DE927135C - Verfahren zum Korrosionsschutz von Eisen- und Stahlarmierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Korrosionsschutz von Eisen- und Stahlarmierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Korrosionssohtitz von Eisen- und Stahlarmierungen, die in Beton oder rähnlichen Massem eingegossen werden.
• Zu diesem Zweck sind bereits Verfahren bekannt, bei ..denen die Armierungen mit einer Schutzschicht aus Mineral.besroandtesl@en, beispielsweise du-roh Behandlung der Armierungen mit einem zementhaltigen Brei, silikathaltigen Lösungen od. dgl., versehen werden. Derartige Schutzüberzüge mögen sehr wirkungsvoll sein, jedoch gewähren sie keinen absoluten Schutz gegen Rost, da sie, infolge .ihrer Diehtigkeit, nur den Zutritt von Sauerstoff zu .den Armierungselementen mehr oder weniger verhindern und so die Rostbildung verzögern.
• Um die korrosionsverhütende Wirkung solcher Mineralschutzüberzüge zu verbessern, ist vorgesichlagen worden, der Sehutzmas,se Kaliumchromat oder .andere lösliche Ch;rom.ate beizumischen, in deren Gegenwart, infolge der pass,ivnerenden Wirkung der Chromationen auf das E.iisen, Eisen nicht rosten kann. Die Verwendung solcher Chromate hat jedoch zwei Nachteule.
• Erstens 'hat, vom gesundheitlichen Standpunkt aus geseihen,,die Verwendung von Chromatlösungen dien Nachteil, daß die Arbeiter, die mit den Lösungen umgehen, oft sehr lästige allergische Krankheiten bekommen. Zweitens ist es unsicher, ob. das lösliche Chromat genügend lange in der Rostschutzschicht verbleibt, da es sich in dem Beton infolge der Wanderung von Feuehtigkei,t in der armierten Betonmasse leicht ausbreitet und verteilt, so d'aß die Konzentration der Chromationen um die Eisenarmierungen herum bald ungenügend sein kann, um die beabsichtigte Wirkung zu erzielen.

  Erfindungsgemäß werden die oabengenannten

  Nachteile dadurch beseitigt, daß man das Chromat

  in Form :des äußerst schwer löslidhen Barium-

  chrom@ats zusetzt.

  Die Erfindung geht von der Tatsache, aus, daß

  Bariumsulfat noch weniger löslich ist als Bar.ium-

  chr:omat, während die Chromate der Alllvalimetälle

  als auch, Calai@umchramat leicht löslich tsind, feTruer

  daß die hydraulischen und anderen Massen, in-_die

  Armierungen im allgemeinen eingebettet werden,

  gewöhnlich Sulfate enthalten oder ohne Sdhwserig-

  kei!t mit einer kleinen Menge von Sulfaten gemischt

  werden können, wobei eine ununterbrochene Um-

  tsetzung von B.aniu@mchromatunter Bildung von

  Bariumsulfat und eines leicht löslichen. Chromau

  vonstatten geht.

  I.nfoilgedessen wird der Mineralbrei oder die

  Aufschlämmung, die erfindungsgemäß zur Behand-

  lung von Armierungselementen verwendet wird:

  und der ChTomat in Form von Bariumrhromat zu-

  gesetzt ist, keine Chromationen im Konzentrationen

  enthalten, :die gesundheitsschädlich :sind. Wenn die

  Armieroungen nach Aufbringung der .Schutzschicht

  und nach Trocknen derse!l@ben in den sulfaAffialtigen

  Beton oder ähnlichen s;ulfathaltigen Massen; ein-

  gegossen werden"dningt das in der Mastse (Beton)

  vorhandene Wasser, das immer geringe Mengen

  gelösten: Sulfats enthält, in :die Restschutzischioht

  ein, wobei ,das Bariumohromat, das in der Schutz-

  schicht enthalten ist, äußerst langsam mit dem

  Sulfat reagiert. Dies führt zu einem Niederschlag

  von Bani!ums!ulfat und zur Bildung von löslichem

  Chromat, wobei die Chromationenko:nzentration

  zu einem solchen Wert .anwächst, .der ausreicht, um

  die Passivier.ung der Armierungseisen zu sichern.

