DE60037634T2 - Zusammensetzung und Verfahren zur Behandlung von Beton und Mauerwerk - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft eine neue Zusammensetzung und ein Verfahren zur Behandlung von Zement und Mauerwerk, um eine Barriere gegen den Durchgang von Feuchtigkeit zu bilden.
- Zement und Mauersteine sind umfangreich verwendete Baustoffe für Bauwerke. In geeigneter Weise verwendet besitzen sie eine ausgezeichnete Festigkeit und solche Bauwerke besitzen potentiell eine Lebensdauer, die in Jahrhunderten gemessen werden kann, wenn es im Hinblick auf das Wüten der Elemente instandgehalten wird. Ein Problem, das häufig auftritt, insbesondere, aber nicht ausschließlich in älteren Bauwerken, ist der Eintritt von Wasser. Aufgrund der porösen Beschaffenheit solcher Baumaterialien kann Feuchtigkeit durch Kapillarwirkung über Kontakt mit dem Boden, auf dem das Bauwerk steht, absorbiert werden.
- Verschiedene Mittel sind versucht worden, um den Wassereintritt durch Kapillarwirkung zu verhindern, wie das Anlegen von elektrischen Spannungen, Behandlungen mit Lack und mit wasserabstoßenden Zusammensetzungen. Letzteres ist eines der wirksameren Verfahren, aber die vorhandenen Verfahren des Einspritzens der abstoßenden Zusammensetzungen in Zement und Mauerwerk sind arbeitsaufwändig und zeitaufwändig. Löcher werden in die Bausubstanz des zu behandelnden Bauwerks gebohrt und danach wird eine flüssige Zusammensetzung enthaltend eine wasserabstoßende Verbindung mit hohem Druck eingespritzt. Dies erfordert, dass jedes Loch in einer solchen Weise durch eine Einspritzdüse abgedichtet wird, dass sie dem Druck über recht lange Zeiträume widerstehen kann. Die flüssigen Zusammensetzungen, die im Einspritzverfahren verwendet werden, enthalten normalerweise die wasserabstoßende Verbindung in Lösung in einem organischen Lösungsmittel. Letztendlich verdampft dieses Lösungsmittel in die Umgebung, was nicht erwünscht ist und ein Konzentration an Lösungsmitteldampf erzeugen kann, die durch die Gesetzgebung untersagt wird.
- In einem alternativen Verfahren wird die wasserabstoßende Zusammensetzung in Form eines gefrorenen Stabs in das Loch gestopft. Dabei ist es aber unvermeidlich, dass dem Bauwerk Wasser hinzugefügt wird, wenn der Stab schmilzt. Nach der Behandlung muss das Wasser aus den getauten Stäben heraustrocknen, bevor das Abstoßmittel wirksam wird.
- Beide Verfahren erfordern eine Ausrüstung, die an die Baustelle zu transportieren ist. Das beschriebene Einspritzverfahren erfordert einen Arbeiter, um vor der Behandlung einen Kompressor zur Baustelle zu tragen, und die Versorgung mit pneumatischer oder elektrischer Energie, sofern der Kompressor keine eigene Energiequelle aufweist. Bei dem zweiten Verfahren ist es erforderlich, eine Kühlausrüstung mit einer damit verbundenen Energieversorgung, oder, wenn nur eine begrenzte Fläche zu behandeln ist, einen thermisch isolierenden Träger mit festem Kohlendioxid oder einem ähnlichen Kühlmittel bereitzustellen.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung der Bausubstanz eines Bauwerks zur Verhinderung des Wassereintritts bereit, das keine Fluidkompressoren oder Kühleinrichtung, die zur Baustelle zu tragen sind, und keine zu organisierende Energieversorgung benötigt.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung der Bausubstanz eines Bauwerks zur Verhinderung des Eintritts von Wasser bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Anzahl von Hohlräumen in den relevanten Bereich des Bauwerks gebohrt werden und danach die Hohlräume mit einer thixotropen Paste gefüllt werden, die mindestens eine Silanverbindung, mindestens eine Siloxanverbindung und ein Verdickungsmittel, alle in einer Wasserbasis, umfasst.
