahren entsprechend den Fließeigenschaften der Verput-Ezusammensetzung
und dem gewünschten Muster der Schicht ausgewählt werden.
Da die Verputzzusammensetzung ein aushärtendes Reaktionsprodukt
des quaternären Ammoniumsilicats und der Oxide oder Hydroxide vor-
t L-ii'
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sieht, welche einen Grundbestandteil einer ausgehärteten Schicht bildet,
so ist die sich ergebende Schicht von sehr großer Härte und erleidet keine Schäden durch Ankratzen oder Abbröckeln und wird auch nicht
leicht verschmutzt. Ferner weist sie eine ausgezeichnete Wasserfestigkeit, Alkalibeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, Abkreidebeständigkeit
und Bindefestigkeit auf und behält ihre hervorragenden Schutz- und Verkleidungseigenschaften über einen langen Zeitraum hinweg bei.
In zusätzlicher Weise weist die Schicht eine hervorragende Wasserfestigkeit
sogar im nassen Zustand nach der Beschichtung auf und neigt auch im nassen Zustand nicht zum "Durchhängen". Ferner widersteht
die Schicht einem Einfrier- und Auftauzyklus. Aus diesem Grunde läßt
sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung während der Regenzeit und in kalten (arktischen) Regionen anwenden. Im allgemeinen ist die
erfindungsgemäße Verputzzusammensetzung von hervorragender Verarbeitbarkeit und eine daraus hergestellte Schicht behält ihre hervorragenden
physikalischen Eigenschaften auch unter strengen Bedingungen bei, so daß die Zusammensetzung zum Schutz und zur Verkleidung
von Baumaterial äußerst brauchbar ist.
Um die Art und die Brauchbarkeit der Erfindung weiter zu erläutern,
sind die folgenden spezifischen Beispiele aus der Praxis angegeben.
Beispiel 1 (Verputzzusammensetzung mit steinähnlicher Oberfläche)
a) Herstellung der Verputzzusammensetzung:
Die Bestandteile wurden in einem Mengenverhältnis, wie es die Tahelle 1 zeigt, in einem Behälter mit Hilfe eines bei hoher Geschwindigkeit
laufenden Mischgeräts nach folgendem Verfahren zusammengemischt, um eine Verputzzusammensetzung zu ergeben.
609853/06U
Tabelle 1 Zusammensetzungsverhältnis (Gewichtsanteile)
| Bestandteil | Probe 1 | Probe 2 | Probe 3 | Probe 4 |
| Quaternär es Ammonium- silicat |
MMPA +1 100 |
DMPA *5 100 |
MMTA *6 100 |
TÄA*7 100 |
| Magnesiaklinker | 18 | 19 | 30 | 50 |
| Poly (Natriumacrylat) | 1 | 2 | 1 | 2 |
| Acrylharzemulsion | 5 | 10 | 5 | 10 |
| Füllstoff *3 | 200 | 400 | goo | 400 |
| Aggregat V |
Silicat- sand JIS Nr. 3 200 |
Silicat- sand JIS Nr. 7 500 |
Silicat- sand JIS Nr. 3 200 |
Silicat- sand JIS Nr. 7 500 |
| wassersperrendes Mittel* | XO | 5 | 10 | 5 |
| Wasser (insgesamt) | 10 | 50 | 10 | 50 |
| Viskosität der Verputz - zusammens etzung |
4.000 cp | 13.000 cp | 8.000 cp | 25.000 cp |
Anmerkung:
#1: Monomethyltripropanolammoniumsilicat mit einem Molverhältnis y/x in der experimentellen Formel
χ [N+X1X2X3X4J 2 O2" ySiO2 von 70 (als 50 %ige wäßrige
Lösung verwendet)
*2: Eine wäßrige Emulsion eines Copolymerisats aus Styrol und
Butylacrylat (Festkörpergehalt von 50 %)
#3: Eine Mischung aus
Kalziumkarbonat 50 Gew. -%
Talk 25Gew.-%
Tonerde 25 Gew. -%
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*4: Eine wäßrige Emulsion aus Paraffinwachs (Festkörpergehalt
von 35 %)
*5: Dimethyldipropanolammoniumsilicat (y/x = 55, als 40 %ige
wäßrige Lösung verwendet)
*6: Monomethyltriäthanolammoniumsilicat (y/x = 30, als 50 %ige
wäßrige Lösung verwendet)
*7: Tetraäthanolammoniumsilicat (y/x = 18, als 52 %ige wäßrige
Lösung verwendet)
Das Poly(Natriumacrylat) wurde zunächst in einer Menge von zuzugebendem
Wasser aufgelöst und die Lösung in den Mischbehälter eingegeben. Dann wurden die Acrylharzemulsion und Monomethyltripropanolammoniumsilicat
nacheinander unter Rühren in das Gefäß eingegeben, wonach die anderen Bestandteile,mit Ausnahme des Magnesiaklinkers,
zugegeben wurden. Die Mischung wurde umgerührt, um eine gleichmäßige Aufschlämmung zu erhalten.
