DE3405917A1

DE3405917A1 - Polymer-zement-moertelgemisch

Info

Publication number: DE3405917A1
Application number: DE19843405917
Authority: DE
Inventors: Naoki Furuno; Hisayasu Tokio/Tokyo Kanayama; Tatsue Yokohama Kanagawa Saito; Yoshiaki Ebina Kanagawa Sasaki; Yoshitaka Sasaoka
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1984-02-18
Publication date: 1984-09-06
Also published as: GB8403808D0; JPS59156949A; JPH0122215B2; GB2135665B; AU2465584A; FR2541672A1; FR2541672B1; CA1213619A; KR840007549A; AU558299B2; GB2135665A; ZA841208B; DE3405917C2; KR910002573B1

Description

Polymer-Zement-Mörtelgemisch

Die Erfindung bezieht sich auf ein Polymer-Zement-Mörtelgemisch, das b.ei Stahlkonstruktionen, Metalldächern, Außenwänden, Bauwerken und dgl. anwendbar ist.

Als Beschichtungsmaterial für Stahlkonstruktionen wird normalerweise korrosionsverhindernde Farbe verwendet. Während beim Aufbringen einer korrosionsverhindernden Farbschicht einfach eine korrosionsverhindernde Farbe auf die Oberfläche einer Stahlkonstruktion aufgebracht oder aufgesprüht wird und dies sehr einfach durchgeführt werden kann, treten dabei auch Nachteile auf, indem die korrosionsverhindernde Eigenschaft einer Stahlkonstruktion, auf die eine korrosionsverhindernde Farbe aufgeschichtet ist, nicht lange hält, eine besonders geringe Abriebfestigkeit aufweist, da die Beschichtungsdicke im allgemeinen gering ist, und man schwerlich erwarten darf, daß die Beschichtung in einer natürlichen und künstlichen Umgebung über eine längere Zeitspanne die gewünschte Wirkung zeigt.

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

Unter diesen Voraussetzungen hat man ein Verfahren zum
Anwenden von Zementmörtel für die Bildung einer korrosionsverhindernden Schicht auf Stahlkonstruktionen untersucht
und bei einigen Bauwerken mit dem Ziel ausgeführt, die gewünschte Dauerhaftigkeit sicherzustellen. Der schwerwiegendste Nachteil der Zementmörtelanwendung besteht jedoch darin, daß die aufgebrachte Beschichtung zur Rißbildung neigt.

Angesichts dieser Neigung zur Rißbildung aufgebrachter Beschichtungen nach dem Aushärten sind ferner Versuche unternommen worden,beispielsweise mit Asphalt vorgemischte Zementgemische zu verwenden, und auch diese Versuche sind insofern nachteilig verlaufen, indem nicht nur die unmittelbare Umgebung, wie der Fußboden, durch die verschiedenen, vom verwendeten Weichmacher ausgeschwitzten Bestandteile verunreinigt wird, sondern auch der vom Asphalt ausgehende üble Geruch die Arbeiter und die Einwohner in der Nachbarschaft ernstlich
stört.

Aus diesen Gründen sind sogenannte Polymer-Zement-Mörtelgemische, die Kunstharzkomponenten anstatt Asphalt enthalten, angewendet worden.

Diese Polymer-Zement-Mörtelgemische sind als Bodenmaterial, wasserdichtes Material, chemisch beständige Beschichtungen, SchiffsdeckbeSchichtungen oder Fahrzeugauskleidungen angewendet worden, da man von den enthaltenen Polymeren annahm, daß sie die Kohäsion des ausgehärteten Zements erhöhen und die Adhäsion an Stahlkonstruktionen verbessern sowie im Hinblick auf die Eigenschaften und die korrosionsverhindernde Wirkung der Gemische als Baumaterialien brauchbar sind.

Die erforderlichen Eigenschaften für diese Anwendungen sind die Adhäsion an Untergrund oder Grundierung, Abriebfestigkeit, wasserabdichtende Wirkung, Wetterbeständigkeit, Verhinderung von

_ 4 —

Sprungbildung, Stoßfestigkeit, chemische Beständigkeit, Dehnungs- und Kontraktionseigenschaften, korrosionsverhindernde Eigenschaften für zu beschichtende Bauwerke und dgl., und die bisher verwendeten Polymer-Zement-Mörtelgemische haben die meisten dieser Anforderungen erfüllt.

