DE69402006T2

DE69402006T2 - Harzbeton mit verbesserter Substrathaftung

Info

Publication number: DE69402006T2
Application number: DE69402006T
Authority: DE
Inventors: Michael A Bailey; Richard C Costin; Walter R Nagel
Original assignee: Sartomer Co Inc
Current assignee: Sartomer Co Inc
Priority date: 1993-08-03
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2014-07-21
Also published as: US5565535A; ES2076134T3; EP0637575A1; EP0637575B1; ES2076134T1; DE637575T1; DE69402006D1; ATE149984T1

Description

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Polymerbeton mit verbessertem Haftvermoegen auf Substraten. Diese Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Zusammensetzung zur Herstellung von Polymerbeton, bei dem α,β-ungesättigte Karboxylsäure-Metallsalze eingesetzt werden, um das Haftvermögen von Polymerbeton auf Substraten zu verbessern.
Der Begriff "Polymerbeton" bezeichnet im vorliegenden verwendeten Fall ein Kompositmaterial, gebildet durch die Polymerisierung eines mit einem Zuschlagstoff vermischten Flüssigmonomers. Das polymerisierte Flüssigmonomer dient hierbei als Bindemittel für den Zuschlagstoff. Allgemein enthält Flüssigmonomer ein bzw. mehrere Monomere und Polymerisieradditive, d.h. Katalysatoren. Im weiteren kann Flüssigmonomer Vernetzungsmittel, Komplexbildner, Initiatoren, Lösungsmittel, dissipative Zusätze, Oberflächenbehandlungsmittel, Abbindebeschleuniger sowie viskositätsregelnde Substanzen enthalten. Die Polymerbetonstoffe werden im wesentlichen ausgehend von anhyriden Zusammensetzungen hergestellt.
Die Polymerbetonstoffe sind zu unterscheiden von polymergetränktem Beton sowie vom Portlandzement-Polymerbeton. Polymergetränkter Beton stellt einen Fertigbeton aus Portlandzement dar, der unmittelbar vor dem Einbringen vor Ort mit einem Monomer angereichert und in situ polymerisiert wird. Portlandzement-Polymerbeton ist ein Fertiggemisch, wobei einer Frischbetonmischung entweder ein Polymer oder ein Monomer zugegeben wird. Die Betonausgangsmischung kann entweder als Flüssigphase, in pulvriger oder dispergierter Form vorliegen, die zum gewünschten Zeitpunkt ggf. polymerisiert und vernetzt wird.
Die Polymerbetonzusammensetzungen, polymergetränkter Beton sowie Portlandzement-Polymerbeton sind beschrieben in der Publikation "Chemical Polymer and Fiber Additives for Low Maintenance Highways", veröffentlicht von G.C. Hoff und in der Publikation "Chemical Technology Review Nr. 130, Noyes Data Corporation, Park Ridge, N.J., 1979" sowie in der Veröffentlichung "Chemical Materials for Constructions, Philip Maslow, Structures Publishing Company, Farmington, Michigan, 1979. Repräsentative Patente bzgl. Polymerbetonstoffen bestehen unter der Eintragung US-A-4.500.679 sowie US-A-4.460.625.
Allgemein besteht eine zur Polymerbetonherstellung bestimmte Zusammensetzung aus einer nicht-wässrigen Dispersion eines Zuschlagstoffes, eines Monomerbindemittels und einem Polymerisierungskatalysator. Diese Einsatzstoffe können separat konditioniert und vor Ort gemischt werden, um eine vorzeitige Polymerisierung zu vermeiden. Die als Bindemittel eingebauten Monomere beinhalten, ohne auf diese beschränkt zu sein, Methylmethacrylat und Styrol, die einzeln oder als Mischung eingesetzt werden, zeitweise unter Einbindung anderer monofunktioneller Monomere oder auch mit polyfunktionellen Monomeren, z.B Trimethylolpropantrimethacrylat. Für die Formulierung der Polymerbetonsorten finden ebenfalls Eingang Harze und Polyester-Styrol-Oligomere in furan-, vinylester- und epoxydverketteter Form, und zwar in jedein einzelnen Fall in Kombination mit geeigneten Katalysatoren zur Auslösung und/oder Beschleunigung der Komponentenvernetzung.
