DE10341171B4 - Verwendung eines Materials zur Beschichtung von Bauelementen in chemisch aggressiver Umgebung - Google Patents

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Abstract

Verwendung einer Mischung, enthaltend
– 3 bis 80 Ma.-% puzzolanische Materialien in Form von Metakaolin, thermisch aktiviertem Ton, Flugasche, Hochofenschlacke, Ziegelmehl,
– 3 bis 50 Ma.-% Alkalihydroxid,
– bis zu 50 Ma.-% Alkaliwasserglas sowie
– 20 bis 80 Ma.-% Phosphor- und/oder Aluminiumverbindungen als Zusatzstoffe und Wasser
als kalthärtenden anorganischen Polymerbinder zur Beschichtung von mineralischen Bauelementen.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Materials zur Beschichtung von mineralischen Bauelementen in chemisch aggressiver Umgebung, mit einem anorganischen Polymerbinder.
  • Als Beschichtung sind dabei Schichten mit einer Dicke von wenigen Mikrometern bis hin zu Stärken, die mit Verputzsystemen im Bauwesen vergleichbar sind, zu verstehen. Ihre Verwendung erfolgt sowohl zur Beschichtung von Neuteilen als auch zur Sanierung bereits im Einsatz befindlicher Bauelemente in chemisch aggressiver Umgebung. Unter Bauelementen werden geformte Teile und Baugruppen verstanden, welche sowohl an Ort und Stelle geformt als auch vorgefertigt eingesetzt werden können.
  • Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Beschichtung von Betonteilen zur Verbesserung der chemischen Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Medien, insbesondere im Kanalbau und bei Bauten zur Abwasserbehandlung. Es sind aber auch weitere Einsatzgebiete, insbesondere auch im Zusammenhang mit anderen Werkstoffkombinationen möglich.
  • Im Stand der Technik sind zur Erhöhung der Sulfatbeständigkeit an Betonneuteilen durch gezielte Werkstoffmodifikation verschiedene Verfahren beschrieben. Hierzu zählen: Maßnahmen zur Verbesserung der Dichtigkeit der Betonoberfläche durch den Einsatz höherwertiger Betone mit niedrigeren Wasser/Zementwerten, der Einsatz von Hochleistungsbetonen im Zusammenhang mit dichtigkeitsverbessernden Zuschlägen wie Microsilica und die Verwendung von Tonerdezementen.
  • Hydraulisch abbindende Beschichtungen zur Sanierung bereits korrodierter Abwasserbauwerke sind gegenwärtig in Form von kunststoffmodifizierten Mörtelmassen bekannt.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung chemisch beständiger Betonoberflächen ist das Auftragen von Anstrichen auf Epoxidharzbasis, wie in DE 100 49 654 A1 beschrieben.
  • Die hohe Gesundheitsbelastung und eine mangelnde Untergrundbeschaffenheit am Verarbeitungsort, insbesondere bei Sanierungsarbeiten korrodierter Schmutzwasserbauten beschränken die Einsatzmöglichkeiten. Lösungen auf der Grundlage von Wasserglasanstrichen und Ausbesserungsmassen auf der Basis eines Wasserglasbindemittels, auch unter Einbeziehung von Aushärtebeschleunigern, werden unter anderem in DE 27 14 889 C2 , DE 39 16 259 C2 und DE 100 44 551 A1 beschrieben. Ferner sind nach EP 0 153 097 B1 , EP 0 026 687 B1 , WO 82/00816 und WO 83/030093) Verfahren zur Herstellung und Anwendung alumosilikatischer Polymerbinder, vielfach auch als Geopolymere bezeichnet, seit Mitte der 70iger Jahre bekannt. In DE 696 04 058 T2 und DE 101 16 026 A1 sind dabei Applikationen mit gezielten mineralischen Zuschlägen und Fasern im Hinblick auf die Verbesserung unter anderem der mechanischen Eigenschaften beschrieben. Weiterhin beschreibt eine Vielzahl von Schutzrechten (beispielsweise DE 696 04 058 T2 , DE 41 07 430 C2 ) den Einsatz geschäumter Geopolymere.
