DE2629191A1 - PROCESS FOR THE FORMATION OF WATERPROOF INSULATING LAYERS IN A WALL STRUCTURE - Google Patents
PROCESS FOR THE FORMATION OF WATERPROOF INSULATING LAYERS IN A WALL STRUCTUREInfo
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MS-P 349MS-P 349
MauerstrukturWall structure
Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren zur Bildung wasserdichter Isolierschichten in einer Mauerstruktur. The invention relates to an improved method of forming waterproof insulating layers in a wall structure.
Seit einer Reihe von Jahren ist bekannt, daß sich wasserdichte Isolxerschxchten in bereits vorhandenen Mauerstrukturen bilden lassen, indem man in diese Strukturen bestimmte Siliconzubereitungen einspritzt. Ein solches Verfahren ist im allgemeinen äußerst wirksam und wird als Maßnahme zur Herabsetzung oder Verhinderung des Feuchtwerdens älterer Gebäude, bei denen sich die ursprünglich vorhandene wasserdichte Isolierschicht zersetzt hat oder bei denen es eine solche Schicht überhaupt nicht gegeben hat, umfangreich praktiziert. Die für diesen Zweck bisher verwendeten Siliconzubereitungen werden in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln oder in Wasser eingesetzt. Ein Nachteil der Verwendung von Zubereitungen auf Basis organischer Lösungsmittel sind die hohen Kosten eines solchen Lösungsmittels, das sich nicht rückgewinnen läßt. Weitere Nachteile solcher Zubereitungen sind die Brennbarkeit gewisser Lösungsmittel und das Problem einer Luftverunreinigung, zuIt has been known for a number of years that watertight insulating layers form in existing wall structures by incorporating certain silicone preparations into these structures injects. Such a method is generally extremely effective and is used as a mitigation measure or preventing older buildings from becoming damp where the originally existing watertight insulation layer has been removed has decomposed or where there was no such layer at all, practiced extensively. The one for this The silicone preparations used hitherto are used in the form of solutions in organic solvents or in water. A disadvantage of using preparations based on organic solvents is the high cost of such Solvent that cannot be recovered. Further disadvantages of such preparations are the flammability to a certain extent Solvents and the problem of air pollution, too
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der es durch Verdampfen der Lösungsmittel in die Atmosphäre kommt. Die zur Bildung wasserdichter Isolierschichten bisher verwendeten wässrigen Zubereitungen enthalten Alkalisiliconate. Bei diesen. Materialien handelt es sich um ätzende Substanzen, bei deren Handhabung und Verwendung sehr sorgfältig vorgegangen werden muß. Sie lassen sich ferner auch nur langsam härten und führen gerne zu Verschmutzungen und zu einem Ausblühen. Wegen ihrer langsamen Härtungsgeschwindigkeit können die Siliconate in starken Fällen einer nach oben steigenden Feuchtigkeit auch nach oben gedrängt werden, was ihre Wirkung streut und verringert. which it releases into the atmosphere through evaporation of the solvents. The so far used to form waterproof insulating layers The aqueous preparations used contain alkali siliconates. With these. Materials are corrosive substances, Care must be taken when handling and using them. They can also be hardened only slowly and like to lead to soiling and blooming. Because of their slow curing speed, the siliconates in severe cases of rising moisture, they can also be forced upwards, which diffuses and reduces their effect.
Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur Bildung wasserdichter Isolierschichten in Mauerstrukturen geschaffen, bei dem man in eine solche Mauerstruktur über eines oder mehrere darin befindliche Löcher eine wässrige Zubereitung aus Wasser und einem darin gelösten Organosiliciummaterial einführt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Organosiliciummaterial ein wasserlösliches Hydrolyseprodukt eines oder mehrerer Silane der Formel RSi(OR1)-, worin R für Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Vinyl steht und R' Methyl, Äthyl, Propyl oder Methoxyäthyl bedeutet, verwendet.According to the invention, a method for forming waterproof insulating layers in wall structures is now created in which an aqueous preparation of water and an organosilicon material dissolved therein is introduced into such a wall structure via one or more holes therein, which is characterized in that the organosilicon material is a water-soluble Hydrolysis product of one or more silanes of the formula RSi (OR 1 ) -, in which R is alkyl having 1 to 4 carbon atoms or vinyl and R 'is methyl, ethyl, propyl or methoxyethyl, is used.