In herkömmlichen Polymerbetonstoffen vernetzt das monomere Bindemittel rasch bei schnellem Abbindeverhalten. Außerdem zeigt das Monomerbindemittel allgemein ein Schwundverhalten, das im Einklang mit der entsprechenden Befeuchtung des Polymerbetonsubstrates steht. Der nach vorliegender Erfindung erzielte Polymerbeton besitzt dank der zugrundegelegten Zusammensetzungen und Verfahren eine verbesserte Substrathaftung, bei gleichzeitiger Beibehaltung der schnellen Abbindung herkömmlichen Polymerbetons.
Es zeigte sich, daß die Möglichkeit gegeben ist, einen Polymerbeton herzustellen, der auf Substraten ein besseres Adhäsionsverhalten aufweist, bei Beibehaltung einer raschen Abbindezeit.
Im Ergebnis ergibt ein Aspekt gem. vorliegender Erfindung eine Zusammensetzung zur Formulierung eines Polymerbetons, bestehend aus:
a einem Kornzuschlagstoff
b einem Monomerbindemittel in ausreichender Menge zum Binden des Kornzuschlagstoffes bei der Vernetzung, in Form eines Polymerbetons,
c ein Metallsalz in wirksamer Menge, d.h. einer ungesättigten α,β-Äthylencarboxylsäure, und
d eines Polymerisationskatalysators.
Nach einem weiteren Aspekt wird gem. vorliegender Erfindung eine Methode vorgeschlagen zum Schutz bzw. Neukonditionieren eines Substrates, nach der eine Beschichtung, Anpassung oder Imprägnierung des Substrates mittels vorgenannter Dispersion erfolgt, wobei letztere im weiteren so ausgelegt ist, daß die Vernetzung unter Umgebungsbedingungen erfolgt.
Ein anderer Aspekt vorliegender Erfindung zielt auf die erhaltene Oberflächengüte durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein weiterer Aspekt beinhaltet als Fertigprodukt ein Multikonditioniersystem zur Substratvermengung vor Ort, ein Konditioniersystem, das beinhaltet: A einen Kornzuschlagstoff, ein Monomerbindemittel, ein ungesättigtes α,β-Äthylencarboxylsäure- Metallsalz und einen Polymerisationskatalysator, beziehungsweise gemäß einen Kornzuschlagstoff und ein Monomerbindemittel sowie ein ungesättigtes α,β-Athylencarboxylsäure-Metallsalz, in Verbindung mit einem in die Zuschlagstoffkonditionierung eingebauten Polymerisierungskatalysator oder aufgeteilt in die Konditionierung des Zuschlagstoffes und des Monomerbindemittels.
In der verwendeten Form bezeichnet der Begriff "Substrat" die Stoffe Metall, Holz, Zement, herkömmlicher Beton, Mörtel, Glas, Gummi und Kunststoff.
Vorliegende Erfindung gründet auf die unerwartete Entdeckung der wesentlichen Verbesserung des Adhäsionsverhaltens eines Polymerbetons gegenüber Substraten bei einer additiven Einbindung von ungesättigten α,β-Äthylencarboxylsäure-Metallsalzen, insbesondere Metallsalzen der Acryl- u. Methacrylsäuren, zum Auslösen der Vernetzung in den hier beschriebenen Verfahren und Zusammensetzungen. Ein überraschendes Ergebnis, da eigentlich anzunehmen wäre, daß eine Zugabe von ungesättigtem Carboxylsäure- Metallsalz zu einer Abschwächung des Haftvermögens von Polymerbeton auf Substraten führt. Die nach vorliegender Erfindung verwendbaren ungesättigten α,β-Äthylencarboxylsäure-Metallsalze weisen mindestens eine ionisch an die Metalle gebundene Carboxylgruppe auf. Die sich hierfür eignende ungesättigte Carboxylsäure enthält Säuren, wie z.B. Acryl- u. Methacrylsäuren.
