DE102009045112A1 - Mixture for cementitious materials with easy-to-clean properties - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch abbindende Mischung, die - 6 bis 25 Gewichtsteile Zement, - 50 bis 90 Gewichtsteile mindestens eines Zuschlags, - 0,01 bis 3 Gewichtsteile mindestens eines silan- bzw. siloxanbasierten Hydrophobierungsmittels, - 0,01 bis 3 Gewichtsteile mindestens eines silikatischen Zusatzstoffs, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 nm bis 20 µm und eine innere Oberfläche (BET) von 20 bis 800 m/g aufweist, und - optional als weitere Komponenten mindestens 1 bis 20 Gewichtsteile Wasser, 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile Verflüssiger sowie 0,01 bis 1 Gewichtsteile mindestens eines weiteren Hilfsmittels enthält sowie daraus hergestellte Baumaterialien, Bauteile, Betonwaren oder Formkörper. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen, hydraulisch abbindenden Mischung zur Herstellung von Baumaterialien, Bauteilen, Betonwaren oder Formkörper, beispielsweise als Vorsatzbeton, wobei die Oberfläche entsprechender Körper auch bei Abrieb eine nur geringere Verschmutzungsneigung ("easy-to-clean"-Eigenschaft) aufweist.The present invention relates to a hydraulically setting mixture, the - 6 to 25 parts by weight of cement, - 50 to 90 parts by weight of at least one aggregate, - 0.01 to 3 parts by weight of at least one silane or siloxane-based hydrophobicizing agent, - 0.01 to 3 parts by weight at least a silicate additive which has an average particle size of 1 nm to 20 µm and an inner surface area (BET) of 20 to 800 m / g, and - optionally as further components, at least 1 to 20 parts by weight of water, 0.05 to 0.5 Parts by weight of the liquefier and 0.01 to 1 part by weight of at least one further auxiliary agent and building materials, components, concrete products or moldings produced therefrom. Furthermore, the invention relates to the use of a hydraulically setting mixture according to the invention for the production of building materials, components, concrete products or molded articles, for example as facing concrete, the surface of corresponding articles having only a low tendency to become contaminated ("easy-to-clean" property) even when worn. having.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine spezielle hydraulisch abbindende Mischung, wobei eine daraus hergestellte abgebundene bzw. erhärtete Werkstoffoberfläche Schmutz abweisende Eigenschaften aufweist.The present invention relates to a special hydraulically setting mixture, wherein a hardened or hardened material surface produced therefrom has dirt-repellent properties.
Hydraulisch abbindende Materialien, beispielsweise zementgebundene Werkstoffe, werden im modernen Bauwesen an zahlreichen relevanten Stellen verwendet, so zum Beispiel für die Anwendung Betonpflastersteine für Einfahrten, Gehwege oder Terrassen. Besonders im Außenbereich stellen die Verschmutzung der Oberflächen solcher Betonpflastersteine durch verschiedenste Materialien, wie zum Beispiel Verkehrs- und Industrieabgase, insbesondere Ruße, Blütenpollen, Grasflecken, Öle, insbesondere Motoröle, Getränke- und Speiserückstände, insbesondere Cola, Kaffee, Rotwein oder Ketchup, sowie durch das Wachstum von Mikroorganismen, wie Algen oder Pilzen, ein aus ästhetischer Sicht großes Problem dar. Die Ausstattung hydraulisch abgebundener Werkstoffe in solchen Anwendungen mit Schmutz abweisenden Eigenschaften (im Folgenden auch „easy-to-clean” oder ETC genannt) ist daher wünschenswert.Hydraulically setting materials, such as cementitious materials, are used in modern construction in many relevant places, such as for the application of concrete paving stones for driveways, sidewalks or terraces. Especially in the outdoors, the pollution of the surfaces of such concrete paving stones by a variety of materials, such as traffic and industrial emissions, especially carbon blacks, pollen, grass stains, oils, especially engine oils, beverage and food residues, especially cola, coffee, red wine or ketchup, and by the growth of microorganisms, such as algae or fungi, from a aesthetic point of view is a major problem. The equipment of hydraulically set materials in such applications with dirt-repellent properties (hereinafter also "easy-to-clean" or ETC called) is therefore desirable.