Einzelbeispiele für Silane aus obiger allgemeiner Formel, die sich für das erfindungsgemäße Verfahren verwenden lassen, sind Methyltriäthoxysilan, Methyltris (methoxyäthoxy)silan, Butyltrimethoxysilan oder Vinyltriäthoxysilan. Die Silane können einzeln oder in Kombinationen aus zwei oder mehr verschiedenen Silanen verwendet werden. Aus Gründen der leichten Verfügbarkeit und der günstigen Kosten werden solche Silane bevorzugt, bei denen R für Methyl steht und der Substituent R1 Methyl oder Äthyl bedeutet.Individual examples of silanes from the above general formula that can be used for the process according to the invention are methyltriethoxysilane, methyltris (methoxyethoxy) silane, butyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane. The silanes can be used singly or in combinations of two or more different silanes. For reasons of easy availability and low cost, preference is given to those silanes in which R is methyl and the substituent R 1 is methyl or ethyl.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten wässrigen Zubereitungen können hergestellt werden, indem man das SilanThe aqueous preparations used in the process according to the invention can be prepared by adding the silane
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bei normaler Umgebungstemperatur, beispielsweise bei Temperaturen von 15 bis 25 0C, einfach zu Wasser gibt. Ein derartiges Verfahren verläuft jedoch langsam, und es läßt sich durch Anwendung höherer Temperaturen beschleunigen. Die Hydrolyse des Silans wird daher vorzugsweise unter Verwendung eines sauren oder alkalischen wässrigen Hydrolysemediums durchgeführt. Unter sauren oder alkalischen Bedingungen kommt es bei normaler Umgebungstemperatur ohne weiteres zur Bildung des wasserlöslichen Hydrolyseprodukts aus dem Silan. Zur Bildung des gewünschten pH-Wertes im Hydrolysemedium läßt sich jede verträgliche saure oder alkalische Substanz einzeln oder in Kombination verwenden, und Beispiele solcher Substanzen sind organische sowie anorganische Säuren und Basen, wie Essigsäure, Propionsäure, p-Toluolsulfonsäure, Chlorwasserstoffsäure, Kaliumhydrogenphthalat, Kaliumhydroxid, Ammoniumhydroxid oder n-Propylamin.at normal ambient temperature, for example at temperatures from 15 to 25 0 C, simply to water. However, such a process is slow and can be accelerated by using higher temperatures. The hydrolysis of the silane is therefore preferably carried out using an acidic or alkaline aqueous hydrolysis medium. Under acidic or alkaline conditions, the water-soluble hydrolysis product is readily formed from the silane at normal ambient temperature. Any compatible acidic or alkaline substance can be used individually or in combination to form the desired pH value in the hydrolysis medium, and examples of such substances are organic and inorganic acids and bases, such as acetic acid, propionic acid, p-toluenesulfonic acid, hydrochloric acid, potassium hydrogen phthalate, potassium hydroxide, Ammonium hydroxide or n-propylamine.
Die Bildung der Lösung des Sxlanhydrolyseprodukts läßt sich ferner auch durch die Gegenwart eines Alkohols in der wässrigen Zubereitung unterstützen. Für diesen Zweck geeignete Alkohole sind beispielsweise Methylalkohol, Äthylalkohol oder Isopropylalkohol. The formation of the solution of the hydrolysis product can also be caused by the presence of an alcohol in the aqueous Support preparation. Alcohols suitable for this purpose are, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol or isopropyl alcohol.