Die Metallkomponente des ungesättigten Carboxylsäure- Metallsalzes kann ohne Beschränkung folgende Elemente enthalten - Magnesium, Kalzium, Barym, Titan, Molybdän, Eisen, Nickel, Potassium, Silber, Kadmium, Quecksilber, Aluminium, Blei, Antimon und Zink. Bevorzugt werden die Metalle Kalzium, Magnesium und Zink - hiervon gilt Zink als besonders geeignet.
Die gem. vorliegender Erfindung verwendbaren ungesättigten Carboxylsäure-Metallsalze entsprechen nachfolgender allgemeiner Formelstruktur -
nach der R und R' unabhängig voneinander ausgewählt werden aus Kohlenwasserstoff und Gruppen der Verbindungen aus Hydroxyl, Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, Aryl, Arakyl et Alkaryl. Me ist ein aus vorstehenden Metallen ausgewähltes Metallatom, n ist eine Ganzzahl von 1 bis 6.
Das ungesättigte Carboxylsäure-Metallsalz kann der Aggregatkomponente, dem Monomerbindemittel oder der Polymerbetonrezeptur nach dem Mischen zugeschlagen werden.
Das ungesättigte Carboxylsäure-Metallsalz wird vorzugsweise dem Monomerbindemittel zugegeben. Die lt. vorliegender Erfindung einzusetzende Wirkmenge an ungesättigtem Carboxylsäure-Metallsalz muß zur Unterstützung der Vernetzung entsprechend bemessen sein. Insbesondere das ungesättigte Carboxylsäure-Metallsalz muß in einer Menge vorhanden sein zwischen 1 und 25 Gewichtsanteilen, etwa der Aggregatkomponente oder 2,5 bis 750 Gewichtsanteilen des Monomerbindemittels oder zwischen 1 und 15 Gewlchtsanteilen der Polymerbetonzusammensetzung. Vorzugsweise werden verwendet Mengen zwischen ungefähr 5 und 10 Gewichtsanteilen der Polymerbetonformulierung. Bevorzugt wird Diacrylzink als Metallsalzkomponente.
Als Aggregatanteil der Polymerbetonrezepturen im Sinne vorliegender Erfindung eignet sich jede anorganische Partikelmasse - gewöhnlich handelt es sich um Sand, Kies, gebrochenes Gestein oder gebrochenen Fels verschiedener Art, dazu gehören Kieselsteine oder fein klassifizierte Stoffe, wie Portlandzement, Mehlkalk, Lehm, Asche, Siliziummehl oder ähnliche Stoffe bzw. Mischungen derselben. Im allgemeinen wählt man die Stoffe so, daß ein Hohlraumfüllvolumen gegeben ist, welches den Anforderungen eines Mindestmengeneinsatzes an Monomerbindemitteln zur Verfüllung entspricht, bei entsprechend guter Verbaumöglichkeit. Bekannt ist, daß bei einem sauber klassifizierten Zuschlagstoff und maximaler Korngröße größerer Partikel -weniger Harz erforderlich ist, aber maximale Korngrößen kleinerer Partikel eine höhere Festigkeit des Polymerbetons ergeben. So kann je nach Typ und Viskosität der Monomerbindemittelkomponente der Fachmann in geeigneter Weise die Korngröße, maximale Größe der Partikel und die Zusammensetzung des Zuschlagstoffes auswählen, um ein ausgewogenes Mengenverhältnis an Monomerbindemittel und der gewünschten Festigkeit des Polymerbetons zu erzielen. Eine typische Rezeptur weist eine proportionelle Bestimmung von 9:1 bis etwa 1:5, vorzugsweise etwa 5:1 bis etwa 1:1 an Zuschlagstoff und Monomerbindemittel, auf.
Die Monomerbindemittelkomponente kann ein bzw. mehrere Monomere aufweisen. Ein erstes Bindemittel stellt vorzugsweise eine Kombination dar zwischen Isodecylmethacrylat, Cetylstearylmethacrylat, Dodecylpentadecyl, Cetyleicosylmethacrylat Stearylmethacrylat, Isobornylmethacrylat und Dicyclopentenyl - meth - acrylat oder Dicyclopentenyloxyalcyl.
