CH493439A - Baumaterialgemisch - Google Patents

Description

  
 



     Baumatenalgeinisch   
Es ist bereits bekannt, Thermoplaste, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat (PVA) und Polystyrol, Baustoffen zur Verbesserung ihrer Eigenschaften zuzusetzen.



   Auch wurden Duroplaste, z.B. Polyesterharze und   Hamstoff-Formaldehydharze,    zum gleichen Zweck verwendet. Die Verbesserung der Eigenschaften von Baustoffen ist im wesentlichen auf die rein mechanische Ausfüllung der Zwischenräume des Baustoffs mit Kunststoff zurückzuführen.



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei anorganisch-organischen Baustoffen wesentliche Eigenschaften zu verbessern, speziell im Hinblick auf die Festigkeitswerte.



   Die Lösung der Aufgabe besteht darin, dass das Baumaterialgemisch einen Gehalt von 0,01 bis 30 Gew.   7Q,    bezogen auf das anorganische Bindemittel an mit Sulfit,    Rongalit     oder Sulfonsäure modifiziertem Harz auf der Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei   NH2-Gruppen,    aufweist.



   Eine Herstellung dieses Baustoffs ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Lösung eines hydrophilen, mit Sulfit, Formaldehydnatriumsulfat oder Sulfonsäure modifizierten Amino-s-triazin-Harzes mit mindestens zwei   NEI2-Gruppen    mit soviel Erdalkali-haltigen anorganischen Bindemitteln umsetzt, dass pro Mol Säuregruppe mindestens 1 Mol Erdalkali zur Verfügung steht.



   Beim Baumaterialgemisch gemäss der Erfindung liegt zum Teil eine chemische Bindung zwischen anorganischen und organischen Bestandteilen vor, eine Bindung, die vermutlich die erhebliche Verbesserung der Eigenschaften erzielt.



   Auf Grund der nachfolgenden Eigenschaften, wie gute Haft-, Zug- und Druckfestigkeit, Oberflächengüte, hohe Verschleissfestigkeit, besondere Beständigkeit gegen Chemikalien usw., sind folgende   Anwendungsmöglichkei    ten für Säuregruppen enthaltende s-Triazin-Harze im Bauwesen gegeben:
Reparaturen von Betonschäden sowie Strassenbau (Beispiele 1 und 4);
Betonverflüssiger und Transportbeton (Beispiel 5);
Klebemassen für Keramik, Glas und ähnliches Material (Beispiel 6);
Putze und Anstriche auf Mauerwerk, Glas, Baustahl,   HolZund    Beton (Beispiele 6 und 9);
Bauplatten und Bodenbeläge (Beispiele 7 und 8);
Betonsteinindustrie (Beispiele 2 und 3);
Abdichtung und Verfestigung geologischer Formationen, Verhinderung der Bildung von Arbeitsfugen, Injektionsmörtel (Beispiel 10).



   Beispiele
Herstellung der Harzlösungen:
A. 567 Gew.-Tl. 37%iges Formalin werden mit Natronlauge auf pH 4,5 gebracht und anschliessend 294   Gew.-T1.    Melamin zugesetzt. Danach wird auf 750C erwärmt, bis sich eine klare Lösung bildet. Die Lösung kühlt man auf 450C ab und setzt   222Gew.-T1.   



     Na2S205    zu. Anschliessend werden 332 Vol.-Tl.



  Wasser zugegeben, mit Natronlauge wird ein pH-Wert von 10,5 eingestellt und die Lösung 2 Std. auf 800C erwärmt. Nach Abkühlung auf   50 C    versetzt man die Lösung mit einem Gemisch aus   2116Vol.-T1.    Wasser und   70 Gew. -Tl.    konzentrierter Schwefelsäure. Hierauf wird das Reaktionsgemisch 5 Std. bei   50 C    erwärmt und dann mit Natronlauge auf pH 8,7 eingestellt.



   Man erhält eine in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung mit einer Viskosität von 37 cP bei 250C und mit einem Feststoffgehalt von ca. 20%.



   B. 567   Gew.-Tl.    37%iges Formalin werden mit Natronlauge auf pH 4,5 gebracht und anschliessend mit   294 Gew.-Tl.    Melamin versetzt. Dann wird auf 750C erwärmt, bis sich eine klare Lösung bildet, auf 450C gekühlt und danach werden   222 Gew.-TI.      Na2 SO5    zugesetzt. Anschliessend werden   332 Vol.-Tl.    Wasser zugegeben, mit Natronlauge wird ein pH-Wert von 9,0 eingestellt. Man erwärmt die Lösung 2 Std. auf 800C.