Wässrige Lösungen von Organosilanen, wie Methyltrimethoxysilan, sind nur über eine begrenzte Zeitdauer verwendbar. Die Herstellung solcher Zubereitungen erfolgt daher vorzugsweise unmittelbar vor deren Verwendung, wodurch längere Lagerungszeiten vermieden werden. Die Zeit bis zur Verarbeitung solcher Zubereitungen läßt sich jedoch verringern, wenn man den pH-Wert der Zubereitungen innerhalb eines Bereiches von 3,0 bis 5,5 hält. Dies kann erreicht werden, indem man in die Zubereitung einen geringen Anteil einer Säure, wie Essigsäure, einarbeitet. Der Zusatz einer solchen Säure zum Organosilan kann vor der Herstellung der Zubereitung erfolgen, oder man kann diese Säure auch während oder nach der Herstellung der Zubereitung getrennt einarbeiten. Die Verwendung einer sauren Substanz ermöglicht gleichzeitig eine leichtere Herstellung der wässrigen Lösung.Aqueous solutions of organosilanes, such as methyltrimethoxysilane, can only be used for a limited period of time. The production Such preparations are therefore preferably carried out immediately before they are used, thereby avoiding longer storage times will. The time until such preparations are processed can, however, be reduced by changing the pH of the preparations within a range of 3.0 to 5.5. This can be achieved by putting a small amount into the preparation Part of an acid, such as acetic acid, incorporated. Such an acid can be added to the organosilane prior to manufacture the preparation, or this acid can also be incorporated separately during or after the preparation of the preparation. The use of an acidic substance simultaneously enables the aqueous solution to be produced more easily.
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Zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes empfiehlt sich insbesondere die Einarbeitung eines Puffermittels in die Zubereitung. Eine zu diesem Zweck geeignete Puffersubstanz ist eine wässrige Lösung, die- Kaliumhydrogenphthalat und Natriumhydroxid enthält. Es können jedoch auch andere Puffermittel verwendet werden. Derartig gepufferte wässrige Zubereitungen sind sogar nach mehrwöchiger Lagerung noch gebrauchsfähig. Eine solche längere Gebrauchsfähigkeit ist insofern äußerst erwünscht, als man hierdurch nicht mehr so häufig frische Ansätze der Zubereitung herstellen muß. Ferner wird dadurch auch der Verlust an nichtverbrauchter Zubereitung, die nach Beendigung eines bestimmten Projekts oder nach einer bestimmten Arbeitszeit übrig bleibt, minimal gehalten.It is particularly advisable to set the desired pH the incorporation of a buffering agent into the preparation. A suitable buffer substance for this purpose is a aqueous solution containing potassium hydrogen phthalate and sodium hydroxide. However, other buffering agents can also be used will. Aqueous preparations buffered in this way are still usable even after storage for several weeks. Such longer usability is extremely desirable, as this means that fresh approaches to the Must produce preparation. Furthermore, this also reduces the loss of unused preparation after completion of a certain project or after a certain working time is kept to a minimum.
Die Menge an wasserlöslichem Hydrolyseprodukt, das in der wässrigen Zubereitung, die erfindunsgemäß in das Mauerwerk eingeführt wird, vorhanden ist, ist in keiner Weise kritisch. Im allgemeinen werden wässrigen Lösungen, die etwa 3 bis 15 Gewichtsprozent Hydrolyseprodukt enthalten, bevorzugt. In einigen Fällen erhält man auch mit stärker verdünnten Lösungen ein geeignetes Material. Konzentrationen von über 15 Gewichtsprozent können zwar zu einer gewissen weiteren Verbesserung führen, doch steht eine solche weitere Verbesserung normalerweise in keinem vernünftigen Verhältnis zu den damit verbundenen höheren Kosten.The amount of water-soluble hydrolysis product that is present in the aqueous preparation in the masonry according to the invention is introduced is in no way critical. In general, aqueous solutions that are about 3 to Contain 15 percent by weight of hydrolysis product, preferred. In some cases one also gets with more dilute ones Solutions a suitable material. Concentrations of over 15 percent by weight can cause some lead to further improvement, but such further improvement is usually not part of any reasonable one Relation to the associated higher costs.