DD234161A3 - Schutzschicht fuer frischbeton - Google Patents

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DD234161A3
DD234161A3 DD25223583A DD25223583A DD234161A3 DD 234161 A3 DD234161 A3 DD 234161A3 DD 25223583 A DD25223583 A DD 25223583A DD 25223583 A DD25223583 A DD 25223583A DD 234161 A3 DD234161 A3 DD 234161A3
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DD
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concrete
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polystyrene
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DD25223583A
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English (en)
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Peter Hofmann
Manfred Linge
Peter Heinrich
Siegfried Reinholz
Arthur Von Angern
Gerhard Hempel
Kurt Wilke
Adolf Eser
Monika Otte
Harald Schaefer
Original Assignee
Bitterfeld Chemie
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzschicht fuer Frischbeton, die eine Verdunstung des zum Abbinden des Betons benoetigten Wassers verhindert und das Auswaschen von Zement aus der Oberflaeche des Frischbetons bei einsetzendem Regen verhindert. Die Erfindung wird insbesondere beim Bau von Strassen, Autobahnen oder sonstigen Betonbelaegen eingesetzt. Ziel ist es, die Herstellungskosten zu senken, hochwertige polymere Werkstoffe einzusparen, die Qualitaet der Schutzschicht zu verbessern, den technisch-oekonomischen Verarbeitungsaufwand zu verringern und Unfallgefahren zu beseitigen. Die Aufgabe besteht darin, eine Schutzschicht zu entwickeln, die schnell trocknet, elastisch und wasserundurchlaessig ist, waehrend der Abbindezeit des Betons gut auf diesem haftet, nach dem Abbinden des Betons selbstaendig versproedet und ohne zusaetzlichen Aufwand leicht abgetragen wird. Als Loesung wird eine Schutzschicht vorgeschlagen, die aus einem kurzkettigen Polystyrol, einer Kombination eines chlorierten Paraffins mit einem Oligomerengemisch von Styrol und Divinylbenzol und einem aromatischen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Toluol oder Xylol, als Loesungsmittel besteht.

Description

Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft eine Schutzschicht für Frischbeton, die eine Verdunstung des zum Abbinden des Betons benötigten Wassers verhindert und das Auswaschen von Zement aus der Oberfläche des Frischbetons bei einsetzendem Regen vermeidet.
Die Erfindung wird insbesondere beim Bau von Straßen, Plätzen, Autobahnen oder sonstigen Betonbelägen eingesetzt.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist allgemein bekannt, daß Beton nur dann seine optimale Festigkeit erhält, wenn die für den Hydratationsprozeß erforderliche Wassermenge stets vorhanden ist.
Bei der Fertigung des Betons wird diese Wassermenge — auch Anmachwasser genannt — der Betonmischung zugesetzt. Um einem Wasserverlust des Betons, der durch Verdunsten an der Oberfläche entsteht, vorzubeugen, sind bereits verschiedene Methoden bekannt. So werden z.B. bestimmte Beschichtungsmittel, die Dispersionen, Emulsionen oder Lösungen darstellen und als Filmbildner Naturharze, Kunstharze, Wachse oder andere organische Polymerstoffe enthalten, auf die frische Betonschicht aufgetragen.
Aus der DD-PS 37114 ist eine Paraffinemulsion bekannt, die aus einer Mischung von Paraffin und Petroleum oder anderen Kohlenwasserstoffen unterVerwendung von WassermitEmulgatoren, wie Seifen, Alkylsulfonaten oderdgl. mit Ammoniakoder anderen Stabilisatoren besteht.
In der AT-PS 300640 ist ein Mittel zur Nachbehandlung von feuchtem, insbesondere noch nicht abgebundenem Beton beschrieben, das wie folgt zusammengesetzt ist:
— 1 bis 20 Gew.-% natürliches oder synthetisches Harz aus der Gruppe thermoplastisches Erdölharz, Cumaronharz, Kolophonium undTerpenpolymerisat
— 0,1 bis 10 Gew.-% Leinöl oder Leinölfirnis
— 0,1 bis 10 Gew.-% einen Siedepunkt von etwa 100 bis 3000C aufweisendes Lösungsmittel für das Harz aus der Gruppe Chlorkohlenwasserstoffe, alkylierte Aromaten, Terpentinöl und Tetralin
— 0,1 bis 20 Gew.-% aminhaltiges Emulgiermittel aus der Gruppe Alkylamine, Alkylenamine, Alkyldiamine, Arylamine Aminsalze von organischen und anorganischen Säuren, wobei die Amine vorzugsweise etwa 5 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten, und Talgamin und
— als Rest Wasser.
Als Austrocknungsschutz für frischen Beton kann auch eine weichmacherfreie, wäßrige Plastdispersion auf der Basis von Acrylsäureester, z. B. Polyacrylate, eingesetzt werden (DD-PS 145629).