  Sobald die eingegossene Betonmasse abgebunden

  und: vollständig trocken ist, wird diese Umsetzung

  selbstverständlich unterbrochen, damit i!st aber

  auch der Hauptgrund der Rostbildlung beseitigt, es

  ist nämlich keine Feuchtigkeit mehr vorhanden.

  Sollte der Beton später Fenehtigkeit aufnehmen,

  ist das Stulfat wieder in der Lage, auf :das Barium-

  chromat, :das. (sich in der Schutzschicht der Ar-

  mierungen befindet, :einzuwirk en, wobei die für die

  Passivierung der Eisen nötige Konzentration

  wieder hergestellt wird.

  Der Sulfatgeh:alt in der Masse, in :die die mit

  .dem erfindungsgemäßen Bariumchrottnatü!berzug

  versehenen Aromierungselenemte eingegossen wer-

  den, braucht nicht groß zu sein. Es wurde bei ge-

  wöhnlichem Zamentöaton, dessen Bindemittel Port-

  l.andzement mit einem Sulfatgehalt entsprechend

  i hi!s 3 % S 03 war, gefunden, daß die Reaktion des

  Bariumahromats in der Schutzschicht den !beab-

  sichtigten Verlauf nahm. Auch wenn das Binde-

  mittel der eingegossenen Masse äus gewöhnlichem

  ungelöschtem Kalk besteht, in welchem der S03-

  Gehalt selben z % beträgt, dagegen oft in der Nähe

  von o, z !bis o,z% liegt, wurde die, gewünschte Wir-

  kung erreicht. Sollte die Gußmasse in irgendeinen

  Fall -kein Sulfat enthalten, das den obengenannten

  Konzentrationen entspricht, kann dies durch die

  Zugabe :einer geeigneten Menge von Sulfat, bei-

  apielswense von Ga!leilum- oder Natriumsulfat,

  kompensiert werden.

  Die Menge :an BariumchTamat, .die als Zusatz zur

  Sähutzschichtmischung nötig ist, kann inneThalh

  verhältnitämäßig großen Grenzten schwanken. In

  Anbetracht der Tatsache, daß sogar sehr geringe

  ChTomabio#nien!konzentrationen ausreichen, um die

  :;gewünschte passivierende Wirkung auf dem Ar-

  m:ie-rungseisen zu erzielen und der relativ ginge

  Unterschied in der Löslichkeit von Bariumehromat

  und B.ariumsulfat eine sehr langsame Bildung der

  Chromanionen ergibt, genügen sogar verhältnis-

  mäßig kleine Mengen an, Bariumchromat in der

  Schutzschidcht, um die Aufrechterhaltung der er-

  forde!nlic!hen Chromationenkonzentration in der

  Nachbarschaft der Armierungselemente über eine

  sehr lange Zeit zu sichern.. Weiterhin wird', wie

  bereits oben ausgeführt wurde, die Möglichkeit der

  Diffusion der Sulfationen als auch der Chromationen

  verhindert, sobald der gegossene Beton abgebunden

  ist und sich der Feuchtigkeitsgehalt vermindert hat.

  Dies bedeutet gleichzeitig eine verzögerte Erzeu-

  gung und eine verzögerte Wegbewegung der

  Chromationen.

  Im Hinblick auf die ob:engemannbe Tatsache

  genügt oft e;in Bariumehromatgehalt von ungefähr

  i %, bezogen -auf :die festen Bestandteile in der

  Schutzschicht, um die gewünschte Wirkung zu er-

  halten. In gewissen Fällen kann es jedoch zweck-

  mäßig sein, Barmumchromat in beträchtlich höherer

  Konzentration zuzufügen, besonders in dem Fall,

  wenn die Betongebildie über lange Zeit dem Einfiuß

  von Feuchtigkeit ausgesetzt sind. In solchen Fällen

  kann der Bariumchromatgehalit.bits zu 5, io, Zo oder

  sogar q.o bis 5o% :der anderen festen Bestandteile

  der Überzugsmasse betragen.