Die bekannten Gemische sind jedoch noch verbesserungsfähig im Hinblick auf eine vollständige und zufriedenstellende Erfüllung der an die Eigenschaften gestellten Anforderungen, die bei sich in unterschiedlichen Richtungen entwickelnden Anwendungen auftreten. Einige Beispiele solcher Mangel werden im einzelnen nachfolgend beschrieben.

1) Die bekannten Polymer-Zement-Mörtel verwenden meist Latex oder in Wasser dispergierbare Emulsionspolymere, die mit hydraulischem Zement, Zuschlagen und dgl. gemischt werden, und sie zeigen ein schnelles Auftreten von Rost, wenn einige Minuten nach der Beschichtung verstrichen sind. Eine so schnelle Rosterscheinung nennt man Flugrost, und die Ergebnisse von Versuchen haben gezeigt, daß diese Erscheinung im wesentlichen bei allen Polymer-Zement-Mörteln in unterschiedlicher Stärke auftritt.

Wenn ein solcher Flugrost auftritt, insbesondere wenn die Stahlkonstruktion nach seinem Auftreten in eine korrodierende Umgebung gebracht wird," führt dies in Verbindung mit einer Volumenausdehnung des Rostes auf der Stahloberfläche zur Gefahr des Abschälens.

Dies beruht darauf, daß die korrosionsverhindernden Eigenschaften der in die bekannten Polymerzemente eingebrachten Emulsionen nicht bedacht wurden.

Man nimmt zwar allgemein an, daß das Alkali des Zements den Stahl in den passiven Zustand bringt, es ist jedoch für

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diesen Zweck erforderlich, den pH-Wert der Zementbeschichtung an der Stahloberfläche bei 12 oder darüber zu halten, und so ist es gefährlich, die korrosionsverhindernde Wirkung des Polymerzements einfach aufgrund seiner alkalischen Natur zu überschätzen. Mit anderen Worten, Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem pH-Wert und der Korrosion des Stahls gemäß der Forschungsarbeit von W. Whiteman und R. Rüssel, und es ist ersichtlich, daß die Korrosion des Stahls schnell zunimmt, wenn der pH-Wert geringer als 12 ist. Ferner zeigen auch die folgende Tabelle und Fig. 2 die Ergebnisse, die man durch Rühren und Vermischen von 10Og Zuschlägen, Zement usw. der in der Tabelle gezeigten Beispiele 1 bis 7 mit 900 cm Leitungswasser erhält, wenn man ein poliertes Weichstahlblech in jede der erhaltenen ruhenden Flüssigkeiten hängt und die Änderungen dem pH-Werts der Flüssigkeiten mit einem pH-Meßgerät mißt sowie das Auftreten von Rost beobachtet.

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Probe	Zuschlag, Zement usw.	Zustand nach 30	Tagen	X
Nr.		Eintauchen		(S)
1	Leitungswasser (Leer versuch)	gleichförmiger	Rost	®
2	Portland-Zement	kein Rost		X
3	Portland-Hochofen zement	kein Rost		O
4	Schlacke	gle ichförmiger	Rost	O
5	Zement 30% + Schlacke 70%	Rost um Löcher Probe	der	X
6	Zement 30% + Quarz sand 70%	ebenso
7	Sand	gleichförmiger	Rost

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Es hat sich gezeigt, daß zwar im Fall des Leitungswassers (Leerversuch) die pH-Werte niedrig waren und beträchtlicher Rost auftragt, die Schlacke und der Sand, der Portland-Zement und der Portland-Hochofenzement aber hohe ph-Werte (12 oder darüber) im Durchschnitt und kein Auftreten von

■™ 6 ■"

Rost zeigten und daß der Zement plus Schlacke und der Zement plus Quarzsand etwas höhere pH-Werte und das Auftreten von geringem Rost an den Proben zeigten.