Verbreitung finden diese Zusammensetzungen und deren Verfahren auf der Grundlage des Patentes US-A-4.097.677
Ausgewählt wird vorzugsweise eine dieser Formulierungen aus den Gruppen - Dicyclopentenyloxyäthyl, Dicyclopentenyloxyisopropyl- Methacrylat, Dicyclopentenyloxyäthylacrylat, Dicyclopentenyloxyisopropylacrylat und Dicyclopentenyloxyneopentylmethacrylat. Ein zweites Bindemittel kann als Mischung mit dem ersten Bindemittel in einem System zweier Bindemittel Einsatz finden. Vorzugsweise wird als zweites Bindemittel ein Hydroxylalkylmethacrylat, wie z.B. Hydroxyäthylmethacrylat verwendet.
Die Mengenanteile an Monomerbindemittel sind abhängig von der Oberfläche und Porosität des zuschlagstoffes. Die eingesetzte Menge an Monomerbindemittel sollte allgemein zwischen etwa 2 und etwa 40 Gewichtsprozent liegen, vorzugsweise etwa zwischen 15 und etwa 20 Prozent des Gesamtgewichtes der Polymerbetonzusammensetzung. Bei Heranziehung eines aus zwei Bindemitteln bestehenden Systems, können die Anteile des ersten und zweiten Bindemittels schwanken zwischen etwa 25 und etwa 75 Gewichtsprozent, jeweils abhängig von der Gesamtmenge der Monomerbindemittelkomponente.
Vorzusehen ist ein katalytisches System bekannter Art, das sich eignet zur Polymerisation des speziellen, zugrundegelegten Monomerbindemittels. Allgemein handelt es sich beim Polymerisationskatalysator um eine strahlungsunempfindliche Art. Als geeignet gelten z.B. Peroxyde oder organische Hydroperoxyde in Verbindung mit einem Metallsalz oder auch einem Komplexbeschleuniger. Falls nur Peroxyd oder Hydroperoxyd Verwendung finden, kann eine Erhitzung der Polymerbetonformulierung notwendig sein, um die Vernetzung einzuleiten.
Die ggf. beim Ansatz der erfindungsgerechten Formulierung eingesetzten Peroxyde u. Hydroperoxyde beinhalten, ohne diese einzuschränken, Wasserstoffderivate von Peroxyden u. Hydroperoxyden, die etwa 3 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen, welche im Monomerbindemittel Isöslich sein müssen. Geeignete organische Hydroperoxyde beinhalten Tertiärbutylhydroperoxyd, Kumolhydroperoxyd, Methyläthylketonhydroperoxyd sowie Diisoprylbenzenhydroperoxyd. Geeignete organische peroxyde beinhalten Benzylperoxyd, Tertiärbutylperbenzoat, 2, 2-tert- (tertiobutylperoxyisopropylcarbonat sowie Äthylmethylketonperoxyd.
Als Beschleuniger wirkende Metallsalze, die im Polymerisationskatalysator gem. vorliegender Erfindung Eingang finden können, beinhalten, ohne dies einzuschränken, solche Metallsalze, die die Oxydationsvernetzung sikkativer Öle beschleunigen. Derartige Metallsalze gehören zur Gruppe der sogenannten luftsauerstofftrocknenden Stoffe.
Derartige Substanzen beinhalten Metallsalze höherwertige aliphatischer Säuren, z.B. Butyrat, Pentanoat, Hexanoat und insbesondere Salze von solchen Säuren, die etwa 8 bis 30 Kohlenstoffatome aufweisen bzw. von Naphtensäuren, die die Löslichkeit im Bindemittel verleihen.
Allgemein legt man folgende Peroxyd- bzw. Hydroperoxydanteile in organischer Form im Verhältnis zum eingesetzten Beschleuniger zugrunde: etwa 20:1 bis ungefähr 1:1 Gewichtsanteil.
Gewöhnlich finden meistens Salze aus Naphtensäure Verwendung als Sikkativsalz zur Beimengung zum erfindungsgemässen Monomerbindemittel. Beispiele des Metallanteils solcher Salze sind Kalzium, Kupfer, Zink, Mangan, Potassium, Blei, Kobalt, Eisen, Vanadium und Zirkonium. Als bevorzugt gelten aus Kobalt, Potassium und Kalzium, wie z.B. Kobaltnaphtenat, Potassiumnaphtenat und Kalziumnaphtenat, extrahierte Sikkativsalze. Besonders bevorzugt wird Kobaltnaphtenat.