  • Aus der DE 32 46 621 C2 sind Bauteilverkleidungen aus anorganischen Formmassen bekannt. Diese Bauteilverkleidungen bestehen aus festen steinartigen Formkörpern, die aus wasserhaltigen fließfähigen oder pressbaren Formmassen durch Formgebung und Härtung bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden. Für die Reaktion kommen staubförmige Oxid-Gemische mit Gehalten von amorphen SiO2 und Al2O3 oder von wasserhaltiger amorpher Kieselsäure oder von beiden festen Bestandteilen mit Alkalisilikatlösungen zum Einsatz.
  • Aus der EP 1 236 701 A1 ist eine Wasserglas enthaltende Baustoffmischung für die Herstellung von Chemikalien beständige Mörteln vorbekannt. Diese Mischung enthält über 10 Gewichtsprozent zumindest eines latent hydraulischen Bindemittels und ist mithin nicht frei von Kalziumverbindungen.
    •
  • Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Verwendung einer Mischung zur Beschichtung von Bauelementen in chemisch aggressiver Umgebung anzugeben, wobei die Mischung kostengünstig hergestellt werden kann und die Möglichkeit besteht, Verarbeitungs- und Einsatzeigenschaften gezielt zu beeinflussen.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
  • Der chemisch beständige anorganische Polymerbinder ist ein kalterhärtendes Bindemittel, frei von Kalziumverbindungen. Durch das Hinzufügen funktioneller Zusatz- und Zuschlagstoffe können sowohl die Verarbeitungs- als auch die Einsatzeigenschaften der neu applizierten Oberfläche gezielt beeinflusst werden. Als Rohmaterialien kommen ein wasserunlösliches thermisch-aktives Oxidgemisch und ein alkalischer Aktivierer zum Einsatz, welche durch Polykondensation zu einem alumosilikatischen Netzwerk verfertigen.
  • Neuartig ist die positive Wirkung reaktionsbegünstigender und korrosionshemmender Zusätze, vorzugsweise auf der Basis von Phosphor- und/oder Aluminiumverbindungen.
    •
  • Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beschichtungsmaterial für Frischbetonoberflächen: Versatz in Masseanteilen:
    Metakaolin 45,5%
    Wasserglas 12,0%
    Natriumhydroxid 14,5%
    Weitere Zusätze (Wasser, Zusatzstoffe) 28,0%, darunter
    Phosphorverbindung 4,8% sowie
    Aluminiumverbindung 20,3%
    Materialcharakteristik:
    Verarbeitungszeit: 2–4 Stunden
    Haftzugfestigkeit nach DIN 18555: 1,2 N/mm2
    Säurebeständigkeit: 1,8%

Claims (3)

  1. Verwendung einer Mischung, enthaltend – 3 bis 80 Ma.-% puzzolanische Materialien in Form von Metakaolin, thermisch aktiviertem Ton, Flugasche, Hochofenschlacke, Ziegelmehl, – 3 bis 50 Ma.-% Alkalihydroxid, – bis zu 50 Ma.-% Alkaliwasserglas sowie – 20 bis 80 Ma.-% Phosphor- und/oder Aluminiumverbindungen als Zusatzstoffe und Wasser als kalthärtenden anorganischen Polymerbinder zur Beschichtung von mineralischen Bauelementen.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuschlagsstoffe Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Baryt und anorganische Fasern eingesetzt werden.
  3. Verwendung einer Mischung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mit einem Wasser/Feststoff- Verhältnis im Bereich von 0,2 bis 0,8 und Konsistenzen von einer anstrichähnlichen Dispersion bis hin zu plastisch noch einformbar in Beschichtungsdicken von 50 μm bis zu 20 cm aufgebracht wird.
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