Aus der DE-OS 3100569 ist es bekannt, die Oberfläche von Betonbelägen mit einer Lösung oder Dispersion aus filmbildenden Stoffen wie Wachsen, Natur- oder Kunstharzen und abbindeverzögernden Stoffen zu besprühen und die Oberfläche nach Abbinden des Betons abzubürsten oder durch Sand-oder Wasserstrahlen aufzurauhen.
Als filmbildende Stoffe werden Paraffinwachse, Kolophonium, Baum- oder Wurzelharze, Petroleum-, Cumaron-, Vinyl-, Alkyd- oder Acrylharz eingesetzt.
Die abbindeverzögernden Stoffe bestehen aus teilweise oder vollständig hydrolisierter Stärke, hydrierter Stärke, Saccharose oder Melasse.
Diese Emulsionen oder Dispersionen haben alle den Nachteil, daß sie, unabhängig von der Sperrwirkung, erst nach einer längeren Zeit, meist mehreren Stunden, einen stabilen Schutzfilm bilden. Kommt es bei ungünstiger Witterung vor dieser Zeit zu Niederschlagen, so wird die Ausbildung des Schutzfilms verhindert oder gestört und es kommt zu unerwünschten Zementauswaschungen.
Ein weiterer Nachteil ist die unbefriedigende Sperrwirkung dieser Mittel. Ursache hierfür sind die unterschiedlichen Phasen bei Dispersionen, die sich untereinander nicht lösen und nach der Trocknung keinen porenfreien Schutzfilm bilden. Außerdem bestehen diese Dispersionen oder Emulsionen aus zum Teil teuren organischen Stoffen, die hohe Herstellungskosten verursachen, und die aufgetragenen Schutzschichten müssen nach dem Abbinden des Betons durch aufwendige Verfahren w'3der entfernt werden.
Eine andere Lösung (DE-AS 1183850) sieht vor, daß dem Anmachwasser verschiedene organische Flüssigkeiten zugesetzt werden, um ein Verdunsten zu verhindern. Die verwendeten organischen Flüssigkeiten bestehen aus monomeren oder niederpolymeren Komponenten von Stoffen, die einige Zeit nach dem Auftrag zu harzartigen Stoffen polymerisieren oder kondensieren. Bis zur Beendigung des Polymerisations- oder Kondensationsvorganges ist der Frischbeton ungeschützt (meist mehrere Stunden) und plötzlich einsetzender Niederschlag führt zu Zementauswaschungen. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es auch schon bekannt, Beschichtungsmittel einzusetzen, die schon nach wenigen Minuten einen regenresistenten Film bilden.
So ist z. B. in der DE-PS 1136 625 eine Schutzschicht beschrieben, die aus einem Gemisch von 36 Teilen Methylisobutylketon und 36 Teilen Toluol besteht, in dem 20 Teile Polyvinylchloridmischpolymerisat aufgelöst und dazu 4 Teile Dioctylphthalat sowie 2 Tei'e Antihaftmittel und 2 Teile Paraffinöl gegeben werden. Der Nachteil dieser Schutzschicht besteht darin, daß diese nach dem Aushärten des Betons als zusammenhängender Film abgezogen werden muß, was einen großen technisch-ökonomischen Arbeitsaufwand erfordert. Nachteilig ist weiterhin die schlechte Haftung dieses Filmes auf der Betonschicht, so daß speziell bei
Fahrbahnen und Plätzen eine kurzzeitige Regenresistenz nicht gewährleistet ist.
Eine ähnliche Lösung ist aus der DD-PS 79434 bekannt. Die Schutzschicht besteht aus einer Lösung von nachchloriertem Polyvinylchlorid, chloriertem synthetischen Kautschuk und einem Ketonharz in organischen Lösungsmitteln unter Verwendung von Weichmachern. Diese Schutzschicht haftet gut auf der Betonoberfläche, jedoch muß sie nach dem Abbinden des Betons wieder entfernt werden, da ansonsten insbesondere auf Betonstraßen und Flugplätzen eine erhöhte Unfallgefahr durch unerwünschte Reduzierung der Haftreibung eintritt. Eine Entfernung dieser Schicht ist nur durch aufwendiges Abbürsten oder Ablösen möglich. Durch den hohen Anteil an polymeren Stoffen ist diese Schutzschicht sehr teuer.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Herstellungskosten zu senken, hochwertige polymere Werkstoffe einzusparen, die Qualität der Schutzschicht zu verbessern, den technisch-ökonomischen Verarbeitungsaufwand zu verringern und Unfallgefahren zu beseitigen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schutzschicht für Frischbeton zu entwickeln, die schnell trocknet, elastisch und wasserundurchlässig ist, während der Abbindezeit des Betons gut auf diesem haftet, nach dem Abbinden des Betons selbständig versprödet und ohne zusätzlichen Aufwand leicht abgetragen wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schutzschicht aus einem kurzkettigen Polystyrol, einer Kombination eines chlorierten Paraffins mit einem Oligomerengemisch von Styrol und Divinylbenzol und einem aromatischen Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Toluol oder Xylol, als Lösungsmittel besteht.
