DE4323216A1 - Unter Einfluß von Wasser quellendes Dichtungsmaterial sowie unter Verwendung dieses Materials hergestelltes Dichtungselement - Google Patents
Unter Einfluß von Wasser quellendes Dichtungsmaterial sowie unter Verwendung dieses Materials hergestelltes DichtungselementInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein unter Einfluß bzw. bei
Anwesenheit von Wasser quellendes Dichtungsmaterial sowie ein
aus diesem Material hergestelltes Dichtungselement, vorzugs
weise Fugendichtungsband und dabei speziell auf ein Dich
tungsmaterial, welches bevorzugt für den Betonbau bestimmt
ist und aus einer zumindest ein organisches Quellmittel, ein
Elastomer oder Kautschuk sowie einen Weichmacher enthaltenden
Mischung besteht, wobei der Anteil an Quellsubstanz in dieser
Mischung größer als 20 Gewichtsprozent der Gesamtmischung
ist.
Bei Anwesenheit von Wasser quellende Dichtungsmaterialien
sind bekannt, wobei die Quellsubstanzen entweder organische
Substanzen, beispielsweise ein Polyurethan-Vorpolymer oder
aber anorganische, wasseraufnehmende und dadurch unter
Einfluß von Wasser quellende Substanzen sind, nämlich
beispielsweise wasser-quellender Ton, insbesondere Bentonit.
Speziell bekannt sind unter Einfluß von Wasser quellende
Materialien (EP 0 160 448), die zusätzlich zu der Quellsub
stanz, die von einem unter Einfluß von Wasser quellenden Ton
gebildet ist, als Basis ein Elastomer sowie ein geeignetes
Plastifiziermittel oder einen geeigneten Weichmacher ent
halten, wobei das Elastomer ein nur teilweise vernetzter
Butylgummi ist. Bekannt ist weiterhin auch ein unter Einfluß
von Wasser quellendes Dichtungsmaterial, welches neben dem
wasser-quellbaren Ton als Quellsubstanz Polypropen, Polybuten
oder Mischungen dieser Substanzen aufweist.
Derartige Dichtungsmaterialien oder hieraus hergestellte
Fugendichtungsbänder werden u. a. im Betonbau dazu verwendet,
um Fugen (insbesondere Arbeitsfugen) zwischen zwei aneinander
anschließenden Betonbauelementen oder Betonbaukörpern gegen
Feuchtigkeit und Wasser abzudichten, und zwar in der Weise,
daß evt. in diese Fuge eintretendes Wasser ein Aufquellen der
Quellsubstanz bewirkt, mit der Folge, daß durch die auf
quellende Quellsubstanz sich die elastische Dichtungsmasse
bzw. das elastische Dichtungselement fest und dicht an eine
benachbarte Betonfläche andrückt.
Ein unter Einfluß von Wasser quellendes Dichtungsmaterial
bzw. ein hieraus hergestelltes Dichtungselement, insbesondere
Fugendichtungsband müssen die unterschiedlichsten Forderungen
erfüllen. So ist u. a. ein ausreichend großes Quellvermögen
gefordert, und zwar bei ausreichender Elastizität auch im
aufgequollenen Zustand. Insbesondere ist für das Dichtungs
material auch im gequollenen Zustand ein ausreichender
Zusammenhalt bzw. ein möglichst homogenes Gefüge zu fordern,
d. h. das Dichtungsmaterial darf im gequollenen Zustand nicht
rissig oder bröselig werden. Weiterhin sind eine gute
Lagefähigkeit sowie vor allem auch zu fordern, daß das
Dichtungsmaterial mit üblichen Techniken und Maschinen nicht
nur leicht herstellbar ist, sondern auch zu dem Dichtungs
element geformt werden kann. Nicht zuletzt ist auch eine
Langzeitbeständigkeit des Dichtungsmaterials bzw. des
Dichtungselementes dahingehend zu fordern, daß die Konsistenz
des Materials, dessen Eigenschaften sowie vor allem auch
Quellfähigkeit über viele Jahre erhalten bleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dichtungsmaterial bzw. ein
hieraus hergestelltes Dichtungselement aufzuzeigen, welches
die vorgenannten Forderungen in optimaler Weise erfüllt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein unter Einfluß von Wasser
quellendes Dichtungsmaterial bzw. ein Dichtungselement
erfindungsgemäß so ausgeführt, daß der Anteil an Kautschuk
deutlich über 20 Gewichtsprozent liegt und der Weichmacher
ein hydrophiler Weichmacher in einem Anteil bis zu 10
Gewichtsprozent ist.
