DE3828394A1

DE3828394A1 - Fugenvergussstoff

Info

Publication number: DE3828394A1
Application number: DE19883828394
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Rer Nat Lier; Erwin Dr Rer Nat Kahlert; Hans-Dieter Dr Ing Wolf; Helmut Dr Ing Bauer; Walter Dr Ing Griepentrog; Volkmar Dipl Ing Tilger; Andreas Dipl Ing Taupitz; Ernst-Wilhelm Weber
Original assignee: Verkehrs & Tiefbau Kom
Current assignee: Verkehrs & Tiefbau Kom
Priority date: 1988-02-11
Filing date: 1988-08-20
Publication date: 1989-08-24

Description

Die Erfindung betrifft einen Fugenvergußstoff zum Abdichten von Fugen in horizontalen und geneigten Flächen wie z. B. an Staudämmen, in Speicher becken oder auch in Verkehrsflächen.

Im Bauwesen ist es notwendig, die Bauwerke, die unter Wassereinwirkung stehen, vor allem im Bereich der bautechnologisch notwendigen Fugen, was serdicht abzuschließen. Das zum Schließen der Fugen notwendige Material muß bestimmte Voraussetzungen besitzen. Es müssen z. B. ausreichende Ko häsions- bzw. Adhäsionskräfte vorhanden sein, und das Material muß bei niedrigen Temperaturen ein gutes Dehnungsverhalten sowie gute thermische Beständigkeit aufweisen. Aus diesem Grunde finden viele bituminöse und nicht bituminöse Dichtungsstoffe Anwendung.

So ist z. B. gem. DD-PS 2 40 555 eine Fugen- und Spachtelmasse für das Bauwesen bekannt, welche als Haupt füllmaterial Gesteinsmehl oder Drehofenstaub mit einem Anteil von 97,5 bis 98,5% und als Bindemittel Polyvinylalkohol mit einem Anteil von 1,5 bis 2,5% besitzt. Diese Spachtelmasse ist zur Abdichtung von Fugen nicht geeignet, da die Dichtung bei größeren Temperaturschwankungen an den Fu genrändern abreißt, wozu auch das große Schwindverhalten beiträgt. Wei terhin wird in der DE-OS 25 57 931 eine elastische Spachtelmasse, die auf der Basis von Kunststofflösungen hergestellt ist, beschrieben. Diese Spachtelmasse enthält eine Lösung eines thermoplastischen Kunststoffes mit 20-50 Gew.-% und einen Füllstoff z. B. Quarzsand oder Korundpulver mit 50-80 Gew.-%. Die Mischung des Kunststoffes aus Polyurethan-Elasto meren oder weich gemachtem PVC mit dem Füllstoff ist nicht als Fugendich tungsstoff geeignet, da die bitumenhaltige Außenhautdichtung sich nicht mit der Kunststofflösung verträgt. Dadurch kommt an den Nahtstellen keine dichtende Verbindung zustande.

Es ist auch eine DD-PS 2 05 178 bekannt, in der ein asbestfreies Fugen- und Flächendichtungsmaterial offenbart wurde, welches zu 65-98 Ma% aus Bitumen, vorzugsweise Destillations- oder Oxidationsbitumen und zu 2-35 Ma% Kautschuk besteht. Dabei enthält das kautschukmodifizierte Bitumen 1-60 Ma% organische Hochpolymere auf der Basis von Polyamiden, Polyestern, Polyacrylnitril oder Zellulose entstandene Bestandteile in Form von Granulaten, Strängen, Kugeln oder Geweben. Zur Erhöhung der Plastizitätsspanne können auch Kieselgur und Gesteinsmehle eingemischt werden. Dieses Dichtungsmaterial hat aber den Nachteil, daß es nicht er möglicht, daß sich das Material der Form der Fuge anpaßt, wodurch diese auch nicht abgedichtet werden kann.