  Nach Verdünnung mit   2000Vol.-Tl    Wasser wird abgekühlt. Die Viskosität der Lösung beträgt bei 250C 26,2 cP, der Feststoffgehalt ca. 20%.



   C. 20   Gew.-T1.    Hexamethylolmelamin werden mite 234 Vol.-Tl. Wasser und 6 Gew.-Tl.    Rongalit     3 Stdn.  



  bei 900C erhitzt. Es wird eine klare Lösung mit einer Viskosität von 1,3 cP bei 200C erhalten; Feststoffgehalt ca. 10%.



   Analoge Harztypen erhält man, wenn Rongalit durch andere schwefelhaltige Verbindung ersetzt wird, wie z.B.



  Dithionit, Sulfit, Bisulfit und Pyrosulfit. Die notwendige Erhitzungsdauer kann nach DBP   952495    durch Zusatz von Formamidinsulfinsäure vermindert werden.



   D. Acetoguanaminsulfonsäure wird mit 30%igem Formalin im Molverhältnis 1: 4,0 gemischt, auf 700C erwärmt, mit Natronlauge ein pH-Wert von 4,0 eingestellt und anschliessend 2 Std. auf 900C   erwärmt.    Die erhaltene, in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung besitzt eine Viskosität von 346 cP bei 200C und einen Feststoffgehalt von ca. 50%.



   E. Benzoguanaminsulfonsäure wird mit 30%igem Formalin im Molverhältnis 1: 4,0 gemischt, auf 700C erwärmt, mit Natronlauge ein pH von 4,0 eingestellt und hernach 2 Std. auf 900C erwärmt. Die in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung weist bei 200C eine Viskosität von 2330 cP auf und einen Feststoffgehalt von ca.   5040.   



   1. Sulfitmodifizierte Melaminharzlösung, hergestellt nach A, welche 2 Gew.-% Harz, bezogen auf vorhandenen Zement, enthält, wird einem Beton zugesetzt. Nach 28 Tagen misst man die Haftfestigkeit von Neubeton auf Altbeton. Sie ist um 240% höher als jene ohne Harzzusatz. Um dieselbe Erhöhung der Haftfestigkeit mit einer handelsüblichen PVA-Emulsion zu erreichen, müssen 6% PVA in Form einer Emulsion zugesetzt werden.



   Beim Beton, dem das Melaminharz zugesetzt wird, erhöht sich die Druckfestigkeit gegenüber Beton ohne Zusatz um 40%, während bei einem Zusatz von 4,5% PVA in Emulsion die Druckfestigkeit um 10% abnimmt.



   2. Dieselbe Harzlösung wie nach A, jedoch mit einem Gehalt von 4% Harz, bezogen auf Zement, wird einem Beton zugesetzt und nach 28 Tagen Zugfestigkeit und Druckfestigkeit bestimmt. Die Zugfestigkeit ist um 110% und die Druckfestigkeit um 65% höher als bei einem Beton ohne Harzzusatz. Bei Verwendung von handelsüblicher PVA-Emulsion wird bei einem Zusatz von 4,5% PVA in Form einer Emulsion die Zugfestigkeit um 40% und die Druckfestigkeit um 30% erhöht.



   3. Dieselbe Harzlösung wie nach A fügt man einem Beton zu. Nach 24-stündigem Lagern an der Luft wird der Probekörper in fliessendes Wasser gelegt und nach 28 Tagen - vom Herstellungstag an gerechnet - die Zugfestigkeit bestimmt. Gegenüber Beton ohne Zusatz erhöht sich die Zugfestigkeit um 45%, während sie bei einem Beton mit einem Zusatz von 4,5% handelsüblichem PVA in Form einer Emulsion um 10% abnimmt.



   4. Rongalitmodifizierte Melaminharzlösung, hergestellt nach C, welche   2 Gew.-%    Harz, bezogen auf Zement, enthält, wird einem Frischbeton zugesetzt und nach 28 Tagen die Haftfestigkeit von Neubeton auf Altbeton gemessen. Die Haftfestigkeit ist gegenüber Nullbeton um 90% höher. Auch die Druckfestigkeit nimmt gegenüber Nullbeton um 20% zu. Bei einer Zugabe von   2 Gew.-%    PVA, bezogen auf Zement, in Form einer handelsüblichen PVA-Emulsion, wird die Haftfestigkeit gegenüber Nullbeton nur um ca.   40 ,lo    erhöht.



   5. Die Harzlösungen werden auf ihre Wirkung als Betonverflüssiger geprüft. Ein Zusatz einer Harzlösung, hergestellt nach A, welche nach Zementzusatz 0,01 Gew. % Harz, bezogen auf Zement, enthält, zeigt einen deutlichen   Verflüssigungseffekt.    Die nach B, D und E hergestellten Harzlösungen erweisen sich ebenfalls als gute Betonverflüssiger. Die nach   C    hergestellte Lösung zeigt keine Wirkung als Betonverflüssiger.