Bei der Erfindung ist der verwendete Kautschuk ein solcher
mit einer hohen Gasdurchlässigkeit. Ein besonders preiswerter
Kautschuk, der diese Forderung erfüllt, ist EPDM (Ethylen-
Propylen-Dien-Kautschuk).
Bei der Erfindung besteht die Möglichkeit, das Elastomer ganz
oder vorzugsweise vollständig querzuvernetzen bzw. (bei
Abwesenheit von Wasser) zu vulkanisieren. Hierdurch erhält
das Dichtungsmaterial bzw. das hieraus hergestellte Dich
tungselement eine hohe Festigkeit und wird gummielastisch.
Bei der Erfindung kann das Quellverhalten so eingestellt
werden, daß sich eine Quellverzögerung ergibt, so daß ein
Aufquellen des Dichtungsmaterials erst dann auftritt, wenn
Wasser auf dieses Material über eine bestimmte Zeit, bei
spielsweise über eine Zeitdauer von ca. 24 Stunden und länger
einwirkt. Hierdurch ist sichergestellt, daß das Material bei
der Verarbeitung nicht aufquillt, und zwar insbesondere auch
dann nicht, wenn das Material auf der Baustelle mit Wasser in
Berührung kommt (z. B. durch Regen). Hierdurch ist auch
sichergestellt, daß das Dichtungsmaterial im frischen Beton
nicht aufquillt.
Der verwendete Weichmacher ermöglicht die Verarbeitung des
Dichtungsmaterials, insbesondere auch das Formen des Dich
tungselementes aus dem Dichtungsmaterial. Eine Besonderheit
der Erfindung besteht darin, daß als Weichmacher ein hydro
philer Weichmacher verwendet ist, d. h. ein Weichmacher, der
in Wasser löslich ist. Im Anwendungsfall wird somit der im
Dichtungsmaterial bzw. im Dichtungselement vorhandene
Weichmacher durch auftretendes Wasser gelöst, so daß sich im
Dichtungsmaterial bzw. im Dichtungselement "Kanäle" ergeben,
so daß trotz des hohen Kautschukanteils ein optimaler Zutritt
des Wassers zum Quellmittel und damit ein hohes Quellvermögen
gewährleistet sind. Für den angestrebten optimalen Zutritt
des Wassers zum Quellmittel ist weiterhin auch wesentlich die
Gasdurchlässigkeit des Kautschuks, so daß durch Gas- oder
Lufteinschlüsse der Wasserzutritt zum Quellmittel nicht
behindert wird. Durch den hohen Anteil an Kautschuk ist
weiterhin auch gewährleistet, daß das Dichtungsmaterial bzw.
das Dichtungselement im gequollenen Zustand noch eine hohe
Elastizität aufweist und insbesondere auch keine Risse im
Material bzw. im Dichtungselement beim Quellen auftreten.
Als hydrophile Weichmacher werden beispielsweise ein- oder
mehrwertige Alkohole, spezielle Ester verwendet, insbesondere
aber Weichmacher, die umweltfreundlich sind und insbesondere
auch keine Belastung des Grundwassers darstellen.
Die Quellsubstanz ist bevorzugt Bentonit. Besonders geeignet
ist hierbei Kalziumbentonit, der in seinem Quellverhalten
durch Anwesenheit von Natrium- und/oder Kalzium-Ionen im
Wasser weniger gestört ist, was insbesondere für die Anwen
dung des Dichtungsmaterials bzw. des Dichtungselementes im
Betonbau von großer Bedeutung ist. Als Quellmaterial kann
auch eine Mischung aus Natrium-Bentonit und Kalzium-Bentonit
verwendet werden, mit dem Vorteil, daß das Natrium-Bentonit
ein besseres und stärkeres Quellvermögen aufweist.
Das Dichtungsmaterial kann weiterhin verschiedenste Füller
enthalten, die z. B. dazu dienen, um entsprechende Wahl des
Füllstoffes und der Quellsubstanz das Quellverhalten einzu
stellen. Weiterhin kann durch Wahl eines entsprechenden
hydrophilen oder hydrophoben Füllstoffes das zeitliche
Verhalten des Quellens verändert werden, insbesondere kann
hierdurch das Quellverhalten auch derart eingestellt werden,
daß ein Quellen erst verzögert nach einer bestimmten Zeit
periode einsetzt, die dann beispielsweise wenigstens gleich
oder größer ist als diejenige Zeitperiode, die zum Aushärten
des Betons eines Betonbauteils benötigt wird.
Weiterhin kann der das Dichtungsmaterial bzw. das Dichtungs
band bildenden Mischung auch ein Farbstoff beigegeben werden.