Vor der Anwendung können dem Monomerbindemittel Metallsalz und Peroxyd bzw. organisches Hydroperoxyd beigegeben werden. Die vor der Anwendung erfolgende Beimengung an Metallsalz kann anteilig etwa 0,0005% u. etwa 2 Gew.% betragen. Die anteilige Menge an Peroxyd oder organischem Hydroperoxyd bewegt sich in einer Bandbreite von etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Monomerbindemittels.
In ähnlicher Weise kann eine Zugabe vor der Anwendung folgender Substanzen erfolgen: organisches Peroxyd in Verbindung mit aromatischem Amin, ggf. mit einem Metallsatz. Der Anteil an organischem Peroxyd am Monomerbindemittel kann zwischen 0,1 und 3 Gew.% etwa liegen. Dabei ist die beschleunigend wirkende aromatische Aminverbindung in einer wirksamen Menge einzubinden, allgemein zwischen 0,1 und 5 Gew.% etwa, bezogen auf das Monomerbindemittel. Beispiele aromatischer Amine beinhalten: Anilin, N,N-Dimethylanilin, N,N-Didiäthylanilin, Toluidin, N,N Dimethyl-p-Toluidin, N,N-Di-(Hydroxyäthyl)-Toluidin sowie p- dimethylaminobenzaldehyd.
Die Komponenten des Polymerisationskatalysators können separat konditioniert und versandt werden, um am Einsatzort der Bestandteile vorliegender Erfindung miteinander kombiniert zu werden. Abwechselnd hierzu können das als Beschleuniger eingesetzte aromatische Amin, das Monomerbindemittel und das organische Peroxyd im Hinblick einer Zwischenlagerung und des Versandes so konditioniert werden, daß diese sich erfindungsgemäß kurz vor der Anwendung der besagten Zusammensetzung miteinander kombinieren lassen. Bei einer separaten Konditionierung der erfindungsgemäßen Polymerbetonzusammensetzung, kann das Peroxyd bzw. organische Hydroperoxyd mit dem Zuschlagstoff im voraus vermischt werden, dies gilt ebenso für den Metallsalz- Beschleuniger, der im voraus dem Monomerbindemittel zugegeben werden kann.
Die erfindungsgemäßen Polymerbetonzusammensetzungen können ebenfalls verschiedene Additive, je nach gewünschter Wirkung und Eigenschaften, enthalten. So können Füller und Fliessverhaltensregulatoren verschiedener Art eingebaut werden, um verhaltenssteuernd u. ggf. modifizierend bei der Anwendung auf die Eigenschaften der vernetzten Polymerbetonzusammensetzung zu wirken. Integrieren lassen sich weiterhin farbgebende Substanzen, z.B. Pigmente oder Farbstoffe, die dem Zuschlagstoff oder der Polymerbetonzusammensetzung nach dem Mischvorgang beigegeben werden. Die Zugabe einfärbender Substanzen oder auch anderer Stellmittel, kann die Dispersion des Additivs in wässrigem Milieu, alleine oder vermischt mit einem Emulgator bzw. einem Oberflächenmittel, erfordern, wobei die Dispersion vor dem Vermengen mit der Polymerbetonzusammensetzung oder mit einer anderen Komponente letzterer erfolgen muß. Die dadurch vorhandenen geringen Mengen an Wasser, dürfen den Begriff "im wesentlichen anhydrid" nicht außer acht lassen, da diese Wertigkeit eine Grundbedingung für die Polymerbetonzusammensetzungen im Sinne vorliegender Erfindung darstellen.