Es ist auch bereits bekannt, die verschiedensten Bewegungs- und Montage fugen mit selbstklebenden trägerlosen bituminösen Dichtungsprofilen (Handelsbezeichnung A 611) abzudichten. Diese Dichtungsprofile werden nach einem speziellen Verfahren aus einer Mischung von Bitumenkalt kautschuk, Polyäthylen-Regenerat, Asbestfasern und Kieselgur hergestellt. Sie besitzen einen weiten thermischen Anwendungsbereich und überbrücken Kälteschrumpfungen und Wärmedehnungen der Bauteile zuverlässig. Die Form stabilität ist bei Temperaturen bis 60°C und an senkrechten Flächen so wie bei einer allseitigen Stützung auch gegenüber Flüssigkeitsdrücken gegeben. Um eine Gebrauchswertminderung zu vermeiden, dürfen diese Dich tungsprofile jedoch nicht über einen längeren Zeitraum über 130-150°C erwärmt werden, was den Einbau verkompliziert. Der Nachteil dieser Dich tungsprofile besteht darin, daß sie nicht vergieß- und verspachtelbar sind und somit als Dichtungselement in stark wechselnden Fugengeometrien nicht einsetzbar sind.

Desweiteren ist eine Fugenvergußmasse nach DE-OS 28 42 146 bekannt, die auf der Basis von Bitumen-Kunststoffmischungen eine Masse zum Inhalt hat, die insbesondere im Betonstraßenbau verwendbar ist und überwiegend aus amorphen Polyolefin in Mischung mit schwach geblasenen Bitumen und einem Lösungsvermittler, wie z. B. hochsiedende Mineralöle, Mineralprodukte bzw. Mineralderivate sowie gegebenenfalls einem Bacterioid besteht. Diese Fugenvergußmasse ist nicht geeignet, Fugen in stark geneigten Flä chen zu schließen und kann ebenfalls keine großen thermischen und mecha nischen Belastungen kompensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fugenvergußstoff auf Bitumenbasis zu schaffen, der eine hohe Plastizitätsspanne, ein visko elastisches Verhalten, ein geringes Wärmeflußvermögen und eine hohe Dehnbarkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fugenverguß stoff aus einem überwiegenden Anteil von Bitumen und einem geringeren Anteil von Modifizierungsadditiven z. B. Polyurethan besteht.

Der überwiegende Anteil von Bitumen kann sowohl aus 70-90 Ma% gebla senem Bitumen als auch aus einem Bitumengemisch mit 48-60 Ma% eines asphaltarmen Destillatbitumen und 27-40 Ma% jedoch zusammen höchstens 94 Ma% eines geblasenen Bitumens bestehen. Dabei besitzt das Destillat bitumen einen durchschnittlichen Erweichungspunkt von 39°C und eine durchschnittliche Penetration bei 25°C von 200 × 10^-1 mm und das ge blasene Bitumen einen durchschnittlichen Erweichungspunkt von 85°C und eine durchschnittliche Penetration bei 25°C von 40 × 10^-1 mm. Werden 70-90 Ma% geblasenen Bitumens verwendet, so bestehen die Mo difizierungsadditive aus 10-30 Ma% von Polyurethan. Dieses Polyurethan setzt sich aus Polyätheralkohol und Tolylendiisozyanat oder aus anderen gleichreagierenden Verbindungen von Polyol und Icocyanat in einem Mischungsverhältnis von 4,6 : 1 zusammen.

Bei der Verwendung des Mischbitumens setzen sich die Modidizierungs additive aus 3-7 Ma% eines Pfropfpolymerisates mit 85 Gew.-% Ethylen vinylacetatcopolymerisat und 15 Gew.-% Vinylchlorid mit einem Chlorge halt von max. 11,5% und 3-6 Ma% Polybutadien mit etwa 60% 1,2-Struk tur und einer Viskosität von 30-140 dPa · s zusammen.

