DE69718620T2

DE69718620T2 - Mittel und verfahren zum schutz vor zerstörung vom beton oder mortel

Info

Publication number: DE69718620T2
Application number: DE69718620T
Authority: DE
Inventors: Toshio Enokida; Michiko Tamano; Reiko Tanaka; Hiromi Uchida
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: DE69718620D1; EP0881198A1; EP0881198A4; JP3209429B2; EP0881198B1; US6159281A; WO1997030005A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Beschädigungshemmstoffs für Beton oder Mörtel, welcher Schwefel oxidierende Bakterien hemmt oder abtötet, und ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton oder Mörtel bei Verwendung des Beschädigungshemmstoffs, vorzugsweise für Beton- oder Mörtelstrukturen in Abwassersystemen oder dergleichen.

Stand der Technik

In den vergangenen Jahren ist häufig über eine Beschädigung von Betonstrukturen oder dergleichen in unserem Land berichtet worden. Eine Beschädigung erfolgt nicht nur in unserem Land, sondern auch in anderen Ländern und wurde für Australien, Ägypten, Südafrika, die Vereinigten Staaten und dergleichen berichtet. Weil es eine große Menge Geld, kostet, die Abwassersysteme oder dergleichen zu bauen, ist es wichtig, geeignete Maßnahmen gegen die Beschädigung von Beton zu unternehmen, so dass das System über einen langen Zeitraum wirksam arbeiten kann.
Es ist bekannt, dass die Beschädigung von Beton durch zwei Typen von Mikroorganismen verursacht wird, das sind Sulfat reduzierende Bakterien und Schwefel oxidierende Bakterien, wie die Gattung Thiobacillus oder dergleichen. Bei dem Prozess der Beschädigung von Beton durch diese Mikroorganismen wird zuerst Sulfat im Abwasser (normalerweise liegt die Konzentration von Sulfat im Abwasser innerhalb des Bereichs von 20 bis 40 mg/l) durch die Sulfat reduzierenden Bakterien unter anaeroben Bedingungen reduziert, wobei Wasserstoffsulfid erzeugt wird. Anschließend wird das Wasserstoffsulfid durch Wasser auf der Betonwandoberfläche aufgenommen und wird durch Schwefel oxidierende Bakterien unter aeroben Bedingungen oxidiert. Hierdurch wird Schwefelsäure erzeugt. Durch die erzeugte Schwefelsäure wird Kalzium im Beton in Kalziumsulfat (Gips) umgewandelt. Auf diese Weise wird der Beton brüchig (beschädigt).
Unter den zuvor genannten beiden Typen von Mikroorganismen werden die Schwefel oxidierenden Bakterien als Hauptgrund für die Beschädigung von Beton angesehen. Verschiedene Methoden sind vorgeschlagen worden, um die Umwandlung von Wasserstoffsulfid zu Schwefelsäure durch Schwefel oxidierenden Bakterien zu hemmen.
Eine dieser Methoden ist ein Verfahren zur Verminderung der Konzentration von Wasserstoffsulfid, das ein Substrat für Schwefel oxidierende Bakterien ist. Zum Beispiel sind Verfahren bekannt, bei denen Luft oder Sauerstoff in Abwasser injiziert wird, um Wasserstoffsulfid zu oxidieren bevor das Wasserstoffsulfid durch Wasser auf der Betonwandoberfläche aufgenommen wird, und um die Aktivität der anaeroben, Sulfat reduzierenden Bakterien zu unterdrücken, so dass die Bildung von Wasserstoffsulfid vermindert ist. Aus diesen Methoden ist die Methode der Injektion von Luft in das Abwasser ein relativ einfaches Verfahren. Jedoch kann bei diesem Verfahren die injizierte Luft das Gleichgewicht zwischen gasförmigem und flüssigem Wasserstoffsulfid beeinflussen, derart dass die in der Luft gelöste Menge von Wasserstoffsulfid größer ist als in dem Fall, in welchem keine Luft injiziert wird. Ferner kann bei dem Verfahren, bei welchem Sauerstoff in das Abwasser injiziert wird, Wasserstoffsulfid effektiver oxidiert werden als in dem Verfahren, bei welchem Luft injiziert wird. Jedoch liegt ein Nachteil darin, dass die Kosten dieses Verfahrens hoch sind.