2) Obwohl die bekannten Polymer-Zementmörtel korrosionsverhindernde Materialien sind, wurde die Oberflächenvorbereitung und die Beschichtungsanlage nicht ,ausreichend berücksichtigt, was dazu führt, daß bei Anordnung der Zemente in korrodierenden Umgebungen (beispielsweise an freiliegenden Stellen oder wenn sie den abwechselnd feuchten und trockenen Bedingungen an der See ausgesetzt sind) zwischen der Stahloberfläche und dem Beschichtungsmaterial in einer sehr kurzen Zeitspanne Rost hervorgerufen wird, wodurch die Adhäsion verschlechtert wird.

Aufgrund der Ergebnisse verschiedener umfangreicher Untersuchungen, die im Hinblick auf die obigen Ausführungen durchgeführt worden sind, ist ein korrosionsverhinderndes Beschichtungsgemisch mit einem Zement, einer granulierten Hochofenschlacke einer bestimmten Teilchengröße und einer Polymeremulsion, die in bestimmten Mengenverhältnissen vermischt sind, vorgeschlagen worden (JP-OS 57-39661), und es wurde ein Polymer-Zementmörtel entwickelt (JP-OS 58-38378), der aus einer Mischung eines hydraulischen Zements und eines Polymers in Form einer wäßrigen Dispersion als Mischungsbestandteile besteht und getrennt ein korrosionsverhinderndes Mittel enthält. Es sind jedoch auch verschiedene andere Eigenschaften, wie Dehnung, Wärmeschockbeständigkeit und Abriebfestigkeit erforderlich, und es treten häufig Fälle auf, in denen die üblichen Polymer-Zement-Mörtelgemische nicht nur diesen schwierigen Anforderungen nicht gerecht werden, sondern auch die von den jeweiligen Anwendungen abhängenden Anforderungen nicht erfüllen.

Als Ergebnis ernstlicher und andauernder Forschungsarbeit zum Zweck der Entwicklung eines Polymer-Zement-Mörtelgemisches mit verbesserten Eigenschaften, das die immer steigenden Anforderungen der oben erwähnten Anwendungsfälle erfüllt, schafft die Erfindung ein neues Polymer-Zement-Mörtelgemisch, das aus einem Polymer, einem Zement und einem Zuschlag als die wesentlichen Hauptbestandteile besteht und in welchem der Zuschlag speziell ausgewählt ist, wodurch die oben erwähnten verschiedenen Anforderungen erfüllt werden.

Dementsprechend schafft die Erfindung ein Polymer-Zement-Mörtelgemisch mit einem Zement (C), einem Zuschlag (S) und einem Polymer (P), dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag einen Glasgehalt von 95 Gew.-% oder darüber aufweist und das Polymer aus einem Styrol-Butadien-Polymer besteht und daß das Gewichtsverhältnis C/S und das Gewichtsverhältnis P/C zwischen 0,4 und 0,65 bzw. 0,2 und 0,5 gewählt ist.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine graphische Darstellung, welche das Verhalten der Korrosionsgeschwindigkeit von Stahl in pH-Atmosphären wiedergibt,

Fig. 2 eine graphische Darstellung, welche die Änderungen des pH-Wertes in Tagen wiedergibt, wenn Weichstähle in Wasser mit unterschiedlichen Arten von dispergierten Zuschlägen eingetaucht werden,

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche in Form der Maximalbelastung (Smax) die Biegefestigkeit (f) und die Kompressions festigkeit (c) von Endprodukten aufgrund von Veränderungen des Glasgehalts

der in Polymer-Zement-Mörtelgemische eingebrachten Zuschläge wiedergibt,

Fig. 4 eine graphische Darstellung, welche die Wirkung des Mischungsverhältnisses des Zements (C) und der

Schlacke (S) in Polymer-Zement-Mörtelgemischen auf die Festigkeit des Polymer-Zement-Mörtelgemisches wiedergibt,

Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die Wirkung des

Mischungsverhältnisses des Polymers (P) und des Zements (C) in Polymer-Zement-Mörtelgemischen auf die Ablösefestigkeit des Polymer-Zement-Mörtelgemisches wiedergibt,

Fig. 6 eine graphische Darstellung, welche die Ablösefestigkeit des Endproduktes an verschiedenen Materialien wiedergibt,