Besteht der Fugenvergußstoff aus Mischbitumen und Modifizierungsadditive so können in diesem Vergußstoff noch 0-20 Ma% mineralischer Füller bei gleichzeitiger prozentual gleich großer Masseanteilreduzierung bei Destillat- und geblasenem Bitumen enthalten sein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß dieser neue Fugenvergußstoff sich durch seine qualitativ hochwertigen viskoelastischen Eigenschaften wie Dehnverhalten und thermische Bestän digkeit auszeichnet und deshalb besonders gut geeignet ist zum Abdichten von Fugen mit hoher mechanischer und thermischer Belastung wie z. B. für Staumauern oder Verkehrsflächen.

Ausführungsbeispiel

Der erfindungsgemäße Fugenvergußstoff wird nun an mehreren Ausführungs beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Der Fugenvergußstoff besteht aus 70-90 Ma% geblasenem Bitumen GB 85/25 und aus 10-30 Ma% eines zweikomponenten Systems von Polyätheralkohol (Komponente A) und Tolylendiisozyanat (Komponente B), welche in einem Mischungsverhältnis von A : B = 4,6 : 1 gemischt sind.

Um einen vergieß- und verspachtelbaren Fugendichtungsstoff, der extremen Belastungen standhält, zu erhalten, werden 70-90 Ma% des geblasenen Bitumens erhitzt. In das ca. 30 Min. erhitzte Bitumen erfolgt unter stän digem Rühren in einem Trog die Zugabe der Komponente A (Polyätheralkohol) und nach ausreichender Homogenisierung des Gemisches die der Komponente B (Tolylendiisozyanat) im Verhältnis von 4,6 : 1 der beiden Komponenten untereinander und zu 10-30 Ma% des Gemisches zu dem Fugenvergußstoff insgesamt. Nachdem der Vergußstoff gleichmäßig vermischt ist, und die Verarbeitungstemperatur (150-200°C) erreicht ist, kann der Vergußstoff in die Fuge wahlweise gespachtelt oder gegossen werden.

Für dieses Beispiel werden nunmehr mehrere Rezepturvorschläge genannt und deren Vorzüge beschrieben:

Rezeptur 1

70 Ma% Bitumen GB 85/25
24 Ma% Polyätheralkohol
6 Ma% Tolylendiisozyanat

Bei dieser Zusammensetzung besitzt der Fugenvergußstoff einen Erwei chungspunkt (Ring und Kugel) von 93,6°C und eine Rabe-Dehnung bei -10°C von 5,5 mm.

Dieser bei niedrigen Temperaturen sehr elastische Vergußstoff eignet sich besonders gut für das Schließen von Fugen in Staudämmen.

Rezeptur 2

80 Ma% Bitumen GB 85/25
16,42 Ma% Polyätheralkohol
3,58 Ma% Tolylendiisozyanat

Mit dieser Rezeptur besitzt der Fugenvergußstoff einen Erweichungspunkt (Ring und Kugel) von 109,8°C und eine Rabe-Dehnung bei -10°C von 3,5 mm. Dieser Fugenvergußstoff ist bestens geeignet zum Schließen von Fugen in senkrechten oder stark geneigten Flächen.

Rezeptur 3

90 Ma% Bitumen GB 85/25
8,3 Ma% Polyätheralkohol
1,7 Ma% Tolyleniisozyanat

Mit diesem Mischungsverhältnis bekommt der Fugenvergußstoff einen Er weichungspunkt (Ring und Kugel) von 113,3°C und eine Rabe-Dehnung bei -10°C von 3,4 mm, deshalb ist er besonders gut geeignet im Straßen bau für das Schließen von Fugen in der Schwarzdecke.