- Die Silanverbindung ist bevorzugt ein Alkylalkoxysilan, wie Isooctyltriethoxysilan. Solche Verbindungen hydrolysieren in alkalischen Umgebungen, wie in Zement und frischem Mörtel, unter Bildung von Siloxanpolymeren. Die durch die Zersetzung gebildeten Polymere scheiden sich auf der Oberfläche der Poren im Mauerwerk ab, um eine wasserabstoßende Beschichtung zu liefern. Als Folge widersteht das behandelte Material der Eindringung von Wasser. Solche Silanverbindungen können mit Oligomeren mit 3 bis 8 Siloxaneinheiten, die Alkoxyreste tragen, gemischt werden, um die Flüchtigkeit zu verringern. Die Oligomere reagieren mit Wasser auf die gleiche Weise wie die Silane unter Bildung von Siloxanpolymeren.
- Geeignete Mischungen von Alkylalkoxysilanen und Siloxanoligomer-Mischungen sind als wässrige Emulsion enthaltend 80% der wirksamen Bestandteile unter der Marke "Wacker" BS Creme von Wacker Chemie in Deutschland erhältlich. Die Silane und Siloxane hydrolysieren in alkalischen Umgebungen, wie Zement, Mörtel und in einigen Steinen. Die Kombination gewährleistet, dass die Wasserabstoßung uneinheitlichem Mauerwerk unabhängig von dessen pH-Wert verliehen wird.
- Ein zweites Siloxan ist vorzugsweise in Form eines modifizierten Polymethylsiloxans vorhanden. Zusammensetzungen, die solche Verbindungen enthalten, sind als lösungsmittelfreie Wasseremulsion, enthaltend 50% des Siloxans unter der eingetragenen Marke "Tegosivin HE 328" von Th. Goldschmidt AG in Essen, Deutschland, erhältlich.
- Das Verdickungsmittel verleiht der Paste Thixotropie, so dass sie in dem Hohlraum verbleibt, während die Wasserbasis durch Verdampfung und/oder Diffusion verschwindet. Bei dem Verdickungsmittel kann es sich um jeden Typ handeln, der Thixotropie ausbildet, wenn er in die Silan/Siloxan-Mischung aufgenommen wird. Ein bevorzugtes Verdickungsmittel ist ein modifizierter Bentonit, wie derjenige, der unter der Marke Optigel WX von Süd-Chemie in München, Deutschland, vertrieben wird.
- Die Komponenten werden in einer wässrigen Umgebung gemischt, so dass die Silan- und Siloxan-Komponenten, die vorzugsweise in Form von wässrigen Emulsionen vorliegen, durch die Aufnahme des Verdickungsmittels in eine thixotrope Paste überführt werden. Die so gebildete Paste kann bis zu 50% Wasser enthalten.
- Beim Einsatz wird die Paste mit der Zusammensetzung und hergestellt wie vorstehend beschrieben in zylindrische Hohlräume eingespritzt, die in den Zement und/oder das Mauerwerk, die zu behandeln sind, gebohrt wurden. Da sie thixotrop ist, fließt die Paste nicht und verbleibt nach der Einspritzung in den Hohlräumen. Im Verlauf einiger Tage zerstreut sich die Wasserkomponente der Mischung durch Verdampfung und Diffusion. Gleichzeitig diffundieren die Silan- und Siloxan-Komponenten in den Zement und/oder das Mauerwerk und erzeugen Wasserabstoßung und bilden eine feuchtigkeitsabstoßende Zone zwischen den gebohrten Hohlräumen.