  Abgesehen vom Gehalt an Bariumchromat kann

  die Überzugsmasse gemäß der Erfindung in jeder

  geeigneten Weise zusammengesetzt sein. Der haupt-

  sächliche Minera!1!bestandteid der Mischung ist vor-

  zugsweise hydTaulisdher Zement, wie Portland-

  zement. Die Überzugsmasse kann auch hydrophile

  organische, lcoil!loidale Bindemittel enthalten, die in

  Wasser !in einem genügenden Ausmaß quellen, um

  die Schutzschicht nachgiebig und zäh zu machen,

  um eine Bindefähigkeit in der Schutztschicht zu

  erzeugen und um :das Abbinden der Ü:berzugsmasse

  zu verzögern, so daß der Überzug mit Wasser

  reaJdionefähmg bleibt und sich mit :dem Beton ver-

  bindet, :in den d-ie überzogenen Arm,ierungselemente

  schließlich eingebettet werden. Als Beispiel für

  dierartige Bindemittel seien proteinhaltige Sub-

  stanzten erwähnt, wie Kasein und Knochenleim,

  ferner Kohlehydrate, wie Dextrin, ferner wasser-

  l6s!liche Ce#llulosederivate, wie z. B. Mebhylcelilulose

  und :andere wasserlösliche Ester oder Äther von

  Gellulose. Im Fälle des dampfbehandelten Leicht-

  betons kann der Zement auch durch eine Mischung

  von reaktions-fähigeim kieselsäurehaltigem Material,

  wie beispielsweise feingemahlenem Sand, Schiefer-

  asche, Flugasche und Leim, ersetzt werden. Diese

  Stoffe reagieren bei der Dampfbehandlung mit-

  einander und bi#-den .Calciumsiä:kat.

