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Verwendung von überzogenen Holzteilen oder formen beim Gießen von
Beton Die Erfindung betrifft die Verwendung von präparierten Holzteilen oder -formen
beim Betonguß, wobei der Beton nicht an den Formen klebt und außerdem das Holz konserviert
und wasserabstoßend ist.
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Erfindungsgemäß werden beim Betonguß Holzteile oder -formen verwendet,
die mit einem Organosiloxan mit den Struktureinheiten der allgemeinen Formel
in Kontakt gebracht, überzogen oder imprägniert sind. In diesen Siloxanen hat n
einen durchschnittlichen Wert von r,o bis 2,2, R ist ein Alitylrest mit weniger
als 5 C-Atomen, ein monocyclischer Arylrest oder Wasserstoff, wobei jedoch nicht
mehr als 551/o der R-Reste Wasserstoff sein sollen. Hölzerne Formen, die auf diese
Weise behandelt sind, können von dem gehärteten Beton leicht abgetrennt und ohne
vorherige Reinigung oder nochmalige Behandlung wieder zum Betonguß verwendet werden.
Sie zeigen außerdem eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Fäulnis, Verwitterung
und Schwammbildung. Sie sind wasserabstoßend und daher witterungsbeständig. Dadurch
wird bei ihnen die Bildung von Rissen, Stockflecken und Verfärbungen beim Lagern
im Freien vermindert.
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Holzformen werden schon seit langem in der Bauindustrie zum Betonguß
verwendet. Sie werden oft den Metallformen vorgezogen, da sie leicht zu handhaben
und billig sind. Es mußte bisher die Holzoberfläche mit einem Mittel, wie Paraffinöl,
behandelt
werden, da sonst die Abtrennung des Betonkörpers von dem Holz so schwierig ist,
daß die Formen nur ein- oder zweimal benutzt werden können und auch dies nur mit
erheblichen Schwierigkeiten. Außerdem wurden bisher die Holzflächen von der Feuchtigkeit
des Betons sehr stark angegriffen, so daß sie bald Fugen und Risse aufwiesen. Im
allgemeinen wurde das Holz vor jedem Betonguß mit Paraffinöl überzogen. Obgleich
das Paraffinöl ein leichtes Ablösen des Betons von dem Holz bewirkte, war die Wirkung
doch nur von. sehr kurzer Dauer. Nach drei- oder viermaligem Guß- und Abtrennungsvorgang
bekamen die Holzflächen Fugen und Risse und konnten daher nicht mehr weiterverwendet
werden. Das Reinigen und die erneute Behandlung der Holzformen nach jeder Benutzung
erforderte erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand. Dazu kam noch, daß Paraffinöle
auf den Beton unter Bildung eines staubartigen Belags ungünstig einwirkten.
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All diese Nachteile werden durch Verwendung der erfindungsgemäßen,
mit Silikonen behandelten Holzteile und -formen vermieden, die ohne vorheriges Reinigen
und ohne erneute Behandlung wieder zum Betonguß verwendet werden können. Dadurch
ist es möglich, Betonabgüsse billiger, schneller und einfacher herzustellen als
bisher.
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Unter Beton sind die üblichen Mischungen aus Kies, Stein und Sand,
die durch Zement zusammengehalten werden, zu verstehen. Die- Art des verwendeten
Zements spielt dabei keine Rolle. Portlandzement ist zur Zeit der beste, in der
Bauindustrie zur .Anwendung kommende Zement.
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Die zur Imprägnierung der Holzteile und -formen dienenden Organosiloxane
enthalten Struktureinheiten der allgemeinen Formel
worin R ein niedriger Alkylrest mit weniger als 5 C-Atomen, ein monocyclischer Arylrest,
wie z. B. Phenyl oder Xylyl, oder Wasserstoff ist. Es sollen jedoch nicht mehr als
55 % der gesamten Reste Wasserstoffatome darstellen. Beispielsweise können für die
Imprägnierung Monophenylsiloxane, Phenylmethylsiloxane, Dimethylsiloxane, Dibutylsiloxane,
Mebhylwasserstoffsiloxane, Monomethylsiloxane und Äthylxylylsfloxane Verwendung
finden. Die Siloxane können selbstverständlich auch Mischpolymerisate solcher Siloxane
mit Verbindungen, wie Triphenylsilanole, Triäthylsilanole, Phenyldimethylsilanole,
Mefhyldihydrösilanole und Diäthylhydrosilanole sowie Si 02, darstellen. jede beliebige
Kombination solcher Siloxäne kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß reicht mehr
als 55°/o der R-Reste Wasserstoff darstellen. Besonders geeignet sind Siloxane,
in denen R Methyl, Äthyl, Phenyl und Wasserstoff darstellt, da diese Stoffe im'
Handel am leichtesten. erhältlich sind.