- Besonders wirksame Zusammensetzungen enthalten etwa 40% Octyltriethoxysilan und Siloxan-Oligomer, 25% modifiziertes Polymethylsiloxan, 1% Bentonit und als Rest Wasser. Diese Zusammensetzung liegt in Form einer thixotropen Paste vor, in der die Silan- und Siloxan-Komponenten die diskontinuierliche Phase einer Emulsion mit einer kontinuierlich wässrigen Phase bilden. Diese thixotropen Zusammensetzungen können leicht in Hohlräume, wie gebohrte Löcher, in Bausubstanz, wie Stein, Zement und Mauerwerk, eingespritzt werden. Die Wasserphase dringt in die Bausubstanz ein und hinterlässt innere Poren, die mit Siloxanen beschichtet sind, die in der Zusammensetzung vorhanden sind und die durch Hydrolyse des Silans und der damit verbundenen Oligomere gebildet werden.
- Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine thixotrope Paste zum Einsatz in einem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste mindestens eine Silanverbindung, mindestens eine Siloxanverbindung und ein Verdickungsmittel, alle in einer Wasserbasis, umfasst.
- Bestimmte Ausführungsformen dieses Aspekts sind in den Ansprüchen 10 bis 15 festgelegt.
- Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Paste zum Einsatz in einem Verfahren nach dem ersten Aspekt bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Komponenten in einer wässrigen Umgebung gemischt werden, so dass die Silan- und Siloxan-Komponenten durch die Aufnahme des Verdickungsmittels in eine thixotrope Paste überführt werden.
Claims (17)
- Verfahren zum Behandeln der Bausubstanz eines Bauwerks, um den Eintritt von Wasser zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Hohlräumen in den relevanten Bereich des Bauwerks gebohrt werden und danach die Hohlräume mit einer thixotropen Paste gefüllt werden, die mindestens eine Silanverbindung, mindestens ein Siloxanverbindung und ein Verdickungsmittel, alle in einer Wasserbasis, umfasst.
- Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume mit der thixotropen Paste ohne Einsatz eines Fluidkompressors gefüllt werden.
- Verfahren wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung ein Alkylalkoxysilan ist.
- Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung Isooctyltriethoxysilan ist.
- Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung oder -verbindungen mit Oligomeren, die 3 bis 8 Siloxaneinheiten aufweisen und Alkoxyreste tragen, gemischt werden.
- Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Siloxan in Form eines modifizierten Polymethylsiloxans vorhanden ist.
- Verfahren wie in Anspruch 6 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Siloxan eine lösungsmittelfreie Wasseremulsion ist, die 50 Gew.-% des Polymethylsiloxans enthält.
- Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel ein modifizierter Bentonit ist.
- Thixotrope Paste zur Verwendung in dem Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Paste mindestens eine Silanverbindung, mindestens ein Siloxanverbindung und ein Verdickungsmittel, alle in einer Wasserbasis, umfasst.
- Paste wie in Anspruch 9 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung ein Alkylalkoxysilan ist.
- Paste wie in Anspruch 10 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung Isooctyltriethoxysilan ist.
- Paste wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Silanverbindung oder -verbindungen mit Oligomeren, die 3 bis 8 Siloxaneinheiten aufweisen und Alkoxyreste tragen, gemischt sind.
- Paste wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Siloxan in Form eines modifizierten Polymethylsiloxans vorhanden ist.
- Paste wie in Anspruch 13 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Siloxan eine lösungsmittelfreie Wasseremulsion ist, die 50 Gew.-% des Polymethylsiloxans enthält.
- Paste wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel ein modifizierter Bentonit ist.
- Verfahren zur Herstellung einer Paste wie in irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in einer wässrigen Umgebung gemischt werden, so dass die Silan- und Siloxankomponenten durch die Aufnahme des Verdickungsmittels in eine thixotrope Paste überführt werden.
- Verfahren wie in Anspruch 16 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten in Form von wässrigen Emulsionen vorliegen.
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