  Es ist allgemein bekannt, daß dichter Zementbeton an sich einen verhältnismäßig wirkungsvollen Rostschutz für Armierungseisen, die darin eingebettet sind, hildiet. Dies ist jedoch nicht bei Leichtbeton der Fall. Aus diesem Grunde besitzt die Anwendung der Erfindung die größte. Bedeuitung .in Verbindung ,mit Beton der letzteren Art. Unter Leichtbeton soll hier Beton verstanden werden, der aus leichten Materialien zusammen mit den üblichen Bindemntteln hergestellt ist, als auch solcher, .der durch die Erzeugung von Poren in der Betonmasse durch Hinzufügung von gasentwickelnden oder schaurmerzvu@genden Substanzen erzeugt worden ist, unabhängig davon, ob man den so, ge@-wonnenen Leichtbeton dann unter dem Einäiuß von Feuchtigkeit und Luft abbinden läßt oder dampfbehandelt d'urc'h Anwendung von kompri#miertem Dampf, beispielsweise - bei einem Überdruck von 8 biss i2 kg/cm2. Im letzteren Falle hat sich. die Anwendung der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, insofern, als sich gezeigt hat, daß der Sulfatgehalt des dampfbehandelten Betons gewöhnlich, in sehr :leicht löslicher Form vorhanden ist.
• Bei der praktischen Au:sfühnung der Erfindung wird zunächst die Mineralschutzmasse, die d@aas Bariumchromat enthält, durch Zusammenmischung der Komponenten zu einer homogenen Flüssigkeit, vorzugsweise zu einer wäßrigen.Suspen:sion bereiftet. Die Eisen- oder Stahlarmierungen werden dann m.it d em erhaltenen Brei oder der Aufschlämmung in irgendeiner geeigneten Weise, überzogen, beispielsweise durch Eintauchen, Aufstreichen, Besprühen oder durch andere Verfahren. Die so aufgebrachte Schutzschlicht wird, darauf an der Luft getrocknet, oder, wenn der Trockenprozeß beschleunigt werden, soll, beispielsweise einem Strom von heißer Luft mit einer Temperatur von etwa 3o° C ausgesetzt. Die so überzogenen Armierungselem@enbe werden in Beton,. Leichtbeton oder ähnlichen Massen eingebettet, worauf sich der Überzug während des ibibindens oder während der Dampfbehandlung mit dem Beton verbindet. Wenn der Betonendgültig abgebunden und erhärtet isst, bildet der Überzug leine -wirkungsvolle zwischen den Armierungseleirrnenten und dem Beton und dient gleichzeitig als wirkungsvoller Korrosionsschutz für die Armierungen infolge ,der Gegenwart von Bariumchromat, wie oben bereits ansgeführt wurde. In den folgenden nicht einschränkendien Ausführungsbeispiellen ist die Anwendung der Erfinidung in Einzelheiten beschrieben. Die Teile. in den Bcisp.ielen bedeuten Gewichtsteile. Beispiel i Eine homogene Mischung wird aufs ioo Teilen Portland'zemnen.t, 2 Teilen Bariumchromat und q.o Teilen Wasser bereitet, worauf die Eisen- oder Stahlarmierungen darin eingetaucht werden. Nach-,dem der Überzug getrocknet ist, werden die Armierungen in gewöhnlichem Beton, der aus Portlan@dzement, Sand, Kies und Wasser besteht, eingegossen. Beispiele Eisen- oder Stahl.armiierungsstäbe werden mit einer Mischung aus ioo Teilen. Wassergl.as:lösung (gewöhnliche Handelsware) und 5o Teilen Bariumchrom:at behandelt. Wenn der Überzug getrocknet ist, werden @die Stäbe in Schawmbeton eingegosisen, der aus Sch@ladcenzement, feinem Sand, Wasser und einem Schaummittel 'hergestellt wurde.
• Bei-spicl3 Eine Mischung wird aufs ioo Teilen Portlan:dzemernt, 2o Teilen Bariumchromat, 6 Teilen Kasein und 4z Teilen. Wasser bereitet, worin ,die Eisen-oder Stahlarmierungen einsgetaucht werden. Wenn der Überzug trocken ist, werden die Armierungen in Leuchtbeton eingegossen, der aus Portlandzement, gemahlenem Sand, Wasser und Aluminiumpulver berentet wurde. Nach dem Abbinden wird .dieser Leichtbeton in einem Autoklav bei, einem Ü.berdiruck von 1o kg/cm2 Beispiel q.
• Eisem- und Stahlarmieriungen werden mit einer Mischung, bestehend -aus ioo Teilen feingemahlenem quarzhaltigem Sand, 25 Teilen gelöschtem Kalk, io Teilen Bariunnchromat, 3 Teilen eines wasserlöslichen Celluloseäthers und 5o Teilen Wasser überzogen. Nachdem die Schutzschicht getrocknet isst, werden die Armierungen in Leichtbeton, besftehend aus einer Mischung von gemählenen ungelöschtem Kalk, Flugasche, Wasser und Aliuminiumpulver -und, sofern gewünscht, i % Gips in einer Form eingegossen. Nach dem Abbinden werden die armierten Betonteile in einem Autoklav mit Dannpf behandelt, der einen Überdruck von 8kg/arn2 besitzt.
• Beispiels Eisen- oder Stalhlarmierungselemente- werden mit einer Mischung aus ioo Teilen Zennent, 15 Teilen Bariumchromat Bund 35 Teilen Alkohol behandelt. Nachdem d ier Überzug getrocknet ist, werden die Armierungen in Leichtbeton, bestehend aus Zement, granulierter Hochofensch lacke und Wasser, in einer Form eingegossen, worauf -das Abbinden und das Erhärten der so hergestellten Betonkörper dadurch beschleunigt wird, daß man diese einer feuchtigkeitsgesättigten, Atmosphäre von 8o° C aussetzt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Korrosionsschutz von Eisen-und Stahlarmierungen, die in Beton, vorzugsweise Leichtbeton oder ähnlichen Massen, werden und geringe Mengen von wasserlöslichen Sulfaten enthalten, durch Aufbringen eines Überzugs aus Mineralbestandteilen auf die Armierun@gselemente, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Überzugsmasse, die Bariu@mchromat, vorzugsweise- in Mengen von wenigstens i Gewichtsprozent, ,bezogen auf de festen Bestandteile der Überzugs:masse, enthält.