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man die wässrige Zubereitung durch ein oder mehr im Körper des zu behandelnden Mauerwerks befindliche Löcher in dieses ein. Die Techniken zur Bildung wasserdichter Isolierschichten unter Verwendung dieses allgemeinen Verfahrens sind bekannt. Eine bequeme Methode zur Durchführung dieses Verfahrens besteht darin, daß man in bestimmten Abständen in die zu behandelnde Struktur Löcher einbohrt oder einschlägt und in diese Löcher entweder über ein etwas darüber befindlichesTo carry out the process according to the invention, the aqueous preparation is passed through one or more in the body the masonry to be treated holes in this one. The techniques for forming waterproof insulation layers using this general procedure are known. One convenient way to perform this procedure is in that one drills or pounds holes in the structure to be treated and into these holes either over a something above it
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Reservoir durch Schwerkraft oder unter Druck die wässrige Zubereitung einführt. Im Anschluß daran läßt man den wässrigen Träger verdampfen und das abgelagerte Hydrolyseprodukt härten. Das Hydrolyseprodukt härtet am raschesten/ wenn es einen pH-Wert von über 5/5 hat. Verwendet man eine Behandlungslösung mit einem pH-Wert von weniger als 5,5, beispielsweise eine stabilisierte Lösung, dann kommt es durch die natürliche Alkalität des Mauerwerks zu einer Erhöhung des pH-Wertes der eingespritzen Lösung und somit zu einer Beschleunigung der Härtung. Gewünschtenfalls läßt sich die natürliche Alkalität jedoch auch künstlich durch Einspritzen einer geeigneten alkalischen Substanz ergänzen.Reservoir introduces the aqueous preparation by gravity or under pressure. Then you leave the aqueous The carrier evaporates and the deposited hydrolysis product cures. The hydrolysis product hardens the fastest / when it has a pH value of over 5/5. If you use a treatment solution with a pH of less than 5.5, for example a stabilized solution, then the natural alkalinity of the masonry increases the pH value the injected solution and thus accelerate the hardening process. If desired, the natural alkalinity can be but can also be supplemented artificially by injecting a suitable alkaline substance.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich zur Bildung wasserdichter Isolierschichten bei einer Reihe verschiedener Mauerstrukturen verwenden, wie Stein, Ziegel oder Beton. Im Gegensatz zu den bekannten Zubereitungen auf Wasserbasis läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei mit Wasser gesättigten als auch bei trockenen Mauerstrukturen anwenden.The inventive method can be used to form more waterproof Use layers of insulation on a number of different wall structures, such as stone, brick, or concrete. In contrast The process according to the invention can be used with the known water-based preparations both in the case of those which are saturated with water as well as on dry wall structures.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Alle darin enthaltenen Teilangaben sind auf das Gewicht bezogen.The invention is further illustrated by the following examples. All parts of the information contained therein are based on weight.
Zur Herstellung einer wässrigen Zubereitung gibt man ein Gemisch aus 5 Teilen Methyltrimethoxysilan und 0,01 Teilen 0,1 normaler alkoholischer Chlorwasserstoffsäure bei einer Temperatur von 22 0C zu 95 Teilen Wasser. Das Gemisch wird während des Zusatzes des Silans gerührt und dann noch mehrere Minuten weiter gerührt, wodurch man eine farblose Lösung erhält, die bei 4 Tage langem Stehenlassen stabil ist.To produce an aqueous preparation, a mixture of 5 parts of methyltrimethoxysilane and 0.01 part of 0.1 normal alcoholic hydrochloric acid is added at a temperature of 22 ° C. to 95 parts of water. The mixture is stirred while the silane is added and then stirred for a further several minutes to give a colorless solution which is stable when left to stand for 4 days.