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Die verwendeten Siloxane können Flüssigkeiten, lösliche harzartige
Feststoffe oder entsprechende Mischungen sein. Die Siloxane können auch durch andere
Harze, wie z. B. Alkydharze, modifiziert sein. Die Siloxane oder modifizierten Siloxane
können auf verschiedenste. Weise *hergestellt werden. Harze kann man z. B. erhalten,
indem man Silangemische, in denen die Silane der allgemeinen Formel
entsprechen, worin R und n die obige Bedeutung haben und X ein hydrolysierbarer
Rest ist, cohydrolysiert und cokondensiert.- Ein anderes Herstellungsverfahren ist
im Beispiel i bei der Herstellung der Silikonverbindung C beschrieben. Flüssige
Siloxane können durch Hydrolyse von Diorganodihalogensilanen oder vorzugsweise durch
Cohydrolyse und Cokondensation von Diorganosilanen und Triorganosilanen hergestellt
werden.
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Die Siloxane können durch Streichen, Tauchen oder Spritzen auf die
Holzteile aufgebracht werden. Zweckmäßig werden die Siloxane in Emulsion oder im
Lösung verwendet. Flüssige Siloxane können auch direkt aufgetragen werden. Werden
Lösungen oder wäßrige Emulsionen verwendet, so sollen die zu überziehenden Flächen
vor der Behandlung durch 16- bis 2ostündiges Trocknen an der Luft bei Raumtemperatur
von Lösungsmitteln befreit werden.. Dies kann natürlich durch mäßiges Erhitzen auf
Temperaturen unter ioo° beschleunigt werden.
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Gegebenenfalls können Härtungskatalysatoren, wie z. B. Metallsalze
von Carbonsäuren, wie Blei-, Eisen-, Zink- oder Kobaltsalze von Essig-, Hexan-oder
Octansäure, den Siloxanen zugesetzt werden. Die Menge dieser Katalysatoren beträgt
zweckmäßig o,o5 bis q. Gewichtsprozent Metallkomponente, berechnet auf das Siloxan.
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Die genaue Menge der zur Imprägnierung verwendeten Siloxane spielt
keine große Rolle. Zweckmäßig werden jedoch auf eine Fläche von etwa 30 X
30 cm o,io bis 0,40 g Siloxan verwendet. Die Mengen können auch größer oder
kleiner sein, ohne daß dadurch jedoch ein, besonderer Vorteil erzielt wird. Beispiel
i Vier Siloxanverbindungen A, B, C und D werden folgendermaßen hergestellt: Siloxan
A: 3o Gewichtsteileeines trimethylsiloxyendblockierten Methylwasserstoffpolysiloxans
mit einer Viskosität von 3o cSt bei 25° werden mit 7,5 Gewichtsteilen Zinkoctoat
gemischt. Diese Mischung, die 2 % Zink, berechnet auf das Siloxan, enthält, wird
mit Xylol zu einer 3 o/a Feststoffe emthaltenden Lösung verdünnt.
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Siloxati B ist ein mit einem Alkydharz modifiziertes Siloxan und besteht
aus 35,5 Gewichtsprozent eines Organopolysiloxans, das 70 Molprozent Phenylmethylsiloxan-
und 30 Molprozent Monophenylsiloxaneinheiten aufweist, ferner aus 27,5 Gewichtsprozent
Leinölfettsäure, 22,5 Gewichtsprozent Glyzerin und. 14,5 Gewichtsprozent Phthalsäureanhydri.d.
Dieses Siloxan wird erhalten, indem man 675 Gewichtsteile eines partiell hydrolysierten
Isopropoxysilans mit 70 Molprozent Phenylmethylsiloxan und 30 Molprozent
Monophenylsiloxaneinheiten, das 1,:21 Isopropoxygruppen pro Siliciumatom enthält,
mit 52o Gewichtsteilen
Leinölfettsäure bei i5o bis 2oo° kondensiert.
Nachdem das frei gewordene Isopropanol abdestilliert ist, wird das Zwischenprodukt
mit 159 Gewichtsteilen Glyzerin und einem aus 27o Gewichtsteilen Glyzerin und 275
Gewichtsteilen Phthalsäureanhydrid bestehenden Glyzerylphthalat bei 200 bis 2ICOC"
kondensiert. Das Produkt wird mit Xylol zu einer 3'/o Feststoffe enthaltenden Lösung
verdünnt. Kobalt in Form von Kobaltoctoat wird dann der Lösung in einer. Menge zugegeben,
daß in der Lösung 2% Koalt, berechnet auf das Siloxan, vorhanden sind. Modifizierte
Siloxan-Alkyd-Produkte, die dem Siloxan B ähnlich sind, können ebensogut Verwendung
finden.