Ein weiteres Hemmverfahren ist ein Verfahren, bei dem eine große Menge von Chlor, Wasserstoffperoxid, Kaliumpermanganat, oder ein Metallsalz, dessen Metall Eisen, Zink, Blei, Kupfer oder dergleichen ist, in das Abwasser gegeben wird, so dass das Wasserstoffsulfid im Abwasser damit gebunden wird. Ferner zeigt die offengelegte japanische Patentanmeldung (JP-A) Nr. 7-70561 ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton, bei welchem ein wasserlösliches Quinonderivat in Abwasser gegeben wird um Wasserstoffsulfid zu oxidieren und die Aktivität von anaeroben, Sulfat reduzierenden Bakterien zu unterdrücken. Da jedoch der in das Abwasser gegebene Stoff abtransportiert wird, wenn dieses fließt, sind diese Methoden nicht effektiv und teuer.
Zudem ist ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton bekannt, bei welchem Schwefel oxidierende Bakterien abgetötet werden, indem ein antibakterieller Wirkstoff, welcher eine organische Verbindung ist, mit Beton gemischt wird. Jedoch kann der antibakterielle Wirkstoff Stiftlöcher oder Brüche im Beton erzeugen und die Haltbarkeit von Beton vermindern. Ferner ist derzeit die Verwendung von Na-PCP (Natriumpentachlorphenol), welches eine starke antibakterielle Wirkung hat, verboten.
Ferner ist es bekannt, dass das Wachstum von Schwefel oxidierenden Bakterien durch Metallionen gehemmt wird. JP-A Nr. 4-149053 zeigt ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton, bei welchem ein Metall (z. B. Kupfer, Nickel, Zinn, Blei oder dergleichen, welches sich in Wasser schwer löst und löslich in Schwefelsäure ist) oder das Oxid eines solchen Metalls zu Beton gegeben wird. In diesem Verfahren werden die Metallionen aus dem Metall und/oder Metalloxid durch die, durch die Schwefel oxidierenden Bakterien gebildete Schwefelsäure ausgespült und hemmen und/oder töten die Schwefel oxidierenden Bakterien. Jedoch muss bei diesem Verfahren, weil ein Metall mit einer hohen Löslichkeit in Schwefelsäure oder ein Metalloxid mit einer hohen Löslichkeit in Schwefelsäure, oder eine Mischung daraus, verwendet wird, zum andauernden Verhindern der Beschädigung von Beton eine große Menge von Metall oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann, da das Schwermetallion von Nickel, Zinn, Blei oder dergleichen in das Abwasser gespült wird, durch diese Metalle eine Wasserverschmutzung verursacht werden.
Ferner zeigen die JP-A Nr. 6-16460 und JP-A Nr. 6-16461 Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton, bei welchen ein Metallkomplex wie Nickelocen oder Nickeldimethylglyoxim zu dem Beton gegeben wird. Jedoch sind diese Metallkomplexe krebserzeugend und verursachen Probleme im Hinblick auf die Sicherheit.
Es sind auch mehrere Verfahren, die ein gegen Schwefelsäure beständiges Material verwenden, als Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton vorgeschlagen worden. Beispielsweise zeigen JP-A Nr. 63716072 und JP-A Nr. 2-265708 Verfahren zum Schützen von Beton durch das Auftragen eines Epoxyharzes, eines Polyesterharzes oder dergleichen. Ferner zeigt JP-A Nr. 1-55493 ein Verfahren zum Schützen von Beton durch das Auftragen eines Glasmaterials.
Jedoch sind bei diesen Verfahren die Baukosten hoch und, da sich das aufgetragene Material durch Stiftlöcher abschält, ist die Lebensdauer des Betons kurz. Um die Wirkung der Hemmung einer Beschädigung aufrechtzuerhalten, ist es notwendig den Beton wiederkehrend zu beschichten. Der Betrieb des Abwassersystems oder dergleichen muss jedes Mal, wenn der Beton beschichtet wird, für einen langen Zeitraum eingestellt werden.
Darüber hinaus ist ein Verfahren bekannt, bei welchem Beton mit ausgezeichneter Säurebeständigkeit und Sulfatbeständigkeit gewonnen wird, indem Hüttenzement oder dergleichen mit einem hohen prozentualen Anteil von Sulfat verwendet wird. Jedoch ist die Festigkeit des Hüttenzements schlecht und die Beschädigung des gewonnenen Betons kann wegen der Schwefelsäure nicht vollständig verhindert werden.