Diese neue Schutzschicht zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften aus. Bereits wenige Minuten nach ihrem Auftragen bildet sich ein regenresistenter Film, der auf dem Frischbeton sehr gut haftet.
Die Kombination eines chlorierten Paraffins mit einem Oligomerengemisch von Styrol und Divinylbenzol ergibt einen ausgezeichneten Weichmacher, der den Polystyrolfilm während der Abbindezeit ausreichend elastisch hält. Speziell die chemische Ähnlichkeit des Oligomerengemisches mit dem Polystyrol führt zu einer hohen Flexibilität des Filmes. Überraschend ist jedoch die Tatsache, daß die erfindungsgemäße Schutzschicht bereits nach mehreren Tagen versprödet. Ursache hierfür ist sicherlich eine weitere Polymerisation und Vernetzung des Oligomerengemisches zu einem Copolymerisat. In der Regel setzt die Versprödung erst nach ca. 8 Tagen ein, so daß eine ausreichende Zeit zum Abbinden des Frischbeton gewährleistet ist. Durch Witterungseinflüsse und/oder durch Befahren des mit der Schutzschicht überzogenen Beton- bzw. Straßenbelages wird die versprödete Schutzschicht leicht und schnell abgetragen. Im Vergleich zu den bekannten Lösungen können somit aufwendige Arbeitsverfahren zum Entfernen dieser Schicht entfallen. Die versprödete Schutzschicht stellt keine Beeinträchtigung der Fahrbahnverhältnisse dar, so daß die erforderliche Verkehrssicherheit gewährleistet ist.
Zur Erhöhung des Festkörperanteiles dieser Schutzschicht ist es vorteilhaft, wenn diese noch ein Ketonharz, vorzugsweise ein Cyclohexanonformaldehydharz oder ein Methylcyclohexanonformaldehydharz enthält. Unter Beibehaltung der erforderlichen Viskosität ist es mit.diesem Ketonharz möglich den Feststoffanteil auf über 30% zu erhöhen. Die relative Unverträglichkeit des Ketonharzes mit dem Polystyrol konnte durch Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels überwunden werden. Außer dem unpolaren, aromatischen Kohlenwasserstoff wird noch ein polares Lösungsmittel, z.B. ein Ester oder Keton, vorzugsweise n-Butylacetat, zugesetzt. Um den gewünschten Weichmachereffekt beizubehalten muß für das Gemisch aus Ketonharz und Polystyrol ein Mischungsverhältnis von 1:1 bis 1:3 eingehalten werden. Zur Reduzierung der Feuergefährlichkeit der erfindungsgemäßen Schutzschicht, können dieser noch bis zu 30% eines schwer bzw. nicht brennbaren halogenhaltigen aliphatischen Lösungsmittels, wie z. B. Methylenchlorid, zugegeben werden.
Durch den Einsatz eines Weißpigmentes in Verbindung mit einem Sedimentationsverhinderungsmittel besteht die Möglichkeit, die Reflexion des Sonnenlichtes zu verbessern. Zur besseren Kontrolle einer gleichmäßigen Beschichtung kann der Schutzschicht auch ein Azofarbstoff zugesetzt werden. Ein wesentlicher ökonomischer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht vor allem darin, daß als kurzkettiges Polystyrol und als Oligomerengemisch von Styrol und Divinylbenzol Abfallprodukte eingesetzt werden können. Als Polystyrol kann z. B. die bei der Herstellung von Schaumpolystyrol zwangsweise anfallende, nicht weiter verwendbare Unterkornfraktion sowie Bruchmaterial oder gebrachtes Verpackungsmaterial aus verschäumten Polystyrol, das als Sekundärrohstoff anfällt, verwendet werden.
Das Oligomerengemisch aus Styrol und Divinylbenzol fällt bei der Herstellung von Divinylbenzol aus Diäthylbenzol durch Dehydrierung und Destillation als Sumpfprodukt der Destillationsstufe an und konnte bisher keinem anderen Verwendungszweck zugeführt werden.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Beispielen erläutert werden.