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Siloxan C: Ein Silikahydrosol, das o,gi g Si02 pro Kubikzentimeter
enthält, wird hergestellt, indem man 5o ccm Natriumsilikatlösung, die 26,7 Gewichtsprozent
Si 02 und 8,2 Gewichtsprozent Nag O enthält, mit a5 ccm Wasser und 25 ccm konzentriertem
H Cl versetzt. ioo ccm des Sols werden mit 5o ccm Äthanol und 50 ccm Trimethyläthoxysilan
gemischt. Die Mischung wird i Stunde geschüttelt, wobei die Temperatur ansteigt
und sich eine Emulsion bildet, die sich schließlich in zwei klare Schichten trennt.
Die organische Schicht wird bis zur Neutralität gewaschen und das Lösungsmittel
entfernt, worauf man ein lösliches, thermoplastisches Harz erhält. Dieses Harz stellt
ein Misohpolymerisat aus Trimethylsiloxan und S'02 dar und hat ein C H3:
Si-Verhältnis von 2,03.
Ein Teil dieses Harzes wird mit Xylol zu einer 3 %
Feststoffe enthaltenden Lösung verdünnt.
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Siloxan D: 35 Gewichtsteile des harzartigen Siloxans werden mit 15
Gewichtsteilen eines trimethylsiloxy-endblockierten flüssigen Dimethylsiloxans (Viskosität
i2ooocSt) und 5o Gewichtsteilen Testbenzin (154 bis 1g3°) gemischt. Die Lösung wird
in der folgenden Weise emulgiert: Zu 5o Teilen der Lösung wird ein Gemisch aus 2,5
Teilen Ölsäure und 45 Teilen Morpholinoleat, gelöst in 16 Teilen Wasser, gegeben.
Die Mischung wird gerührt, bis sie homogen ist, und mit weiteren 3o Teilen Wasser
verdünnt. Man erhält eine stabile, kremartige Emulsion. Beispiel 2 Eine aus i,g
cm dickem Sperrholz hergestellte Form der Größe 15 X
30 X'30 cm wird mit
der Lösung des Siloxans A von Beispiel i bestrichen, so daß nach dem Verdampfen
des Lösungsmittels eine Schicht von o,2o g Siloxan auf einer Fläche von
30 X
30 cm zurückbleibt. (Die behandelten Oberflächen werden 16 Stunden
bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet.) Die so behandelte Form wird achtzehnmal
mit Beton gefüllt und wieder entleert, wobei man die folgenden Ergebnisse erzielt:
a) Achtzehnmaliges Gießen und Entfernen des Betons hat auf das Holz keinen zerstörendere
Einfluß ; b) zwischen den einzelnen Güssen ist es notwendig, das Holz erneut mit
Siloxan zu behandeln; c) die Oberflächen der Betonabgüsse waren fest im Gegensatz
zu der dünnen Schicht staubartigen Materials, das sich bei Verwendung von mit Paraffinöl
behandelten Formen ergibt; d) das mit dem Siloxan A imprägnierte Sperrholz behält
seine gute, leicht zu reinigende Oberfläche beim Betonguß bei. Eine gleiche Form
aus 1,9 cm dickem Sperrholz, die vor jedem Guß mit Paraffinöl behandelt wurde, konnte
nicht öfter als viermal benutzt werden. Beispiel 3
60 X 244 cm große Platten
aus 2,5 cm dickem Sperrholz werden mit den Siloxanen A, B, C und D bestrichen, wobei
die in der Tabelle angegebenen Siloxanmengen aufgebracht werden.
| Siloxanmenge |
| Platte Siloxanverbindung auf Fläche |
| 30 X 30 cm |
| i A 0,259 |
| 2 B 0,239 |
| 3 C 0,179 |
| 4 D 0,25 g |
Diese Platten werden 24 Stunden an der Luft getrocknet und als Formteile zum Gießen
von 25 t schweren Betonfundamentblöcken verwendet. Die so behandelten Platten lassen
sich ohne weiteres abtrennen, und ihre Oberfläche bleibt unverändert. Im wesentlichen
war keine Reinigung der Flächen zwischen den Güssen notwendig. Andere Platten, die
vor jedem Guß mit Paraffinöl behandelt wurden, sind nach dreimaliger Verwendung
unbrauchbar.
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Beispiel 4 Gleiche Ergebnisse werden erzielt, wenn man Holzplatten
gemäß Beispiel 3 mit einer Xylollösung eines handelsüblichen Siloxanharzes behandelt,
das aus äquimolaren Mengen Phenylmethylsiloxan-, Monophenylsiloxan- und Monomethylsiloxaneinheiten
besteht, und die Holzplatten zum Gießen von Beton verwendet.