Offenbarung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel anzugeben, der die Beschädigung von Beton oder Mörtel für einen langen Zeitraum hemmen kann, und ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton oder Mörtel anzugeben, welches den Hemmstoff verwendet.
Die vorliegende Erfindung zeigt die Verwendung einer Phthalocyaninverbindung als einen Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel.
- Ferner zeigt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton oder Mörtel durch Schwefel oxidierende Bakterien, bei welchem eine Phthalocyaninverbindung zu Beton oder Mörtel gegeben wird.
Schwefel oxidierende Bakterien liegen in Abwasser oder dergleichen vor und verursachen die Beschädigung von Beton oder Mörtel. Mehrere Enzyme, welche die Oxidation-Reduktion von Schwefel betreffen, wie Sulfidoxidase, Schwefeldioxidase oder dergleichen, liegen innerhalb der Zellen der Schwefel oxidierenden Bakterien vor, wobei Schwefelsäure durch die Wechselwirkung dieser Enzyme gebildet wird (Koizumi, "Physiological Ecology and Biotechnology of Sulfur Oxidizing Bacteria", IRRIGATION WATER AND WASTE WATER, Ausgabe 31, Seite 308, 1989). Ferner haben die Schwefel oxidierenden Bakterien die ökologische Eigenschaft, dass ein Feststoff, wie beispielsweise ein Schwefelpartikel oder dergleichen, ein Substrat sein kann. Als ein Ergebnis kann eine Phthalocyaninverbindung, die in Beton oder Mörtel enthalten ist, leicht in eine Zelle der Schwefel oxidierenden Bakterien eingebracht werden. Die Phthalocyaninverbindung, die in die Zelle der Schwefel oxidierenden Bakterien einbracht worden ist, kann die Schwefel oxidierenden Bakterien hemmen und/oder abtöten, indem die Enzymreaktion innerhalb der Zelle der Schwefel oxidierenden Bakterien gehemmt wird.
Ferner wird bei dem Beschädigungshemmstoff der vorliegenden Erfindung die Hemmstoffkomponente, anders als bei den oben beschriebenen Beschädigungshemmstoffen, die ein Metall oder ein Metalloxid enthalten, nicht mit Schwefelsäure ausgewaschen. Demzufolge kann eine kleine Menge der Phthalocyaninverbindung die Wirkung der Hemmung der Beschädigung von Beton über einen langen Zeitraum aufrechterhalten. Überdies ist sogar dann, wenn die oben beschriebene Phthalocyaninverbindung ein Metallphtalocyanin oder ein Metallphtalocyaninderivat ist, die Menge der durch die Schwefelsäure ausgewaschenen Metallionen äußerst klein. Somit wird das Wasser nicht verschmutzt.
Überdies wird, verglichen mit dem oben genannten Metall oder Metalloxid, die Phthalocyaninvetbindung leicht innerhalb einer Polymerkomponente, die in einem Zusatzmittel für Beton oder Mörtel enthalten ist, dispergiert. Demzufolge aggregiert die Phthalocyaninverbindung nicht und fällt in dem Zusatzmittel nicht aus, und Beton oder Mörtel, in welchem eine Phthalocyaninverbindung einheitlich dispergiert ist, kann hergestellt werden. Hieraus folgt, dass die Beschädigung des gesamten Betons oder Mörtels verhindert werden kann.