Die Komponenten der Zusammensetzungen vorliegender Erfindung lassen sich mischen in jeglicher geeigneter Weise zur Steuerung der Polymerisation des Monomerbindemittels sowie im Hinblick einer funktionsbezogenen Anwendung der Polymerbetonzusammensetzung. So können z.B. das Metallsalz, die Zuschlagstoffkomponente, das Monomerbindemittel und der zur Polymerisation erforderliche Katalysator in separater Konditionierung zum Einsatzort gebracht und dort angesetzt werden, und zwar entweder manuell oder mittels bekannter Misch- u. Dosiereinrichtungen zur Erzielung der erforderlichen Anteile und in der gewünschten Reihenfolge, um eine hinsichtlich der zugrundegelegten Anwendung adäquate Viskosität und Offenhaltezeit der Polymerbetonzusammensetzung zu erhalten. Sollte zum Beispiel die Anwendung auf ein diskretes Ausbessern eines Substrates zielen, so kann eine Offenhaltezeit von kurzer Dauer, d.h. wenigen Minuten, bis zu einigen Stunden, akzeptierbar sein. Sollte die Anwendung hingegen kontinuierlicher Art sein oder hohe Mengen vorsehen, wie z.B. beim Neukonditionieren eines Substrates mittels Beschichtung oder einer kontinuierlichen Neubesschichtung oder Imprägnierung, so kann dies eine Offenhaltezeit von 4 bis 8 Stunden oder mehr bedingen. Bei allen Anwendungen spielt die Umgebungstemperatur eine wichtige Rolle hinsichtlich der für die Anwendung gewünschten Vernetzungsgeschwindigkeit. Der qualifizierte Verantwortliche für die Rezeptur und erfahrene Anwender von Polymerbetonzusammensetzungen kennt diese Anforderungen und weiteren Bedingungen sehr wohl und ist ohne weiteres in der Lage, die an spezifische Einsätze angepassten Elemente, Anteile sowie die Einsatzart der erforderlichen Polymerbetonzusammensetzungen zu bestimmen.
Die Rezepturen des erfindungsgemässen Polymerbetons können in einer breitgefächerten Palette an Bedingungen eingesetzt werden, und zwar im Hinblick des Schutzes und/oder der Neukonditionierung des Substrates mittels jeglicher herkommlicher Anwendungstechnik, wie z.B. Beschichtung, Ausbesserung, Imprägnierung o.a. Anwendungsbeispiele beinhalten die Herstellung oder Ausbesserung zuvor ausgeführter Betongründe von Strassen oder Brückenfundamenten, als auch industrielle Beschichtungen zur Vermeidung einer kaustisch- oder säurebedingten Korrosion von Plattformen, Reaktoren, Staudammstrukturen, Industrie-Durchführungen usw. Im weiteren können die erfindungsgemaessen Rezepturen zur Herstellung oder Ausbesserung von Parkplätzen, Innenhöfen und Fahrbahnen verwendet werden.
Folgende, rein anschaulich zur Verdeutlichung der Anwendung gegebenen Beispiele, dienen der weiteren Erläuterung vorliegender Erfindung.
In diesen Beispielen sind sämtliche Angaben der Inhaltsstoffe in Gewichtsanteilen gegeben. Ausnahme Gegenanzeigen.
Das für die Beispiele 1 bis 17 angewendete Vefahren sowie die entsprechenden, in nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zusammengefaßten Ergebnisse, lauten:
Wägen der Polymerbetonzusammensetzungen per 50-ml-Becher mit Eintauchen eines Metall-Testbandes von 25,4 mm pro 101,6 im Zentrum der Zusammensetzung auf solche Weise, dass das Band senkrecht zur Oberfläche der Zusammensetzung mit einer Überlappung von etwa 12,7 mm positioniert ist. Anschliessend wurde die Zusammensetzung vernetzt. Im Anschluss daran erfolgte die Messung des Abscherhaftverhaltens mit einem Zugprüf gerät Thwing Albert Intellect-II STD. Rechnerische Ermittlung der entsprechenden Abscherhaftfestigkeit sowie der erforderlichen Kraft zum Trennen des Metallbandes von der vernetzten Zusammensetzung - Messung in Pfund/Quadratfuss (PSI).