Unter Schmutz abweisenden Eigenschaften ist die Eigenschaft der Oberfläche zu verstehen, das Eindringen von sowohl wässrigen als auch öligen Substanzen in den Werkstoff zu verhindern und das Entfernen dieser Substanzen von der Oberfläche zu erleichtern.By dirt-repellent properties is meant the property of the surface to prevent the penetration of both aqueous and oily substances into the material and to facilitate the removal of these substances from the surface.
Es ist bekannt, „easy-to-clean”-Eigenschaften durch eine Nachbehandlung fertiger, ausgehärteter Oberflächen mit verschiedenen Materialien zu erzeugen. So lehrt u. a.
Es ist weiterhin bekannt, hydraulisch erhärtende Materialien, insbesondere zementgebundene Werkstoffe, durch den Zusatz von Massenmodifizierungsmittel zu verbessern. So lehrt die
Aus
Aus
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Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine weitere hydraulisch abbindende Mischung, insbesondere zementgebundene Mischung zur Verfügung zu stellen, wobei die Oberfläche eines daraus hergestellten Werkstoffs nach dem Abbinden bzw. Erhärten ausreichend gute Schmutz abweisende Eigenschaften aufweist und diese möglichst dauerhaft sind.It is an object of the present invention to provide a further hydraulically setting mixture, in particular a cement-bound mixture, wherein the surface of a material produced therefrom after setting or hardening has sufficiently good dirt-repellent properties and these are as long-lasting as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.This object is achieved according to the features of the claims.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass durch die Zugabe von mindestens einem silan- und/oder siloxanbasierten Hydrophobierungsmittel zusammen mit mindestens einem silikatischen Zusatzstoff, insbesondere einer wohl definierten pyrogenen oder gefällten Kieselsäure, zu einer hydraulisch abbindenden Mischung, insbesondere einer ansonsten gängigen Betonmischung, dauerhafte ETC-Eigenschaften eines daraus hergestellten, hydraulisch abgebundenen sowie erhärteten Werkstoffs erzielt werden können.Surprisingly, it has now been found that by adding at least one silane-based and / or siloxane-based hydrophobing agent together with at least one silicatic additive, in particular a well-defined fumed or precipitated silica, to a hydraulically setting mixture, in particular an otherwise conventional concrete mixture, permanent ETC- Characteristics of a produced therefrom, hydraulically set and hardened material can be achieved.
Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, dass es vorteilhaft sein kann, den besagten silikatischen Zusatzstoff, insbesondere wenn es sich um gefällte Kieselsäuren handelt, zusammen mit den weiteren Feststoffen der erfindungsgemäßen Mischung, wie Zement und Zuschläge, in einem geeigneten Mischaggregaten vorzumischen. Furthermore, it has surprisingly been found that it may be advantageous to premix said silicate additive, especially if it is precipitated silica, together with the other solids of the mixture according to the invention, such as cement and aggregates in a suitable mixing units.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine hydraulisch abbindende Mischung, die
- – 6–25 Gewichtsteile Zement,
- – 50–90 Gewichtsteile mindestens eines Zuschlags,
- – 0,01–3 Gewichtsteile mindestens eines silan- bzw. siloxanbasierten Hydrophobierungsmittels,
- – 0,01–3 Gewichtsteile mindestens eines silikatischen Zusatzstoffs, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 1 nm bis 20 μm und eine inneren Oberfläche (BET) von 20 bis 800 m2/g aufweist,
- 6-25 parts by weight of cement,
- - 50-90 parts by weight of at least one additional charge,
- 0.01-3 parts by weight of at least one silane-based or siloxane-based hydrophobing agent,
- 0.01-3 parts by weight of at least one siliceous additive having an average particle size of 1 nm to 20 μm and an inner surface area (BET) of 20 to 800 m 2 / g,