Beste Ausführungsform der Erfindung

In der vorliegenden Erfindung ist eine Phthalocyaninverbindung eine Verbindung, die ein Phthalocyaninskelett aufweist. Insbesondere ist die Phthalocyaninverbindung ein Metallphthalocyanin, ein metallfreies Phthalocyanin und Derivate hiervon.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Metallphthalocyanin ist eine Verbindung, in welcher ein Metallatom an einem Phthalocyaninskelett, welches keinen Substituenten aufweist, koordinativ gebunden ist. Das Metallphthalocyaninderivat ist eine Verbindung, die ein substituiertes Atom, welches nicht ein Wasserstoffatom ist, oder einen an einen Benzenring innerhalb eines Phthalocyaninmoleküls gebundenen Substituenten aufweist.
Ferner ist das metallfreie Phthalocyanin, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Phthalocyanin (H&sub2;Pc), in welchem zwei Wasserstoffatome in der Mitte des Phthalocyaninskeletts koordinativ gebunden sind. Das metallfreie Phthalocyaninderivat ist eine Verbindung, die ein substituiertes Atom, welches nicht ein Wasserstoffatom ist, oder einen an einen Benzenring innerhalb eines metallfreien Phthalocyaninmoleküls gebundenen Substituenten aufweist.
In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Phthalocyaninverbindung verwendet, die in Wasser nicht löslich ist.
Konkrete Beispiele für das substituierte Atom, welches kein Wasserstoffatom ist, oder für den Substituenten in dem Metallphthalocyaninderivat und dem metallfreien Phthalocyaninderivat umfassen: Halogenatome wie Fluor, Chlor, Brom und Iod; substituierte und nicht-substituierte Alkylgruppen wie die Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe, sec-Butylgruppe, tert-Butylgruppe, Pentylgruppe, Hexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, Stearylgruppe, Trichlormethylgruppe, Trifluormethylgruppe, Cyclopropylgruppe, Cyclohexylgruppe, 1,3-Cyclohexadienylgruppe, 2-Cyclopenten-1- yl-Gruppe und 2,4-Cyclopentadien-1-ylidenylgruppe; substituierte oder nicht-substituierte Alkoxygruppen wie die Methoxygruppe, Ethoxygruppe, Propoxygruppe, n-Butoxygruppe, sec-Butoxygruppe, tert-Butoxygruppe, Pentyloxygruppe, Hexyloxygruppe, Stearyloxygruppe und Trifluormethoxygruppe; substituierte oder nicht-substituierte Thioalkoxygruppen wie die Methylthiogruppe, Ethylthiogruppe, Propylthiogruppe, Butylthiogruppe, sec-Butylthiogruppe, tert-Butylthiogruppe, Pentylthiogruppe, Hexylthiogruppe, Heptylthiogruppe und Octylthiogruppe; Nitrogruppe; Cyanogruppe; Carbonylgruppe; Carboxylgruppe; Estergruppe; Hydroxylgruppe; Sulfongruppe; Vinylgruppe; Aminogruppen mit wenigstens einem Alkylsubstituenten wie Methylaminogruppe, Dimethylaminogruppe, Ethylaminogruppe, Diethylaminogruppe, Dipropylaminogruppe und Dibutylaminogruppe; Aminogruppen mit wenigstens einem cabocyclischem aromatischen Substituenten wie Diphenylaminogruppe und Ditolylaminogruppe; Aminogruppen mit einem oder zwei anderen Substituenten wie bis(acetooxymethyl)Aminogruppe, bis(acetooxyethyl)Aminogruppe, bis(acetooxypropyl)Aminogruppe, bis(acetooxybutyl)Aminogruppe und Bibenzylaminogruppe; substituierte oder nicht- substituierte Aryloxygruppen wie Phenoxygruppe, p-tert- Butylphenoxygruppe und 3-Fluorophenoxygruppe; substituierte oder nicht-substituierte Arylthiogruppen wie Phenylthiogruppe und 3-Fluorophenylthiogruppe; substituierte oder nicht- substituierte aromatische Ringgruppen wie die Phenylgruppe, Biphenylgruppe, Triphenylgruppe, Tetraphenylgruppe, 3-Nitrophenylgruppe, 4-Methylthiophenylgruppe, 3,5-Dicyanophenylgruppe, o-, m- und p-Tolylgruppe, Xylygruppe, o-, m- und p- Cumenylgruppe, Mesitylgruppe, Pentalenylgruppe, Indenylgruppe, Naphthylgruppe, Azulenylgruppe, Heptalenylgruppe, Acenaphthylenylgruppe, Phenalenylgruppe, Fluolenylgruppe, Antholylgruppe, Anthraquinonylgruppe, 3-Methylantholylgruppe, Phenantholylgruppe, Triphenylengruppe, Pyrenylgruppe, Chrysenylgruppe, 2-Ethyl-1-chrysenylgruppe, Picenylgruppe, Perylenylgruppe, 6-Chloroperylenylgruppe, Pentaphenylgrüppe, Pentasenylgruppe, Tetraphenylengruppe, Hexaphenylgruppe, Hexasenylgruppe, Rubisenylgruppe, Coronenylgruppe, Trinaphtylenylgruppe, Heptaphenylgruppe, Heptasenylgruppe, Pyrantrenylgruppe und Obalenylgruppe.
Es ist bevorzugt, dass das Metallatom in dem Metallphthalocyanin und dem Metallphthalocyaninderivat wenigstens eines aus Eisen, Kobalt, Nickel, Palladium, Zinn, Platin, Chrom, Mangan, Kupfer, Zink, Blei und Seltene Erden ist. Seltene Erden umfassen Scandium, Yttrium, Lanthan, Cerium, Praseodymium, Neodymium, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terblum, Dysproslum, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium.