Die Herstellung des Beschichtungsmittels erfolgt durch einen Lösevorgang in einem Rührgefäß bei Raumtemperatur. Den Lösungsmitteln werden Polystyrol, Harz und Weichmacher zugesetzt. Der Auftrag des Beschichtungsmittels auf die Betonoberfläche wird maschinell mit einem herkömmlichen Betonnachbehandlungsgerät durchgeführt. Die Fahrgeschwindigkeit beträgt zwischen 1 bis 2,5 m/min und die Arbeitsbreite des Schlittens, beim Einsatz von zwei Düsen, ist 1,10 m. Zur maschinellen Auftragstechnologie ist für alle Beispiele eine Auslaufdauer der Düse (nach TGL 14301/01) von 18 Sekunden erforderlich (Verwendung einer 4mm Düse).
Die Ermittlung der Sperrkoeffizienten erfolgte labormäßig unter einheitlichen Bedingungen auf einem Betonmörtel folgender Zusammensetzung:
2 Masseteile Prüfsand 1
1 Masseteil Prüfsand 2
1 Masseteil Portlandzement 4/45
0,45 Masseteile Wasser Die Prüfkörper hatten eine Abmessung von 300 x 300 x 40 mm.
Beispiel 1
Polystyrol 13 Teile
Chloriertes Paraffin 2Teile
Oligomerengemisch 2Teile
Toluol 83Teile
Gesamtsperrkoeffizient (arithmetisches Mittel aus den Sperrkoeffizienten nach dem 1., 3. und 7. Prüftag) bei einer Auftragsmenge von
150 g/m2 = 62,4% 250 g/m2 = 76,1% 350 g/m2 = 78,7%
Beispie! 2 Polystyrol 13 Teile
Chloriertes Paraffin 2 Teile
Oligomerengemisch 2 Teile
Methylenchlorid 16 Teile
Toluol 67 Teile
Gesamtsperrkoeffizient bei einer Auftragsmenge von 150 g/m2 = 64,3% 250 g/m2 = 77,3% 350 g/m2 = 84,1%
Beispiel 3 Polystyrol 15TeNe Beispiel 4 Polystyrol 15Teile
Chloriertes Paraffin 8 Teile Chloriertes Paraffin 8Teile
Oligomerengemisch 2 Teile Oligomerengemisch 2Teile
Cyclohexanonformal- Cyclohexanonformal-
dehydharz 10TeMe dehydharz lOTeile
Butylacetat 15Teile Butylacetat 15Teile
Xylol 50 Teile Xylol 50 Teile
Gesamtsperrkoeffizient bei einer Auftragsmenge von CI Solvent Red
75 g/m2 = 62,1% 17/12155(Azofarbstoff) 0,2 Teile
150 g/m2 = 70,4%
250 g/m2 = 82,3 %
Durch Zugabe eines Azofarbstoffes werden die SpeVrkoeffizienten nicht nachteilig beeinflußt. Wegen der relativ geringen Lichtbeständigkeit, kommt es nach kurzer Zeit zum Abbau des Farbstoffes, so daß eine negative Beeinflussung durch Farbveränderung der Fahrbahnoberfläche nicht gegeben ist.
Vergleichsbeispiel
Als Vergleichsbeispiel wurde ein bisher eingesetztes Beschichtungsmittel auf der Basis von nachchloriertem Polyvinylchlorid herangezogen.
Dieses hatte folgende Zusammensetzung: Nachchloriertes Poly-
vinylchlorid 35,5 Teile
Chlorkautschuk 28,8 Teile
Methylcyclohexanon-
formaldehydharz 61,8 Teile
Chlorparaffin 30,0 Teile
Titandioxid 13,2 Teile
hochdisperse Kiesel
säure 2,3 Teile
Butylacetat 155,4 Teile
Chlorbenzol 488,0 Teile
Toluol 225,0 Teile
Die erforderlichen Sperrkoeffizienten von mindestens 75% wurden erst nach einer Auftragsmenge von 400g/m2 erreicht.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:
1. Schutzschicht für Frischbeton, die aus einer Lösung von polymeren Stoffen und Weichmachern in organischen Lösungsmitteln zusammengesetzt ist, gekennzeichnet dadurch, daß diese aus 13 bis 15 Gew.-% eines kurzkettigen Polystyrols mit einem Molekulargewicht von 100000 bis 150000, einer Kombination von 2 bis 8 Gew.-% eines chlorierten Paraffins mit 2 Gew.-% eines Oligomerengemisches von Styrol und Divinylbenzol und mindestens 65 Gew.-% eines an sich bekannten Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches für Polystyrol zusammengesetzt ist.
2. Schutzschicht nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß diese 10 Gew.-% eines Ketonharzes enthält, das als Gemisch mit dem Polystyrol im Verhältnis 1:1 bis 1:3 unter Zusatz eines polaren Lösungsmittels zugegeben wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT412890B (de) * 1997-11-11 2005-08-25 Gasche Bruno Ing Verfahren zur herstellung eines estrichs

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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AT412890B (de) * 1997-11-11 2005-08-25 Gasche Bruno Ing Verfahren zur herstellung eines estrichs

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