Fig. 7 eine Schrägansicht, in der die Beziehung zwischen

einem Halter zur Messung der Ablösefestigkeit und einer Probe dargestellt ist,

Fig. 8 eine Schrägansicht zur Erläuterung einer Probe nach einem Abriebversuch,

Fig. 9 eine graphische Darstellung, in der das zeitliche Änderungsverhalten der Abriebversuche dargestellt ist,

Fig. 10 eine graphische Darstellung, in welcher das Dämpfungsverhalten von mit Polymer-Zement-Mörteln beschichteten Stahlplatten dargestellt ist,

Fig. 11 eine graphische Darstellung, in welcher das Spannungs-Dehnungsverhalten von Proben dargestellt ist, die unter Verwendung von Polymer-Zement-Mörtelgemischen hergestellt sind, und 5

Fig. 12 eine graphische Darstellung, in welcher die zeitlichen Abmessungsänderungen der Proben dargestellt sind, die unter Verwendung von Polymer-Zement-Mörtelgemischen hergestellt und einem zyklischen Wärmetest unterworfen wurden.

Die erfindungsgemäß verwendete Zementkomponente besteht aus einem Portland-Zement, Portland-Hochofenzement oder dergleichen und die von dieser Komponente erwarteten Hauptfunktionen sind die Verbesserung der Festigkeit und Beständigkeit sowie der Wartungseigenschaften.

• Ferner "beisteht das verwendete Polymer aus einem Styrol-Butadien-Polymer, wie Styrol-Butadien-Polymer oder mit Acrylharz modifiziertes Styrol-Butadien-Polymer. Wenn ein Polymer irgendeiner anderen Art verwendet wird, ist es schwierig, die gewünschten Wirkungen in bezug auf die Adhäsion zwischen Gemisch und einem zu beschichtenden Gegenstand und/oder die Flugrost verhindernde Wirkung zu erzielen, wie sich aufgrund von weiter unten zu beschreibenden Versuchen ergab.

Es ist ferner ein wesentliches Erfordernis der Erfindung, einen Zuschlag mit einem Glasgehalt von 95 Gew.-% oder darüber zu verwenden.
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Bei gewöhnlichen Polymer-Zement-Mörtelgemischen werden Quarzsand enthaltende Zuschläge verwendet, wie Flußsand oder Grubensand, granulierte Hochofenschlacke oder dergleichen.

Wenn jedoch diese Polymer-Zement-Mörtelgemische, bei denen diese Zuschläge angewendet werden, bei Bauwerken angewendet werden, d.h. wenn sie als Boden- oder Äußenwandmaterial verwendet werden, haben sie den Nachteil, daß sie zu Rißbildung neigen.

In Weiterbildung der Erfindung wurden verschiedene Polymere (P), die verschiedenen Zuschläge (S), die Gewichtsverhältnisse P/C und C/S bezüglich des Zements (C) und andere allgemeine Tendenzen untersucht, und es wurden die unten erwähnten Ergebnisse erzielt.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse angegeben, welche bei Anwendung von Polymer-Zement-Mörtelgemischen auf Stahlplatten erhalten wurden, wobei jedes Gemisch hergestellt wurde, indem zu einer aus einem Portland-Hochofenzement bestehenden Zementkomponente eines der folgenden Polymeren als Polymerkomponente und eines der folgenden korrosionsverhindernden Mittel in einer Menge von 0,5 Gew.-% des ganzen Gemischs zugegeben wurden, um die Wirkung des korrosionsverhindernden Zuschlagmittels zu prüfen und das anschließende Verhalten der Beschichtungen zu beobachten.

	_	Ablösefestigkeit	178	A-St	PAN	N/cm
korrosions-			X	262	198
verhindern-	1		138	X	X
des Mittel			O	238	186
*1	2		136	X	X	EVA
		O	173	143	84
3		185	X	X	X
	A(St-Bd)*2 SBR	O	244	224	82
335		X	X	X
X			76
287			X
©		65
317		X
@
322
©

*1 : 1 Nitritsorte, 2 Metaboratsorte, 3 Aminsorte.