In der vorliegenden Erfindung ist es stärker bevorzugt, dass die Phthalocyaninverbindung eine aus Eisenphthalocyanin, Kobaltphthalocyanin, Nickelphthalocyanin, Zinnphthalocyanin, metallfreiem Phthalocyanin ist, sowie ein Derivat, in welchem ein bis acht Wasserstoffatom(e) in dem Benzenring dieser Phthalocyaninmoluküle durch ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Nitrogruppe, eine Cyanogruppe, eine Hydroxylgruppe oder eine Sulfongruppe substituiert sind.
Es kann eine der Phthalocyaninverbindungen verwendet werden, alternativ können zwei oder mehr der Phthalocyaninverbindungen in Kombination verwendet werden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Phthalocyaninverbindung feinpulverig ist, um leicht und einheitlich mit Beton oder Mörtel gemischt werden zu können. Ferner beträgt der mittlere Partikeldurchmesser der feinpulverigen Phthalocyaninverbindung vorzugsweise 0,001 um bis 1 mm und stärker bevorzugt 0,01 um bis 0,1 mm.
Zusätzlich zur Phthalocyaninverbindung kann der Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel der vorliegenden Erfindung ein bekanntes Zusatzmittel für Beton oder Mörtel enthalten. Ein solches Zusatzmittel kann zum Beispiel ein AE- Mittel/wasserreduzierendes Mittel oder ein Hochleistungs-AE- wasserreduzierendes Mittel sein, welche verwendet werden um die Verarbeitbarkeit wie die Fließbarkeit oder dergleichen zu verbessern, oder ein Mittel zum Erhöhen der Viskosität, das verwendet wird, um die Trennung von Materialien zu verhindern.
Das AE-Mittel, Wasser reduzierende Mittel und das Hochleistungs-AE-wasserreduzierende Mittel kann ein Hochpolymer wie Naphtalene, Polycarboxylsäuren, Melamine, Aminosulfonsäuren oder dergleichen sein. Ferner kann das Mittel zum Erhöhen der Viskosität ein Polysaccharid, wie Stärke, Guar Gum, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Xanthan Gum, Curdlan oder dergleichen sein, oder Derivate hiervon, oder ein synthetisches Hochpolymer, wie Polyacrylamid, Natriumpolyacrylat, Polyvinylalkohol oder dergleichen.
Wenn der Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel der vorliegenden Erfindung ein Zusatzmittel umfasst, basiert die Menge der zu dem Zusatzmittel gegebenen Phthalocyaninverbindung auf der Menge des zu Beton oder Mörtel gegebenen Zusatzmittels. Die hinzu gegebene Menge der Phthalocyaninverbindung beträgt vorzugsweise 5 bis 500 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 10 bis 100 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Zusatzmittels.
Wenn der Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel der vorliegenden Erfindung ein Zusatzmittel enthält, ist es bevorzugt, dass die Phthalocyaninverbindung in dem Zusatzmittel dispergiert ist. Um die Phthalocyaninverbindung in dem Zusatzmittel zu dispergieren, können verschiedene Typen von bekannten Mühlen oder Dispergierer verwendet werden. Insbesondere können eine Dreiwalzenmühle oder eine Zweiwalzenmühle, welche die Verbindung durch Scherspannung dispergieren, eine Kugelmühle, eine Reibmühle, eine Sandmühle, eine Cobolmühle, eine Korbmühle, eine Schwingmühle, oder ein Anstrichkonditionierapparat, welcher die Verbindung durch die aufgrund des Zusammenstoßes mit Medien wie Glaskügelchen, Zirkoniakügelchen, einem Achatball oder dergleichen, einwirkende Kraft dispergiert, ein Dispergierer, ein Homogenisierer oder ein Creamix®, welcher die Verbindung durch drehende Klingen dispergiert, die eine Scherkraft, Kavitation, Kollisionskraft, Potenzialkern oder dergleichen erzeugen, verwendet werden. Ferner könne ein Kneter, ein Extruder, eine Strahlmühle, ein Ultraschalldispergierer oder dergleichen verwendet werden.
In dem Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge an zugegebener Phthalocyaninverbindung vorzugsweise 0,001 bis 30 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 0,01 bis 5 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen der Zementkomponente in Beton oder Mörtel. Wenn die hinzugefügte Menge der Phthalocyaninverbindung weniger als 0,001 Gewichtsteile beträgt, ist es schwierig, die Wirkung der Hemmung und/oder Abtötung von Schwefel oxidierenden Bakterien über einen langen Zeitraum aufrecht zu erhalten. Andererseits ist es nicht bevorzugt, dass die zugefügte Menge der Phthalocyaninverbindung 30 Gewichtsteile übersteigt, da keine weitere Verbesserung der Wirkung der Hemmung und/oder des Abtötens von Schwefel oxidierenden Bakterien erwartet werden kann und die Kosten der Durchführung des Verfahrens zum Hemmen der Beschädigung hoch sind. Ferner wird die Festigkeit des Betons oder Mörtels stark vermindert.