BEISPIEL 1

Präparation eines Zuschlagstoffes durch einheitliches Mischen von Sand herkömmlicher Verwendung und Silizium (120 µm), anteilig zu 15 Teilen Silizium bezogen auf 70 Teile Sand. Dispersion und wirksame Vermischung des Zuschlagstoffes mit 15 Teilen Dicyclopentenyloxyäthylacrylat (DCPOEA). Einsetzen von 0,3 Teilen Kumenhydroperoxyd in der Dispersion, gefolgt von der Zugabe und wirksamen Vermengung von 6%igem Kobaltnaphtenat mit einem Anteil von 0,1. Im weiteren wurde die Polyumerbetonzusammensetzung vorbereitet für die Abscherhaftfestigkeitstests, wie vorbeschrieben, mit weiterer Vernetzung bei 25º C während der Nachtzeit sowie Nachvernetzung über 7 Tage hinweg. Im Anschluss wurde die Zusammensetzung wie vorbeschrieben getestet.

BEISPIEL 2 - 4

Vorbereitung und Vernetzung von Polymerbetonzusammensetzungen unter Wiederholung der Ausführungsweise lt. Beispiel 1. Ausnahme Rezepturen, die in Tabelle 1 aufgeführt sind.

BEISPIELE 5 - 9

Herstellung von Polymerbetonzusammensetzungen unter Wiederholung der Ausführungsweise lt. Beispiel 1 mit Ausnahme der in Tabelle 1 aufgeführten Rezepturen. Vorbereitung der Ansätze für die Abscherhaftfestigkeitstests wie vorbeschrieben, gefolgt von der Vernetzung bei 25º C über 72 Stunden hinweg. Die Zusammensetzungen werden im weiteren wie vorstehend erläutert getestet.

BEISPIELE 10 u. 11

Herstellung von Polymerbetonzusammensetzungen - unter Wiederholung der Ausführungsweise lt. Beispiel 1 mit Ausnahme der in Tabelle 1 aufgeführten Rezepturen. Vorbereitung der Ansätze für die Abscherhaftfestigkeitstests wie vorbeschrieben mit anschließender Vernetzung im Gebläsetrockenofen bei 90º C über 4 Stunden hinweg. Die Zusammensetzungen wurden im weiteren wie vorstehend erläutert getestet.

BEISPIEL 12

Vorbereitung einer Polymerbetonzusammensetzung durch Trockenvermengung von 63,3 Anteilen Sand, 5,5 Anteilen Siiizium und 6,7 Anteilen Zinkdiacrylat. Im weiteren wurde der Zuschlagstoff dispergiert mit 15 Teilen DCPOEA sowie 9,122 Anteilen Hydroxyäthylmethacryulat (HEMA), gefolgt von der Zugabe von 0,1 Anteilen Kobaltnaphtenat zu 6%. Nach wirksamer Vermischung, Einbindung von 0,3 Anteilen Kumenhydroperoxyd mit kräftigem Walken des Ansatzes. Vorbereitung der Ansätze für die Abscherhaftfestigkeitstests wie vorbeschrieben mit anschliessender Vernetzung im Gebläsetrockenofen bei 80º C über 1,5 Stunden hinweg. Die Zusammensetzungen wurden im weiteren wie vorstehend erläutert getestet.

BEISPIELE 13 - 17

Herstellung von Polymerbetonzusammensetzungen unter Wiederholung der Ausführungsweise lt. Beispiel 12 mit Ausnahme der in Tabelle 2 aufgeführten Rezepturen. Tabelle 1
1. Kalziumdioxyde verfügbar bei U.S. Silica, Berkely Springs, West Virginia
2. Kalziumdiacrylat verfügbar bei Sartomer Company, Inc., Exton Pa
3. Magnesiumdiacrylat verfügbar bei Sartomer Company, Inc., Exton Pa
4. Zinkdiacrylat verfügbar bei Sartomer Company, Inc., Exton Pa, als SR-111
5. Zinkdimethacrylat verfügbar bei Sartomer Company, Inc., Exton Pa, als SR-365
6. Dicyclopentenyloxyäthylacrylat verfügbar bei Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa, unter der Produktbeziechnung QM-672
7. Dicyclopentenyloxyäthylmethacrylat verfügbar bei Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa, unter der Produktbeziechnung QM-57
8. Hydroxyäthylmethacrylat verfügbar bei Rohm & Haas Company, Philadelphia, Pa, unter der Produktbezeichnung Rocryl 400
9. Kumenhydroperoxyd verfügbar bei Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Winsconsin
10. Kobaltnaphtenat zu 6% verfügbar bei OMG Group, Inc., Cleveland, Ohio Tabelle 2

Claims

1. Zusammensetzung zur Herstellung eines Polymerbetons folgender Formulierung:

(a) eine Zuschlagstoffkomponente

(b) ein Monomerbindemittelkomponente in ausreichender Menge zum Binden des während der Vernetzung als Polymerbeton vorliegenden Zuschlagstoffes;

(c) eine zur Vernetzung ausreichende Menge an Metallsalz einer α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure, sowie

(d) ein Polimerisationskatalysator.