*2 : A(St-Bd) mit Acry!ester modifiziertes Styrol-Butadien-Polymer

SBR Styrol-Butadien-Kautschuk

A-St Acrylsäureester-Styrol-Copolymer

PAN Polyacrylnitril-Emulsion

EVA Äthylenvinylacetat-copolymer

Auswertung © merkliche Flugrostverhinderungswirkung O teilweise Rostbildung

X keine Wirkung oder im wesentlichen keine Wirkung.

Aus den in der Tabelle angegebenen Ergebnissen geht hervor, daß die Styrol-Butadien-Polymere am meisten zu bevorzugen sind, um die eine wesentliche Eigenschaft des Polymer-Zement-Mörtels im Hinblick auf seine Ausgewogenheit bezüglich der rostverhindernden Wirkung zu erzielen.

Zur Verhinderung von Flugrost ist es lediglich nötig, ein korrosionsverhinderndes Mittel in das Polymer-Zement-Mörtelgemisch einzubringen oder eine Vorbehandlung der Oberfläche eines zu beschichtenden Gegenstandes durchzuführen. Wenn ein korrosionsverhinderndes Mittel verwendet wird, wird es in einer Menge eingebracht, die etwa 0,1 bis 3,0 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,3 bis 1,0 Gew.-% des Gemisches entspricht. Wenn kein korrosionsverhinderndes Mittel verwendet wird, ist es möglich,eine flugrostverhindernde Wirkung zu erzielen, die gleich oder größer ist als man sie bei Verwendung eines korrosionsverhindernden Mittels erhält, indem eine Vorbehandlung der Oberfläche eines zu beschichtenden Gegenstandes nach Entfernung des Zunders mit einem Material durchgeführt wird, das beispielsweise durch Dispergieren von Zinkpulver in einer Epoxyharz- oder Silikatverbindung hergestellt ist.

In diesem Zusammenhang muß nicht hervorgehoben werden, daß sowohl die Vorbehandlung als auch die Verwendung eines korrosionsverhindernden Mittels jeweils nach Erfordernis erfolgen.

Andererseits haben Untersuchungen der Zuschläge in den Polymer-Zement-Mörtelgemischen das Verhalten gemäß Fig. 3 in bezug auf die Biegefestigkeit (f) und die Kompressionsfestigkeit (C) der Produkte in Abhängigkeit von der Maximalbelastung (Smax) und des Glasgehaltes gezeigt.

Aufgrund dieser Ergebnisse hat der Glasgehalt des Zuschlages in dem Polymer-Zement-Mörtelgemisch eine wichtige Wirkung auf die Werte von f und C,und es wurde schließlich festgestellt, daß die Verwendung eines Zuschlages mit einem Glasgehalt von etwa 95 Gew.-% und darüber zu einem Gemisch führt, das die geringste Neigung zur Rißbildung zeigt. .

Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß im Fall einer granulierten Hochofenschlacke mit einem hohen Glasgehalt das Material selbst eine hydraulische Wirkung zeigt.

Noch ausführlicher, wenn die granulierte Hochofenschlacke mit der Feuchtigkeit im Mörtel in Berührung kommt, werden zuerst auf der Oberfläche der Schlacke winzige Hydrate

(CaO-SiO₀.nH_0) gebildet und sodann wird unter der Wirkung des Al₀O, im Gemisch in der alkalischen Atmosphäre ein hydriertes Produkt (CaO-SiO₀-Al₀O₃.nHO) gebildet. Es wird angenommen, daß diese hydrierten Produkte die Zwischenräume zwischen den Schlackenteilchen ausfüllen und als Bindemittel dienen und so das Aushärten fördern. Diese Wirkung ist ein wichtiges chemisches Merkmal, das bei üblichem Quarzsand nicht bekannt ist, und dies hat die Wirkung, daß eine gehärtete Substanz gebildet wird, die dicht ist und hohe Kohäsions- und Adhäsionskräfte ausübt.