   Die nach E hergestellte Lösung wird bei ca. 300C getrocknet. Das getrocknete Produkt ist vollständig wasserlöslich. Die aus dem getrockneten Produkt hergestellte wässrige Lösung wirkt ebenfalls als guter   Beonverflüssi-    ger.



   6. Zu einem Kalkhydratmörtel werden Harzlösungen, hergestellt nach A, mit Harzgehalten von 8,0%, 16,0% und   22,0,    bezogen auf Kalkhydrat, zugesetzt. Der Mörtel haftet im Gegensatz zu Mörtel ohne Harzzusatz gut auf Glas, Baustahl und Holz. Die Haftung des Mörtels mit 16% Harz ist etwa doppelt so fest, wie die des Mörtels mit 8% Harz. Der Mörtel mit 22% Harz haftet um ca. 50% fester als der Mörtel mit 16% Harz.



   7. Bei einem Zusatz der nach A hergestellten Harzlösung zum Anmachwasser von Gips wird die Wassermenge, die nötig ist, um einen giessfähigen Gipsbrei zu erhalten, erniedrigt und die Abbindezeit des Gipses erhöht. Es wurden Probekörper aus Gips mit und ohne Harzzusatz angefertigt. Die zugesetzte Harzmenge, hergestellt nach A, betrug auf Gips bezogen 1,7%. Nach Trocknen der Probekörper bei 400C wurde die Brinellhärte bestimmt. Bei den Probekörpern mit Harzzusatz war die   Brinellhärte    um 46% höher als bei den Probekörpern ohne Harzzusatz.



   8. Es wurde Steinholz aus   1 Gew.-Tl.    gebranntem Magnesit, 1   Gew.-T1.    Holzmehl und 3,6   Gew.-T1.    Magnesiumchloridlösung hergestellt. Einem Teil der Probekörper wurde sulfitmodifiziertes Melaminharz, hergestellt nach A, in einer Menge von 8%, bezogen auf Magnesit, zugesetzt und nach 11 Tagen die Brinellhärte bestimmt.



  Bei den Probekörpern mit Harzzusatz war die Brinellhärte um 22% höher als bei den   Probekörpem    ohne Harzzusatz.



   9. Harzherstellung wie A: Nach Zugabe der Schwefelsäure wird statt 5 Std. 21 Std. bei   50 C    erwärmt, wodurch man eine auch in jedem Verhältnis mit Wasser mischbare Lösung mit einer Viskosität von 170 cP bei 200C und ebenfalls einem Feststoffgehalt von ca. 20% erhält.

 

   In 10 kg Harzlösung werden 20 kg Kalkhydrat eingerührt. Man erhält ein thixotropes, nicht absetzendes Anstrichmittel, das mit der Bürste noch gut verstreichbar ist. Auf noch feuchtem Beton aufgebrachte Anstriche sind wisch- und wasserfest.



   10. Injektionsmörtel wird benötigt z.B. zum Auspressen von   Spannkanälen    und zur Verfestigung poröser geologischer Formationen. Gefordert werden u.a. leichte Pumpbarkeit und bei der Verfestigung von porösem Gestein auch eine Verminderung des Wasserverlustes.



  Leichtere Pumpbarkeit wird mit Betonverflüssigern erreicht (siehe 5. Beispiel).



   Der Wasserverlust wurde bei 7 atü bestimmt. Verwendet wurde Portlandzement 275 bei einem Wasser Zement-Faktor von 0,50.



   Der Wasserverlust betrug in 5 Minuten ohne Zusatz 450 ml, bei einem Zusatz von 1,0% bzw. 5,0% Festharz, hergestellt nach A (bezogen auf Zement), 50 bzw. 5 ml. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Baumaterialgemisch, enthaltend Harz und anorganisches Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass es 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf anorganisches Bindemittel, Harz auf Basis eines Amino-s-triazins mit mindestens zwei NH2-Gruppen, welches mit Sulfit, Sulfonsäure oder Formaldehydnatriumsulfoxylat modifiziert ist, enthält.

   II. Verfahren zur Herstellung des Baumaterialgemi sches nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Lösung eines hydrophilen mit Sulfit, Formaldehydnatriumsulfoxylat oder Sulfonsäure modifizierten Amino-s-triazin-Harzes mit mindestens zwei NH2-Gruppen mit soviel Erdalkali-haltigen anorgam- schen Bindemitteln umsetzt, dass pro Mol Säuregruppe mindestens 1 Mol Erdalkali zur Verfügung steht.

   UNTERANSPRUCH Baumaterial nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Füllstoffen.