BEISPIELE

Die vorliegenden Erfindung wird im weiteren anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen genau beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt.

(Beispiele 1 bis 22)

2,5 Gewichtsteile einer jeden der in Tabelle 1 gezeigten Phthalocyaninverbindungen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,0 um wurde zu einer Mörtelkomponente gegeben, die aus 100 Gewichtsteilen Zement, 200 Gewichtsteilen Sand und 50 Gewichtsteilen Wasser geformt war, und wurde durch Verwenden eines Mörtelmischers vollständig mit der Mörtelkomponente verknetet. Die Mischung wurde in eine Gussform gegeben und gegossen und anschließend für 28 Tage gehärtet (24 Stunden in einer feuchten Box und 27 Tage in Wasser). Hierdurch wurde eine Mörtelprobe gewonnen.

(Beispiele 23 bis 44)

3,0 Gewichtsteile einer jeden der in Tabelle 1 gezeigten Phthalocyaninverbindungen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,0 um wurden zu einer Betonkomponente gegeben, die aus 120 Gewichtsteilen Zement und 80 Gewichtsteilen Wasser geformt war, und wurde durch Verwenden eines Betonmischers vollständig mit der Betonkomponente verknetet. Die Mischung wurde in eine Gussform gegeben und gegossen und anschließend für 28 Tage gehärtet (24 Stunden in einer feuchten Box und 27 Tage in Wasser). Hierdurch wurde eine Betonprobe gewonnen.