Wenn der Zuschlag die so festgelegten Erfordernisse erfüllt, erzeugt die Teilchengröße von etwa 0,6 mm oder weniger die gewünschten Wirkungen bezüglich der Arbeitseigenschaften des Polymer-Zement-Mörtelgemisches.
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Der Zuschlag mit einem Glasgehalt von 95 Gew.-% oder darüber ist zwar nicht auf irgend eine spezielle Sorte beschränkt, sofern die oben erwähnten Erfordernisse erfüllt werden, er kann jedoch insbesondere aus einer granulierten Hochofenschlacke bestehen, die durch schnelles Abkühlen der aus einem Hochofen abgelassenen geschmolzenen Schlacke erzielt wird.

Wenn das Polymer (P) und der Zuschlag (S) in der oben erwähnten Weise gewählt werden, so sind weitere wichtige Merkmale die Mengenbeziehungen zwischen den Komponenten,und in bezug auf das Verhältnis C/S zeigt Fig. 4 eine graphische Darstellung des Verhaltens der Kompressionsfestigkeit (C), der Biegefestigkeit (f) und der Zugfestigkeit (TS) bei Änderung des Verhältnisses C/S und Beibehalten der anderen Bedingungen innerhalb der bevorzugten Bereiche, die aus den oben erwähnten Gründen bestätigt werden. Aus dem dargestellten Verhalten ist ersichtlich, daß eine Beschichtung mit gut ausgeglichenen Festigkeiten erhalten wird, wenn das Verhältnis C/S im Bereich von 0,40 bis 0,65 liegt.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, wobei die Ablösefestigkeit (peeling strength) in Abhängigkeit vom Verhältnis P/C durch das gleiche Verfahren festgestellt wurde. In diesem F.all wird die innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegende Ablösefestigkeit gewährleistet, wenn das Verhältnis P/C innerhalb eines Bereiches von 0,20 bis 0,50 liegt. Wie aus dem Verhalten gemäß Fig. 5 ersichtlich ist, fällt die Ablösefestigkeit mit fallendem Verhältnis P/C,und auch ein übergroßer Wert des Verhältnisses P/C kann nicht zu

einer der Zugabe des Polymers entsprechenden Wirkung führen.

Bei der Anwendung des Polymer-Zement-Mörtels selbst wird eines der bekannten Beschichtungsverfahren je nach Lage, Zustand usw. eines zu beschichtenden Gegenstandes gewählt, so daß es, wenn beispielsweise der Gegenstand eine große ebene Oberfläche oder aber Unregelmäßigkeiten oder Wellungen aufweist, zweckmäßig ist, den Mörtel unter Verwendung einer Sprühpistole durch Sprühen aufzuschichten.

Mit der im einzelnen oben beschriebenen Ausbildung besitzt das erfindungsgemäße Polymer-Zement-Mörtelgemisch ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf Adhäsion am Untergrund oder an der Grundierung, Abriebfestigkeit, wasserabdichtende Wirkung, Wetterbeständigkeit, Stoßfestigkeit, chemische Beständigkeit, korrosionsverhindernde Wirkung, Dehnung, Dämpfungswirkung, Wärmeschockbeständigkeit und dergleichen, wobei hierdurch die bei verschiedenen Anwendungen erforderlichen Funktionen voll erfüllt werden.

Die verschiedenen Eigenschaften und Wirkungen des erfindungsgemäßen Polymer-Zement-Mörtelgemischs werden anhand der folgenden Beispiele im einzelnen beschrieben.

Die in den Beispielen beschriebenen Polymer-Zement-Mörtelgemische haben die folgenden gemeinsamen Anteile.

Gewichtsteile

Mit Acrylharz-Polymeren modifizierter Styrol-Butadien-Kautschuk-Latex
(SBR-Latex)
(Feststoffgehalt 48 %) 20

Portland-Hochofenzement 25

Gewichtsteile

Granulierte Hochofenschlacke mit
einem Glasgehalt von 99 %
(0,5 mm oder kleiner) 55

Wasser 0- 3

Beispiel 1

Es wurden Proben hergestellt, indem durch Abstrahlen bearbeitete Stahlplatten mit einer Zinkpulver enthaltenden Epoxyharz-Dispersion in einer Dicke von 15 bis 20 μΐη beschichtet wurden, und sodann ein Polymer-Zement-Mörtelgemisch mit den oben erwähnten Anteilen in einer Dicke von 5 mm aufgesprüht wurde.