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Die Wirksamkeit der auf diese Weise erhaltenen Lösung zur Bildung wasserdichter Isolierschichten wird in folgender Weise ermittelt:The effectiveness of the thus obtained solution for forming waterproof insulating layers is determined as follows determined:
Man stellt zunächst.eine Struktur aus drei Leicester Red-Ziegelsteinen her, von denen jeder 23 χ 11,5 χ 6,5 cm groß ist, indem man diese Steine so aufeinander stellt, daß die Oberflächen mit den Abmessungen 23 χ 11,5 cm aufeinander zu liegen kommen. Die Steine sind durch Lagen aus einem absorbierenden Papiergewebe voneinander getrennt, und der in der Mitte befindliche Stein enthält zwei Bohrungen, die in einem Abstand von 10 cm voneinander angeordnet sind, einen Durchmesser von 1,1 cm haben und die man bis zu einer Tiefe von 7 cm in eine der 23 χ 6,5 cm messenden sichtbaren Flächen eingebohrt hat. Die Struktur wird in eine niedrige Wanne, die Wasser enthält, eingesetzt und darin auf schmalen Leisten derart gehalten, daß der untere Ziegelstein bis zu einer Tiefe von etwa 2,5 cm eingetaucht ist.First, a structure is made out of three Leicester Red bricks each of which is 23 11.5 χ 6.5 cm by you place these stones on top of each other so that the surfaces with the dimensions 23 χ 11.5 cm come to rest on each other. the Stones are separated from each other by layers of absorbent paper tissue, and the stone in the middle contains two holes, which are arranged at a distance of 10 cm from each other, have a diameter of 1.1 cm and which has been drilled to a depth of 7 cm in one of the 23 χ 6.5 cm visible surfaces. The structure will placed in a low tub containing water and held in it on narrow strips in such a way that the lower Brick is submerged to a depth of about 2.5 cm.
Im Anschluß daran läßt man die Struktur eine Woche stehen, und während dieser Zeit werden alle drei Ziegel mit Wasser gesättigt. In jedes Loch des in der Mitte befindlichen Ziegel-The structure is then left to stand for a week, during which time all three bricks are saturated with water. In each hole of the brick in the middle
2 steins führt man dann unter einem Druck von 3,52 kg/cm 225 cm der in der oben beschriebenen Weise hergestellten wässrigen Lösung ein. Im Anschluß daran läßt man die Struktur unter normalen Laborbedingungen stehen, wobei das Wasserniveau im wesentlichen konstant gehalten wird und wobei man den oberen Ziegelstein während mehrerer Wochen periodisch wiegt. Die vom oberen Ziegelstein (bezogen auf das Trockengewicht des Ziegels) über eine Zeitspanne von 25 Wochen beibehaltene prozentuale Wassermenge ergibt folgende Werte:2 stones are then carried out under a pressure of 3.52 kg / cm 225 cm of the aqueous solution prepared in the manner described above. Then leave the structure stand under normal laboratory conditions, the water level being kept essentially constant and where one weighs the top brick periodically for several weeks. The one from the top brick (based on dry weight The percentage of water retained over a period of 25 weeks gives the following values:
Zeit (Wochen) 0 2,5 5 10 20 25Time (weeks) 0 2.5 5 10 20 25
% Wasserretention 14 13,5 8 2,5 1,5 O,8% Water retention 14 13.5 8 2.5 1.5 0.8
609885/0302609885/0302
— "7 _- "7 _
■Methyltrimethoxysilan (50 g) , Kaliumhydrogenphthalat (19,7 g) und Natriumhydroxid (1,1 g) werden miteinander vermischt und. durch Zusatz von Leitungswasser auf 1 Liter ergänzt, wodurch man eine auf einen pH-Wert von 4,5 gepufferte Lösung erhält. Die auf diese Weise hergestellte Lösung ist stabil, d. h., sie bleibt über eine Zeitspanne von mehr als drei Wochen klar und läßt sich in Mauerwerk unter Bildung wasserdichter Isolierschichten einspritzen.■ Methyltrimethoxysilane (50 g), potassium hydrogen phthalate (19.7 g) and sodium hydroxide (1.1 g) are mixed together and. supplemented by adding tap water to 1 liter, resulting in a solution buffered to a pH of 4.5. The solution produced in this way is stable, ie it remains clear for a period of more than three weeks and can be injected into masonry with the formation of watertight insulating layers.
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