2. Zusammensetzung gem. Anspruch 1, nach dem das Metallsalz der α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure ein Acrylsäure bzw. Methacrylsäure-Metallsalz darstellt.

3. Zusammensetzung gem. Anspruch 2, nach dem das Metallsalz besteht aus: Kalziumdiacrylat, Magnesiumdiacrylat, Zinkdiacrylat oder Zinkdimethacrylat.

4. Zusammensetzung gemäß einer der Anspruchen 1 bis 3, dadurch charakterisiert, dass das Metallsalz der α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure vorhanden ist in einer Menge zwischen 1 und 25 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteilen an Zuschlagstoff.

5. Zusammensetzung gemäss einer der Anspruchen 1 bis 3, dadurch charakterisiert, dass das Metallsalz der α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure vorhanden ist in einer Menge zwischen 2,5 und 750 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteilen an Monomerbindemittel.

6. Zusammensetzung gemäss einer der Anspruchen 1 bis 3, dadurch charakterisiert, dass das Metallsalz der α,β-äthylenungesättigten Carboxylsäure vorhanden ist in einer Menge zwischen 1 und 15 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteilen Polymerbetonzusammensetzung.

7. Zusammensetzung gem. einer der Änspruchen 1 bis 3, dadurch charakterisiert, dass das Monomerbindemittel ausgewählt wird aus den Dicyclopentenyloxyalkyl-Methacrylaten sowie den Dicyclopentenyloxyalkyl-Acrylaten.

8. Eine Zusammensetzung nach einer der Anspruchen 1 bis 7, dadurch charakterisiert, daß das Monomerbindemittel vorhanden ist in einer Menge zwischen 2% und 40% des Gewichtes der Polymerbetonzusammensetzung.

9. Eine Zusammensetzung nach einer der Anspruchen 1 bis 8, die im weiteren ein zweites Bindemittel beinhaltet.

10. Zusammensetzung gem. Anspruch 9, dadurch charakterisiert, dass das zweite Bindemittel ein Hydroxyalkyl- Methacrylat darstellt.

11. Eine Methode zum Schutz bzw. Neukonditionieren eines Substrates, welche die Phasen zum Beschichten, Ausbessern oder Imprägnieren des Substrates mittels einer Zusammensetzung folgender Rezeptur beinhaltet:

(a) eine Zuschlagstoffkomponente;

(b) ein Monomerbindemittel in ausreichend wirksamer Menge zum Binden des während der Vernetzung als Polymerbeton vorliegenden Zuschlagstoffes;

(c) eine für die Vernetzung ausreichend wirksame Menge eines Metallsalzes einer α,β-äthylen-ungesättigten carboxylsäure u.

(d) ein Polymerisationskatalysator, zur Gewährleistung der Vernetzung bei Umgebungsbedingungen der Polymerbetonzusammensetzung.

12. Das gem. Methode des Patentanspruches 11 geschützte bzw. neukonditionierte Substrat.

13. Ein Multikonditioniersystem, geeignet zur Zwischenlagerung u. Transport zum Einsatzort sowie zum Mischen hinsichtlich einer unter Umgebungsbedingungen härtbaren Polymerbetondispersion für die Gewinnung eines Polymerbetons, charakerisiert dadurch, dass die Konditionierschritte folgende separate Bestandteile enthalten: (A) den Zuschlagstoff, das Monomerbindemittel, das Metallsalz einer α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure und den Polymerisationskatalysator gem. Anspruch 1, oder alternativ (B) den Zuschlagstoff, das Monomerbindemittel und das Metallsalz einer α,β-äthylen-ungesättigten Carboxylsäure gem. Patentanspruch 1, jeweils in Verbindung mit einem Polymerisationskatalysator in der Konditionierung des Zuschlagstoffes oder der Verteilung zwischen den Phasen der Konditionierung des Zuschlagstoffes sowie des Monomerbindemittels.