Unmittelbar vor dem Verputzen wurde der Magnesiaklinker der Aufschlämmung
unter Rühren zugegeben und schließlich wurde das restliche Wasser zugesetzt. Die sich ergebende Mischung wurde umgerührt,
um eine Verputzzusammensetzung, die ein steinartiges Aussehen ergibt, herzustellen, deren Viskosität ungefähr 4.000 cp betrug.
Prüfung des Verputzes und der SchichteigensehaifaiK
Big wd$T &) esimitaii© Tsr-p^tssasammensetsimg warde mittels einer
geelgiisten Sprilipstöl© (HiMö. fpm) mit einem Kaiiber ψόη β - 8 mm
2
!Ester einem Luftdruck ψοά 4-5 kg/em a^f ©ine BetoHpIatt® auf ge-
!Ester einem Luftdruck ψοά 4-5 kg/em a^f ©ine BetoHpIatt® auf ge-
2 sprüht, um ®la ÄMeeforeraiögeii won 1,2 kg/m mn ergeben, um eine
stslnartäge (ISthiza) Ofes^fllekeEseMclit mi ©rSialtsa. NacMsm die Ver-
putzschicht auf dem Betonblock eine Woche lang an Luft getrocknet worden
war, ergab sich eine gleichmäßige Schicht, die keine Risse und eine große Härte aufwies.
Gemäß dem gleichen, oben beschriebenen Verfahren wurde die Verputzzusammensetzung
auf eine flexible Platte mit einer Größe von 70 cm χ 70 cm
χ 6,3 cm (definiert nach JJSA 5408) aufgesprüht, wobei die Beschichtung
1,2 kg/m betrug. Nach einwöchigem Trocknen der Schicht auf der Platte
an Luft wurde die erhaltene Verputzschicht auf Bindefestigkeit, Bleistifthärte, Wasserbeständigkeit und Alkalibeständigkeit geprüft. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 2 angeführt. Die Prüfungen wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
1) Bindefestigkeit der Schicht:
Ein Zugfestigkeitsprüfkörper aus Metall wurde auf die steinartige Oberfläche und auf die Rückseite der flexiblen Platte mittels eines
Zweikomponenten-Epoxydharzbindemittels aufgeklebt. Mit einem Zugfestigkeitsprüfgerät der Marke "Tensilon" (hergestellt von
TOYO SOKUKI Kabushiki Kaisha, Japan) wurde eine Zugspannung senkrecht zur beschichteten Oberfläche bei einer Belastbarkeitsrate
von 200 kg/min zur Einwirkung gebracht. Die Kraft, bei der eine Abtrennung der Schicht erfolgte, wurde gemessen.
2/ Bleistifthärte:
Mit Bleistiften von progressiv steigender Härte wurde die Schicht angekratzt» Die Eäx-ts des Bleistiftss die unterhalb derjenigen
3in5S Bleistifts lag,, mit öeza 5is SsMcLi mim. srs'ieii MsI eiagsritzt
*;-m?'n<3r wurde als BleisifftMrts ösr SeMcM as®3asbest.