Beispiel 2

Die Rezeptur des Fugenvergußstoffes beinhaltet ein Mischbitumen mit 55 Ma% eines Destillatbitumens mit einem niedrigen Asphaltgehalt bei einem durchschnittlichen Erweichungspunkt von 30°C und einer durch schnittlichen Penetration bei 25°C von 200 × 10^-1 mm und 36 Ma% eines geblasenen Bitumens mit einem mittleren Erweichungspunkt von 85°C und einer mittleren Penetration bei 25°C von 40 × 10^-1 mm. Diesem Mischbitumen sind folgende Zusätze beigegeben:

5 Ma% Polybutadien mit ca. 60% 1,2-Struktur und einer Viskosität von 30-140 Poise und 4 Ma% eines Pfropfpolymerisates bestehend aus 85 Gew.-% Ethylenvinylacetatcopolymerisat und einem Pfropfteil von 15 Gew.-% Vinylchlorid mit einem Chlorgehalt von höchstens 11,5. Um einen viskoelastischen Fugenvergußstoff herzustellen, wird das Destillat bitumen mit niedrigem Asphaltgehalt mit dem geblasenen Bitumen in einem Intensivrührwerk bei 160-170°C 2 Stunden gemischt. Danach werden die Modifizierungsadditive Pfropfpolymerisat und Polybutadien zugegeben und mit einem geeigneten Mischer bei ca. 170°C 2-3 Stun den gemischt. Der auf diese Weise auch unter eventueller Verwendung mineralischer Zusätze hergestellte Fugenvergußstoff zeichnet sich durch seine qualitativ hochwertigen viskoelastischen Eigenschaften, z. B. eine Dehnbarkeit (nach Rabe) von mindestens 3 mm bei -20°C und einem Erweichungspunkt (nach Ring und Kugel) von 100°C aus.

Dieser Fugenvergußstoff eignet sich besonders gut zum Abdichten von Fugen in stark geneigten Flächen, aber auch für horizontale Flächen mit hoher mechanischer Belastung wie z. B. Verkehrsflächen ist er gut anwendbar.

Claims

1. Fugenvergußstoff zum Abdichten von Fugen in horizontalen und geneigten Flächen wie z. B. an Staudämmen, in Speicherbecken oder auch in Ver kehrsflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fugenvergußstoff aus einem überwiegenden Anteil von Bitumen und einem geringeren Anteil von Modi fizierungsadditiven z. B. Polyurethan besteht.

2. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm 70-90 Ma% geblasenes Bitumen und 10-30 Ma% Polyurethan enthalten sind.

3. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm die 10-30 Ma% Polyurethan aus Polyätheralkohol und Tolylen diisozyanat in einem Mischungsverhältnis von 4,6 : 1 enthalten sind.

4. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan auch aus anderen gleichreagierenden Verbindungen von Poly ol und Icocyanat bestehen kann.

5. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm 48-60 Ma% eines asphaltarmen Destillatbitumens mit einem durch schnittlichen Erweichungspunkt von 39°C und einer durchschnittlichen Penetration bei 25°C von 200 × 10^-1 mm und 27-40 Ma% eines ge blasenen Bitumens mit einem durchschnittlichen Erweichungspunkt von 85°C und einer durchschnittlichen Penetration bei 25°C von 40 × 10^-1 mm sowie 6-13 Ma% Modifizierungsadditive enthalten sind.

6. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die 6-13 Ma% Modifizierungsadditive aus 3-7 Ma% eines Pfropfpolymeri sates mit 85 Gew.-% Ethylenvinylacetatcopolymerisat und 15 Gew.-% Vinyl chlorid mit einem Chlorgehalt von max. 11,5% und 3-6 Ma% Polybuta dien mit etwa 60% 1,2-Struktur und einer Viskosität von 30-40 dPa · s besteht.

7. Fugenvergußstoff nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fugenvergußstoff 0-20 Ma% mineralische Füllstoffe bei gleich zeitiger prozentualer gleich großer Massenanteilreduzierung bei Destillat- und geblasenem Bitumen enthalten sind.