(Beispiele 45 bis 58)

0,1 Gewichtsteile einer jeden der in Tabelle 1 gezeigten Phthalocyaninverbindungen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1,0 um wurde zu einer Mörtelkomponente gegeben, die aus 100 Gewichtsteilen Zement, 200 Gewichtsteilen Sand und 50 Gewichtsteilen Wasser geformt war, und wurde durch Verwenden eines Mörtelmischers vollständig mit der Mörtelkomponente verknetet. Die Mischung wurde in eine Gussform gegeben und gegossen und anschließend für 28 Tage gehärtet (24 Stunden in einer feuchten Box und 27 Tage in Wässer). Hierdurch wurde eine Mörtelprobe gewonnen. TABELLE 1
In Tabelle 1 bezeichnen CrPc, MnPc, FePc, CoPc, NiPc, CuPc, ZnPc, PdPc, SnPc, PtPc und PbPc Metallphthalocyanine, deren Metallatome jeweils Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Palladium, Zinn, Platin und Blei sind, und H&sub2;Pc bezeichnet ein metallfreies Phthalocyanin. Ferner bezeichnen Cl, t-Bu, CN und NO&sub2; substituierende Atome oder Substituenten, d. h. Choratom, tert-Butylgruppe, Cyanogruppe bzw. Nitrogruppe.

(Vergleichsbeispiel 1)

Eine Mörtelprobe wurde gewonnen, indem ein zu Beispiel 1 ähnliches Verfahren verwendet wurde, mit Ausnahme, dass keine Phthalocyaninverbindung zur Mörtelprobe gegeben wurde.

(Vergleichsbeispiel 2)

Eine Mörtelprobe wurde gewonnen, indem ein zu Beispiel 1 ähnliches Verfahren verwendet wurde, mit Ausnahme, dass anstelle einer Phthalocyaninverbindung ein organisches Stickstoff Schwefel antibakterielles Mittel ("EINE SAND A-3", hergestellt von Tokyo Fine Chemical Co.) zur Mörtelprobe gegeben wurde.

(Vergleichsbeispiel 3)

Eine Mörtelprobe wurde gewonnen, indem ein zu Beispiel 23 ähnliches Verfahren verwendet wurde, mit Ausnahme, dass keine Phthalocyaninverbindung zur Mörtelprobe gegeben wurde.

(Vergleichsbeispiel 4)

Eine Mörtelprobe wurde gewonnen, indem ein zu Beispiel 23 ähnliches Verfahren verwendet wurde, mit Ausnahme, dass anstelle einer Phthalocyaninverbindung ein organisches Stickstoff-Schwefel antibakterielles Mittel ("FINE SAND A-3", hergestellt von Tokyo Fine Chemical Co.) zur Mörtelprobe gegeben wurde.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen gewonnenen Proben wurden Schlamm auf den Wänden einer Schlammeinrichtung einer Abwasserentsorgungsanlage für neun Monate ausgesetzt. Der Umfang der Adhäsion von Schwefel oxidierenden Bakterien und der Umfang des Vergipsens der Proben wurde wie folgt bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 bis 4 gezeigt.
(Umfang der Adhäsion von Schwefel oxidierenden Bakterien) Die Oberfläche der Proben wurde mit 50 ml sterilisiertem Wasser (sterilisiert für 20 Minuten in einer Autoklave) mit einer Zahnbürste gewaschen. Die Waschlösung wurde mit Ultraschall behandelt und anschließend verdünnt. Die Lösung wurde bei einer Temperatur von 30ºC für 11 Tage durch Verwenden eines ONM Festmediums, zu welchem Hefeextrakt gegeben wurde, und welche durch Gellan Gum eingestellt wurde (Imai, Watami, Katagiri, "Growing Conditions of Bacteria by Biochemical Research (Second Report) on Sulfur Oxidizing Bacteria", FERMENTATION INDUSTRY; Vol. 42, Seite 762, 1964) kultiviert. Dann wurde die Anzahl der gewachsenen Kolonien gezählt. Die Zahl der Schwefel oxidierenden Bakterien pro 1 ml Waschlösung (Zellen/ml) wurde aus diesem Wert gewonnen, und der Umfang der Adhäsion der Schwefel oxidierenden Bakterien wurde auf der Grundlage der unten beschriebenen Bewertungskriterien bestimmt.
Bewertungskriterien für den Umfang der Adhäsion von Schwefel oxidierenden Bakterien
Bewertung 1: 10&sup6; Zellen/ml oder mehr
Bewertung 2: 10&sup4; bis 10&sup6; Zellen/ml
Bewertung 3: 10² bis 10&sup4; Zellen/ml
Bewertung 4: weniger als 10² Zellen/ml
Bewertung 5: keine Adhäsion wurde bestimmt