Die verwendeten Komponenten werden beispielsweise in einem
Knet-Mischer bei einer Temperatur von etwa 80°C gemischt und
dann beispielsweise zu dem Dichtungselement extrudiert.
Der Anteil an Elastomer liegt bei einer bevorzugten Ausfüh
rungsform etwa zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent, vorzugs
weise bei etwa 35 Gewichtsprozent.
Der Anteil des hydrophilen Weichmachers liegt bevorzugt
zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise beträgt
dieser Anteil etwa 7,4 Gewichtsprozent.
Der Anteil an Quellsubstanz liegt beispielsweise bei etwa 40
Gewichtsprozent. Der Anteil an Quellsubstanz kann, insbeson
dere wenn als Quellsubstanz Bentonit verwendet ist, auch
höher liegen und zwar beispielsweise im Bereich zwischen 40
und 60 Gewichtsprozent, wobei der Anteil an Elastomer aber
wenigstens 25 Gewichtsprozent beträgt.
Zur Einstellung des Quellverhaltens des Dichtungsmaterials
bzw. des Dichtungselementes kann zusätzlich zu dem hydro
philen Weichmacher auch ein hydrophober Weichmacher, bei
spielsweise ein Mineralöl oder bevorzugt ein Weißöl verwendet
werden, welch letzteres keine aromatischen Anteile aufweist
und daher besonders umweltfreundlich ist. Der Anteil an
hydrophobem Weichmacher ist dabei bevorzugt kleiner als der
Anteil an hydrophilem Weichmacher, wobei das Verhältnis von
hydrophobem Weichmacher zu hydrophilem Weichmacher vorzugs
weise in der Größenordnung von 1 : 2 liegt.
Enthält das Dichtungsmaterial einen Füllstoff und/oder einen
Farbstoff, so ist der Anteil an diesem Füllstoff oder
Farbstoff bevorzugt kleiner als 20 Gewichtsprozent, und zwar
bevorzugt insgesamt etwa bei 15 Gewichtsprozent.
Als Füllstoff eignet sich insbesondere Siliciumoxid (SiO₂).
Nachstehend ist als Beispiel 1 eine besonders vorteilhafte
Zusammensetzung für das erfindungsgemäße Dichtungsmaterial
bzw. für das hieraus hergestellte Dichtungselement wieder
gegeben.
Bezogen auf das Gesamtgewicht (100 Gewichtsprozent) enthält
das Material die nachfolgenden Bestandteile in den nachfol
gend angegebenen Anteilen:
Kautschuk | |
ca. 37 Gewichtsprozent | |
hydrophober Weichmacher | ca. 3,7 Gewichtsprozent |
hydrophiler Weichmacher | ca. 7,4 Gewichtsprozent |
Quellsubstanz | ca. 37 Gewichtsprozent |
Füllstoff | ca. 13 Gewichtsprozent |
Farbstoff | ca. 2 Gewichtsprozent |
Als Kautschuk ist bevorzugt EPDM verwendet.
Nachstehend wird als Beispiel 2 eine ebenfalls bevorzugte
Zusammensetzung für das erfindungsgemäße Dichtungsmaterial
bzw. für das hieraus hergestellte Dichtungselement (z. B.
Fugendichtungsband) wiedergegeben. Bezogen auf das Gesamt
gewicht (100 Gewichtsprozent) enthält das Material die
folgenden Bestandteile in den nachfolgend angegebenen
Anteilen:
Kautschuk, bevorzugt EPDM | |
ca. 36 Gewichtsprozent | |
hydrophober Weichmacher (Weißöl) | ca. 4 Gewichtsprozent |
hydrophiler Weichmacher (synthetischer Weichmacher) | ca. 9 Gewichtsprozent |
Natrium-Bentonit | ca. 17 Gewichtsprozent |
Kalzium-Bentonit | ca. 33 Gewichtsprozent |
Farbstoff, rot | ca. 2 Gewichtsprozent |
Die Mischung wird zu einem Kalanderfell mit ca. 4 mm Dicke
ausgewalzt. Aus diesem Kalanderfell bzw. Flachmaterial werden
dann entweder durch Ausstanzen oder Schneiden die Dichtungs
elemente hergestellt, oder aber das Kalanderfell wird in
einen Extruder gegeben, um das Dichtungselement (Fugendich
tungsband) zu extrudieren.