3) Wasserbeständigkeit:
Die Platte wurde 96 Stunden lang bei einer Temperatur von 20 C in Wasser eingetaucht. Nach dem Herausnehmen der Platte aus
dem Wasser wurde ein visueller Vergleich durchgeführt zwischen dem Zustand der Schicht vor und nach dem Eintauchen.
4) Alkalibeständigkeit:
Die Platte wurde 48 Stunden lang bei einer Temperatur von 20 C in eine gesättigte wäßrige Kalziumhydroxidlösung eingetaucht.
Nach dem Herausnehmen der Platte aus der Lösung wurde ein visueller Vergleich durchgeführt zwischen den Oberflächenzustän
den vor und nach dem Eintauchen.
5) Sichtbare Risse:
Das Aussehen der Plattenoberfläche wurde visuell bestimmt.
Tabelle 2
Eigenschaften von Verputzschichten
Eigenschaften von Verputzschichten
Prüfung
Bindefestigkeit (kg/cm ) Bleistifthärte
Was serbeständigkeit Alkalibeständigkeit sichtbare Risse Verwendbarkeitsdauer
der Zusammensetzung *
Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 (Probe 1) (Probe 2) (Probe 3) (Probe 4)
| 8,0 | 6,0 | 7,5 | 6,5 |
| 7H | 5H | 8H | 7H |
| gut | gut | gut | gut |
| gut | gut | gut | gut |
| keine | keine | keine | keine |
12 Std.
12 Std.
10 Std.
8 Std.
Zeit zwischen Herstellung der Zusammensetzung bis zum im wesentlichen erfolgten Hartwerden.
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Die erhaltene Schicht war von hoher Bindefestigkeit und Härte und wies
eine hervorragende Wasser- und Alkalibeständigkeit auf.
Beispiel 2 (platten- oder ziegelartige Verputzzusammensetzung)
a) Herstellung der Verputzzusammensetzung:
Unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie im Beispiel 1 beschrieben
wurden die in der Tabelle 1 angegebenen Bestandteile zusammengemischt, um eine platten- oder ziegelartige Verputzzusammensetzung
(Probe 2) zu ergeben, deren Viskosität ungefähr 13.000 cp betrug.
b) Prüfung des Verputzes und der Schichteigenschaften:
Die platten- oder ziegelartige Verputzzusammensetzung wurde mittels
einer geeigneten Sprühpistole (tile gun) mit einem Kaliber von
6-8 mm unter einem Luftdruck von 4-6 kg/cm auf eine Beton-
platte aufgesprüht. Die Beschichtung betrug 2,5 kg/m . Während
sich die Verputzschicht noch im nassen Zustand befand, wurde V/asser in Form von Regentropfen auf die Schicht gesprenkelt. Ein
"Herabhängen" wurde nicht verursacht. Nach der Trocknung hatte die Schicht eine ausreichende Härte und eine gleichmäßige platten-
oder ziegelartige Oberfläche, die keine Risse aufwies. Gemäß dem unter (b) beschriebenen Verfahren des Beispiels 1 wurden Eigenschaf
tsprüfungen der Verputzschicht durchgeführt. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 2 angegeben. Die erhaltene Schicht war von hervorragender Bindefestigkeit, Härte, Wasserbeständigkeit und
Alkalibeständigkeit und war somit für praktische Zwecke geeignet.
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Die in der Tabelle 1 unter der Bezeichnung Probe 3 angegebene Zusammensetzung
wurde hergestellt und gemäß dem Verfahren nach Beispiel 1 geprüft. Es wurden die auch in der Tabelle 2 angegebenen Eigenschaften
festgestellt.
Die in der Tabelle 1 unter der Bezeichnung Probe 4 angegebene Zusammensetzung
wurde gemäß dem Verfahren des Beispiels 2 hergestellt und geprüft. Die in der Tabelle 2 mitangegebenen Eigenschaften
wurden festgestellt.
Um die Bedeutung des Zusammensetzungsbereiches der erfindungsgemäßen
Verputzzusammensetzung voll herauszustellen, sollen Vergleichsbeispiele angegeben werden.