(Umfang des Vergipsens)

10 Gramm der Oberfläche der Probe wurden als Messprobe genommen und die Menge von Kalziumsulfat wurde durch Verwenden eines Röntgendiffraktometers gemessen. Das Verhältnis (%) von Kalziumsulfat, welches ein Korrosionsprodukt von Kalzium durch Sulfat ist, zu Kalzium in der Oberfläche der Probe wurde aus diesem Wert gewonnen, und der Umfang des Vergipsens der Probe wurde auf der Grundlage der unten beschriebenen Bewertungskriterien bestimmt.
Bewertungskriterien für den Umfang des Vergipsens der Proben
Bewertung 1: 80% oder mehr
Bewertung 2: 50 bis 80%
Bewertung 3: 30 bis 50%
Bewertung 4: 1 bis 30%
Bewertung 5: kein Vergipsen wurde bestimmt TABELLE 2 TABELLE 3 TABELLE 4
In der Probe, welche die Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, beträgt der Umfangs der Adhäsion der Schwefel oxidierenden Bakterien und der Umfang des Vergipsens 4 und 5. Jedoch ist bei der Probe, welche die Phthalocyaninverbindung nicht enthält und der Probe, welche das organische Stickstoff-Schwefel-antibakterielle Mittel anstelle der Phthalocyaninverbindung enthält, die Adhäsion der Schwefel oxidierenden Bakterien auf die Probe merklich, die Oberfläche der Probe ist vergipst und die Probe ist beschädigt.
Als Ergebnis hat sich herausgestellt, dass die Phthalocyaninverbindung der vorliegenden Erfindung gegen die Beschädigung von Beton oder Mörtel durch Schwefel oxidierende Bakterien wirksam ist.

Industrielle Anwendbarkeit

Bei dem Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel und dem Verfahren der Hemmung der Beschädigung von Beton oder Mörtel der vorliegenden Erfindung wird Wasser nicht verschmutzt und eine kleine Menge Hemmstoff kann die Beschädigung von Beton oder Mörtel durch Schwefel oxidierende Bakterien für einen langen Zeitraum verhindern. Deshalb können der Hemmstoff und das Verfahren für weit reichende Anwendungen eingesetzt werden, wie verschiedene Strukturen, in denen Beton oder Mörtel verwendet werden.

Claims

1. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung als Beschädigungshemmstoff für Beton oder Mörtel.

2. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 1, wobei die Phthalocyaninverbindung wenigstens eine aus einem Metallphthalocyanin, einem Phthalocyaninderivat, einem metallfreien Phthalocyanin und einem metallfreien Phthalocyaninderivat ist.

3. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 1, wobei die Phthalocyaninverbindung wenigstens eine aus einem Metallphthalocyanin und einem Metallphthalocyaninderivat ist.

4. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 3, wobei das Metallatom des Metallphthalocyanins und/oder des Metallphthalocyaninderivats aus der Gruppe, bestehend aus Eisen, Kobalt, Nickel, Palladium, Zinn und Platin, gewählt ist.

5. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 3, wobei das Metallatom des Metallphthalocyanins und/oder des Metallphthalocyaninderivats aus der Gruppe, bestehend aus Chrom, Mangan, Kupfer, Zink und Blei, gewählt ist.

6. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 3, wobei das Metallatom des Metallphthalocyanins und/oder des Metallphthalocyaninderivats ein Element der Seltenen Erden ist.

7. Verwendung einer Phthalocyaninverbindung nach Anspruch 1, wobei die Phthalocyaninverbindung wenigstens eine aus einem metallfreien Phthalocyanin und einem metallfreien Phthalocyaninderivat ist.

6. Verfahren zum Hemmen der Beschädigung von Beton oder Mörtel durch Schwefel oxidierende Bakterien, bei welchem eine Phthalocyaninverbindung zu Beton oder Mörtel gegeben wird.