Claims (20)
1. Unter Einfluß von Wasser quellendes Dichtungsmaterial,
bestehend aus einer zumindest ein anorganisches Quell
mittel, ein Elastomer bzw. einen Kautschuk sowie einen
Weichmacher enthaltenden Mischung, wobei der Anteil an
Quellsubstanz größer als 20 Gewichtsprozent der Gesamt
mischung ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an
dem Elastomer bzw. Kautschuk deutlich über 20 Gewichts
prozent liegt, und daß der Weichmacher ein hydrophiler
Weichmacher in einem Anteil bis zu 10 Gewichtsprozent
ist.
2. Dichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Elastomer Äthylen-Propylen-Dien-Kautschuk
ist.
3. Dichtungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil an Elastomer zwischen 20
und 50 Gewichtsprozent liegt, vorzugsweise etwa 35
Gewichtsprozent beträgt.
4. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil des hydrophilen Weich
machers zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent liegt, vorzugs
weise etwa 7 bis 9 Gewichtsprozent beträgt.
5. Dichtungsmateral nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil an Quellsubstanz etwa 40
Gewichtsprozent beträgt.
6. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch
gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem hydrophilen
Weichmacher ein hyrophober Weichmacher vorgesehen ist.
7. Dichtungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß der Anteil an hydrophobem Weichmacher kleiner
ist als der Anteil an hydrophilem Weichmacher, wobei das
Verhältnis hydrophober Weichmacher zu hydrophilem
Weichmacher etwa 1 : 2 ist.
8. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mischung einen Farbstoff und/oder
einen Füllstoff enthält, und zwar vorzugsweise in einem
Anteil insgesamt kleiner als 20 Gewichtsprozent, bevor
zugt in einem Anteil von insgesamt etwa 15 Gewichts
prozent.
9. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch
gekennzeichnet, daß der hydrophile Weichmacher ein
ein- oder mehrwertiger Alkohol oder Ester oder eine
Mischung hiervon ist.
10. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch
gekennzeichnet, daß der hydrophobe Weichmacher ein
Mineralöl oder bevorzugt ein Weißöl ohne aromatische
Anteile ist.
11. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Quellsubstanz ein Ton
oder Bentonit, bevorzugt Kalzium-Bentonit ist.
12. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Füller ein Silicium-
Füller, vorzugsweise SiO₂ ist.
13. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Material bezogen auf das
Gesamtgewicht (100 Gewichtsprozent) die nachfolgenden
Bestandteile in folgenden Anteilen enthält:
Kautschuk
ca. 37 Gewichtsprozent
hydrophober Weichmacher ca. 3,7 Gewichtsprozent
hydrophiler Weichmacher ca. 7,4 Gewichtsprozent
Quellsubstanz (vorzugsweise Bentonit) ca. 37 Gewichtsprozent
Füllstoff ca. 13 Gewichtsprozent
Farbstoff ca. 2 Gewichtsprozent
14. Dichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet, daß das Material bezogen auf das
Gesamtgewicht (100 Gewichtsprozent) die nachfolgenden
Bestandteile in folgenden Anteilen enthält:
Kautschuk
ca. 36 Gewichtsprozent
hydrophober Weichmacher ca. 4 Gewichtsprozent
hydrophiler Weichmacher ca. 9 Gewichtsprozent
Quellsubstanz (vorzugsweise Bentonit) ca. 50 Gewichtsprozent
Farbstoff ca. 2 Gewichtsprozent
15. Dichtungsmaterial nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kautschuk EPDM, der Füllstoff
Siliciumoxid und die Quellsubstanz Bentonit, beispiels
weise eine Mischung aus Natrium-Bentonit und Kalzium-
Bentonit ist.
16. Dichtungsmaterial nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das, Natrium-Bentonit und Kalzium-Bentonit
etwa in einem Verhältnis von 1 : 2 vorhanden sind.
17. Dichtungselement, hergestellt unter Verwendung des
Dichtungsmaterials nach einem der Ansprüche 1-12.
18. Dichtungselement nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch
seine Herstellung durch Kalandrieren und/oder Extrudie
ren.
19. Dichtungselement nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet
durch die Herstellung durch Kalandrieren und anschließen
des Stanzen.
20. Fugendichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 13-19,
dadurch gekennzeichnet, daß das Material als Flachmate
rial oder Fell durch Kalandrieren hergestellt und an
wenigstens einer Oberflächenseite mit einem Kautschuk
oder Elastomer beschichtet ist.
Priority Applications (1)
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DE4323216A DE4323216C2 (de) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Unter Einfluß von Wasser quellendes Dichtungsmaterial sowie unter Verwendung dieses Materials hergestelltes Dichtungselement |
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DE4323216A1 true DE4323216A1 (de) | 1995-01-19 |
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