Die so vorbereiteten Proben wurden 28 Tage bei Zimmertemperatur ausgehärtet und sodann einem Naß-Trockenzyklus-Versuch, einem Schlammeintauchversuch und einem Eintauchversuch in natürliches Meerwasser über ein Jahr sowie einem beschleunigten Bewitterungsversuch über 1000 Stunden unterworfen. Wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich, trat keine Änderung im Oberflächenzustand der Stahlplatten auf.

Versuchsart*	Äußeres Aussehen	Oberflächen- zustand der Stahlplatte
Naß-Trockenzyklus-Versuch	angeweißte Ober	gut
	fläche
Schlammeintauchversuch	angeweißte Ober	gut
	fläche
Meerwas ser-Eintauch-	keine Änderung	gut
versuch
Bewitterung sver such	keine Änderung	gut

*Naß-Trockenzyklus-

Bedingung: Abwechselnder Versuch mit einem 24-stün-

digem Zyklus, und zwar 6 Stunden Eintau-

chen in 3-%iges Salzwasser bei 40° C, 6 Stunden Warmluftanblasen bei 40° C und 12 Stunden stehenlassen und abkühlen.

Schlamm: ein Schlamm, der im wesentlichen aus Rinderdung besteht.

Bewitterungs-

versuch: es wurde ein Ultraviolett-Kohlebogen-Bewitterungsapparat verwendet.

Beispiel 2

Es wurde ein Polymer-Zement-Mörtelgemisch mit den angegebenen allgemeinen Anteilen mittels Sprühbeschichtung auf Stahlplatten, Glasscheiben, Acrylharzscheiben, Sperrholz und Betonsorten aufgebracht, 28 Tage ausgehärtet und einer Messung der Ablösefestigkeit unterworfen. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 wiedergegeben.
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Wie in Fig. 7 gezeigt, wird das Verfahren zur Messung der Ablösefestigkeit so durchgeführt, daß ein Halter 3 mit einem Epoxy-Klebstoff an einer auf eine Basis 1 aufgebrachten Beschichtung 2 befestigt und ein Schnitt in denjenigen Teil der Beschichtung 2 gemacht wurde, der den Halter 3 berührt, um dadurch die Ablösung der Beschichtung 2 zu untersuchen.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Polymer-Zement-Mörtelgemisch eine ausgezeichnete Adhäsion besitzt. 30

Beispiel 3

Ein Vergleichsversuch wurde an Polymer-Zement-Mörtelgemischen hinsichtlich der Abnützungsbeständigkeit des Materials gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt.

Ein Reifen mit 12 um diesen gewickelten Ketten wurde in einer Umgebung von -10° C gedreht,und die Ketten wurden in Berührung mit den Materialien gebracht, wobei deren Abrieb gemessen wurde. Jede Probe in Form eines Formteils von 400 χ 150 χ 40 mm wurde mit einer Geschwindigkeit von 66 Hin- und Herbewegungen je Minute bezüglich des mit 3,3s sich drehenden Reifens hin- und herbewegt. Wie schematisch in Fig. 8 gezeigt, wird eine Probe 4 infolge der Berührung mit den Ketten abgerieben, und es entsteht eine Nut 5. Die Auswertung dieses Ab-

riebtests verwendet die Weite (cm ) des Abschnitts S der Nut 5 als Maß,und das Verhalten entsprechend der Versuchszeit ist in Fig. 9 dargestellt.

In Fig. 9 stellen die schwarzen Dreiecke das Verhalten des Polymer-Zement-Mörtelgemisches bei Verwendung eines Zuschlages mit einem Glasgehalt von 0 % und die weißen Kreise das Verhalten des Polymer-Zement-Mörtelgemisches bei Verwendung eines Zuschlages mit einem Glasgehalt von 50 % dar. Die schwarzen Kreise stellen das Verhalten des' Polymer-Zement-Mörtelgemisches bei Verwendung eines Zuschlages mit einem Glasgehalt von 99 % dar.