Vergleichsbeispiele
a) Herstellung einer Verputzmaterialzusammensetzung:
Gemäß dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren wurden vier Probenpaare eines Verputzes unter Anwendung der in der Tabelle 3
angegebenen Zusammensetzungsverhältnisse hergestellt, wobei jedes Probenpaar den oben angegebenen Proben 1, 2, 3 oder 4
entspricht.
b) Verputzprtifung
Die Verputzzusammensetzungen mit steinartiger Oberfläche (4 Proben)
und die Verputzzusammensetzungen mit platten- oder ziegelartiger Oberfläche (4 Proben) wurden gemäß den in den Beispielen 1
bzw. 2 beschriebenen Verfahren geprüft.
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| Zusammensetzungsverhältnis j j | Bezeichnung | sie Ina rüge V erput.% - zusammensetzung |
Probe Ib | ziegelartige Verputz - zusammensetzung |
Probe 2b | sleinartig | Probe 3b | ziegelartig | Probe 4b |
| - Eigenschaften der Verputzschicht |
quaternäres Ammo- niumsilicat |
Probe la | MMPA 100 |
Probe 2a | DMPA 100 |
Probe 3a | MMTA 100 |
Probe 4a | TÄA 100 |
| Mngnesiaklinker | MMPA 100 |
120 | DMPA 100 |
200 | MMTA 100 |
220 | TÄA 100 |
220 | |
| Poly(Natriumacrylat) | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | |
| Acrylharzemulsion | 1 | 5 | 2 | 10 | 1 | 5 | 2 | 10 | |
| Füllstoff | 5 | 200 | 10 | 400 | 5 | 200 | 10 | 400 | |
| Aggregat | 200 | Silicat- s and JIS Nr. 3 200 |
400 | Silicat- s and JIS Nr. 7 500 |
200 | Silicat- sand JIS Nr. 3 200 |
400 | Silicat- sand JIS Nr. 7 500 |
|
| wassersperrendes Mittel |
Silicat- sand JIS Nr. 3 200 |
10 | Silicat- s and JIS Nr. 7 500 |
10 | Silicat- s and JIS Nr. 3 200 |
10 | Silicat- sand JIS Nr. 7 500 |
10 | |
| Wasser insgesamt | 10 | 10 | 10 | 50 ' | 10 | 10 | 10 | 50 | |
| Bindefestigkeit kg/cm | 10 | 5,0 | 50 | 8,0 | 10 | 6,0 | 50 | 6,5 | |
| Bleistifthärte | 8,5 | 2H | 6,5 | H | 8,0 | 7H | 7,0 | 3H | |
| Wasserbeständigkeit | 7H | gut | 5H | gut | H | gut | HB | gut | |
| Alkalibeständigkeit | schlecht | gut | schlecht | gut | schlecht | gut | schlecht | gut | |
| sichtbare Risse | gut | keine | gut | wenige | gut | viele | gut | viele | |
| Verwendbarkeitsdauer der Zusammensetzung |
wenige | ca. 6 Std. | wenige | ca. 3 Std. | wenige | IStd. | wenige | IStd. | |
| 16 Std. | 16 Std. | 16 Std. | 16 Std. |
Es geht aus der Tabelle 3 hervor, daß bei einer Zusammensetzung des
Verputzmaterials,die außerhalb des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereiches
liegt, die Eigenschaften der erhaltenen Schicht wesentlich minderwertiger sind. Ferner ist in den Fällen, in denen das Metalloxid
oder Hydroxid (Magnesiaklinker wie hier verwendet) in großen Mengen eingesetzt wird, die Zeitspanne, während der die Verputzzusammensetzung
verarbeitbar ist, sehr kurz (Verwendbarkeitsdauer zu kurz), so daß die Verwendung im Gelände auf einer Baustelle fast unmöglich wird.
Ferner können durch einen zu geringen Zusatz des Metalloxids oder Hydroxids Risse entstehen aufgrund eines vorwiegenden Zusammenziehens
der Bindemittelkomponente und einer schlechten Ausnutzung der Ausdehnung des Metalloxids während der Hydratations zeit, während
ein zu großer Zusatz von Metalloxid aufgrund des Zusammenziehens des hydratierten Metalloxids während des Trocknens zur Bildung von Rissen
führen kann.
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Claims (14)
- Patentansprüche< Iy Verputzzusammensetzung für Baumaterial, gekennzeichnet durch die Zusammenstellung aus100 Gewichtsanteilen eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem Silicatgehalt, bezogen auf SiO„, von 5-70 Gew. -%, 2 - 100 Gewichtsanteilen eines aus Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mischungen davon bestehenden anorganischen Alkalimaterials, das zur Umwandlung von Silicasol in Silicagel geeignet ist und Wasser in einer zum Erweichen der Zusammensetzung genügenden Menge.
- 2. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 2 - 100 Gewichtsteilen von anorganischem Alkalimaterial auf 100 Gewichtsteile des quaternären Ammoniumsilicats.
- 3. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimaterial aus Oxiden und/oder Hydroxiden von Magnesium, Kalzium, Chrom, Mangan oder Zink oder aus Mischungen davon besteht.
- 4. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Alkalimaterial ein aus Magnesia bestehendes Klinkerpulver ist, hergestellt durch Brennen von Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid oder Hydromagnesit.
- 5. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Vorliegen des anorganischen Alkalimaterials in Form eines Pulvers mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1 - 100 μηι.7827 609863/0644
- 6. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsilicat die empirische Formelχ (N+X1X2X3X4J2 Ο2"-ySiO2aufweist, in der X-, X2, X„ und X4 Alkylgruppen oder Hydroxyalkylgruppen darstellen, die jeweils von 1-20 Kohlenstoffatome enthalten und das Molverhältnis y/x von 3 bis 300 beträgt.
- 7. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das quaternäre Ammoniumsilicat aus Tetramethylammoniums ilicat, Tetraäthanolammoniumsilicat, Monomethyltriäthanolammoniumsilicat, Dimethyldiäthanolammoniumsilicat, Monomethyltripropanolammoniumsilicat, Monoäthyltriäthanolammoniumsilicat, Dimethyldiäthanolammoniumsilicat, Monoäthyltripropanolammoniumsilicat oder Mischungen daraus besteht.
- 8. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest einen Zusatz, bestehend aus Eindickungsmitteln, Pigmenten, Aggregaten, Füllstoffen oder Wasserundurchlässigkeit erzeugenden Stoffen.
- 9. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Salzen der Polyacrylsäure, Ammoniak oder Bentonit.
- 10. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Füllstoff in Form grobkörniger oder feiner Teilchen aus Silieatstein, Aluminiumoxid, z.B. Tonerde, Kaliumcarbonat, Asbest, Bimsstein, Schamottepulver, Holzmehl, Perlit, porösem vulkanischem Sand oder Schlackenwolle.609 8 53/0644 7827
- 11. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Wasserfestigkeit erzeugenden Stoff, bestehend aus Natriumsiliconat, Kaliumsiliconat oder Emulsionen aus Siliconwachs, Paraffinwachs oder Siliconöl aus modifiziertem organischen Polysiloxan, das durch Umsetzung der Endgruppe des Polysiloxans zu einer hydrophilen Gruppe erhalten wird.
- 12. Verputzzusammensetzurg nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zur Erzeugung einer Viskosität von 30 - 300.000 cp ausreichenden Wassergehalt.
- 13. Verputzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch hergestellt, daß das anorganische Alkalimaterial im Endstadium der Herstellung der Zusammensetzung zugegeben wird.
- 14. Eine Zusammenstellung von Mitteln zum Verputzen von Baumaterial, gekennzeichnet durch(a) eine wäßrige Lösung oder Dispersion eines quaternären Ammoniumsilicats mit einem Silicatgehalt, bezogen auf SiO2, von 5-70 Gew. -% und(b) ein anorganisches Silicatmaterial, das zur Umsetzung von Silicasol in Silicagel geeignet ist und aus Metalloxiden, Metallhydroxiden oder Mischungen daraus besteht,worin das Gewichts verhältnis des quaternären Ammoniumsilicats zum anorganischen Alkalimaterial innerhalb des Bereiches von 100 : 2 bis 100 : 100 liegt.609853/0644 7827
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