Aus der Figur ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Polymer-Zement-Mörtelgemisch eine merklich verbesserte Abriebfestigkeit hat als vorher.

Beispiel 4

Das Polymer-Zement-Mörtelgemisch wurde durch Aufsprühen auf Stahlplatten (2 mm dick) in verschiedenen Dicken aufgebracht.

η stellt das Verhältnis der Beschichtungsdicke zur Dicke der Stahlplattenunterlage dar, wobei die Proben mit n=1 bis 4 in Schwingungen von 500 Hz versetzt und ihre Dämpfungseigenschaften untersucht wurden, wobei man das in Fig. 10 dargestellte Verhalten feststellte.

Es wird zwar allgemein angenommen, daß Gemische mit Dämpfungs faktoren von 0,1 oder darüber im Arbeitstemperaturbereich auf dem Bausektor und als Baumaterialien vorteilhaft verwendet werden können, wie aus Fig. 10 ersichtlich, soweit η = 2 ist, der Dämpfungsfaktor wird jedoch größer als 0,1 im Bereich von 0 bis 50° C und insbesondere wird der Wert des Dämpfungsfaktors sogar etwa 0,2 im Bereich von 20 bis 30° C.

Beispiel 5
10

Formlinge mit 160 χ 40 χ 40 mm werden aus dem Polymer-Zement-Mörtelgemisch hergestellt und die Beziehung zwischen Kompressions- und Biegebelastung (Ss) und der Verformung (Sn) wurde an jeder der 28 Tage lang ausgehärteten Proben bestimmt. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 gezeigt. Es ist ersichtlich, daß

die Verlängerung bis zur Belastung von etwa 1100 N/cm dargestellt ist und insbesondere wird die Beziehung zwischen Ver-

2 formung und Belastung bis zu etwa 500 N/cm im wesentlichen linear, was anzeigt, daß das Material dieser Klasse sehr leicht kontrollierbar ist.

In der Figur beziehen sich die weißen Markierungen^), Δ und \7 auf die Kompressionsbelastung und die schwarzen Markierungen φ,Α und ψ auf die Biegebelastung. Die jeweiligen Markierungen stellen die wiederholt aufgezeichneten Daten bei den wiederholten Experimenten dar, und man kann daher von diesen Daten annehmen, daß sie hochgradig reproduzierbar sind.

Beispiel 6

Formlinge mit 16Ox 40 χ 40 mm wurden aus den Polymer-Zement-Mörtelgemischen unter Verwendung von Zuschlägen mit Glasgehalten von 99 % bzw. 0 % hergestellt, 28 Tage ausgehärtet und einem zyklischen Wärmetest mit einem Zyklus unterworfen, der eine 6-stündige Periode bei 80° C und eine 14-stündige Periode bei 5° C umfaßte. Die erhaltenen Abmessungsänderungen S wurden

gemessen und Fig. 12 zeigt eine Darstellung des Programms
des Wärmezyklus und die Abmessungsänderungen (S .

Es ist ersichtlich, daß die Probe mit einem Glasgehalt von 99 % eine geringe Abmessungsänderung oder hohe Abmessungsstabilität im Vergleich zu der anderen (die strichpunktierte Linie) mit dem Glasgehalt von O % aufweist.

■U-

- Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Polymer-Zement-Mörtelgemisch, das einen Zement (C), einen Zuschlag (S) und ein Polymer (P) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag einen Glasgehalt von 95 Gew.-% oder darüber aufweist und das Polymer ein Styrol-Butadien-Polymer ist und daß die Gewichtsverhältnisse C/S und P/c jeweils von 0,4 bis 0,65 bzw. von 0,2 bis 0,5 gewählt sind.
2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag eine granulierte Hochofenschlacke enthält.
3. Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag eine granulierte Hochofenschlacke mit einem Glasgehalt von 99 Gew.-% enthält.
4. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrol-Butadien-Polymer aus einem Polymer besteht, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Styrol-Butadien-Polymeren und mit Acrylharz (acrylic) modifizierten Styrol-Butadien-Polymeren besteht.
5. Gemisch nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein korrosions verhinderndes Mittel in einer Menge, die 0,1 bis 3 Gew.-des Gemisches entspricht.

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