Darüber hinaus kann eine erfindungsgemäße hydraulisch abbindende Mischung vorteilhaft als weitere Komponenten mindestens
- – 1–20 Gewichtsteile Wasser, und
- – gegebenenfalls 0,05–0,5 Gewichtsteile Verflüssiger, vorzugsweise ausgewählt aus der Reihe der Polycarboxylatether (PCEs), Polymethylmethacrylate sowie der Ligninsulfonate oder Naphthalin-Formaldehyd-Sulfonate, und
- – gegebenenfalls 0,01–1 Gewichtsteile mindestens eines weiteren Hilfsmittels, vorzugsweise ausgewählt aus der Reihe der Dispergierhilfsmittel und Netzhilfsmittel, wie beispielsweise Siliconate oder Alkylphosphonate, Entschäumer, wie beispielsweise Trialkylphosphate, Luftporenbildner, wie verseifte Harzsäuren, Verzögerer sowie Beschleuniger, wie beispielsweise Formiate, und/oder Wasserreduzierer
- - 1-20 parts by weight of water, and
- Optionally 0.05-0.5 parts by weight of plasticizer, preferably selected from the group of polycarboxylate ethers (PCEs), polymethyl methacrylates and lignosulfonates or naphthalene-formaldehyde sulfonates, and
- Optionally 0.01-1 parts by weight of at least one further adjuvant, preferably selected from the group of dispersing aids and wetting aids, such as siliconates or alkyl phosphonates, defoamers, such as trialkyl phosphates, air entraining agents, such as saponified resin acids, retarders and accelerators, such as formates, and / or water reducer
Bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, insbesondere zementgebundene Mischungen, die
- – 7–24, insbesondere 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, bzw. 23 Gewichtsteile Zement,
- – 55–85, insbesondere 60, 65, 70, 75 bzw. 80 Gewichtsteile mindestens eines Zuschlags,
- – 0,05–2,5, insbesondere 0,5, 1, 1,5 bzw. 2 Gewichtsteile mindestens eines silan- bzw. siloxanbasierten Hydrophobierungsmittels,
- – 0,05–2,5, insbesondere 0,5, 1, 1,5 bzw. 2 Gewichtsteile mindestens eines silikatischen Zusatzstoffs, der eine durchschnittliche Partikelgröße von 2 nm bis 20 um, insbesondere 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250 bzw. 270 nm sowie 0,3, 0,5, 0,75, 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 10, 12, 15, 18, 19 und 20 μm, und eine inneren Oberfläche (BET) von 20 bis 800 m2/g, insbesondere 40, 60, 80, 100, 120, 150, 175, 180, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600 bzw. 700 m2/g, aufweist, und als weitere Komponenten optional mindestens
- – 2–10, insbesondere 3, 4, 5, 6, 7, 8 bzw. 9 Gewichtsteile Wasser, und
- – gegebenenfalls 0,05 bis 0,5, insbesondere 0,1, 0,2, 0,3 bzw. 0,4 Gewichtsteile Verflüssiger, vorzugsweise ausgewählt aus der Reihe der Polycarboxylatether (PCEs), Polymethylmethacrylate sowie der Ligninsulfonate oder Naphthalin-Formaldehyd-Sulfonate
- – gegebenenfalls 0,05–0,9, insbesondere 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 bzw. 0,8 Gewichtsteile mindestens eines weiteren Hilfsmittels, vorzugsweise ausgewählt aus der Reihe der Dispergierhilfsmittel und Netzhilfsmittel, wie beispielsweise Siliconate oder Alkylphosphonate, Entschäumer, wie beispielsweise Trialkylphosphate, Luftporenbildner wie verseifte Harzsäuren, Verzögerer sowie Beschleuniger, wie beispielsweise Formiate, und/oder Wasserreduzierer
- 7-24, in particular 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 or 23 parts by weight of cement,
- - 55-85, in particular 60, 65, 70, 75 or 80 parts by weight of at least one aggregate,
- 0.05-2.5, in particular 0.5, 1, 1.5 or 2 parts by weight of at least one silane-based or siloxane-based hydrophobizing agent,
- 0.05-2.5, in particular 0.5, 1, 1.5 or 2 parts by weight of at least one siliceous additive having an average particle size of 2 nm to 20 μm, in particular 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 130, 150, 170, 190, 210, 230, 250 and 270 nm and 0.3, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 10, 12, 15, 18, 19 and 20 μm, and an inner surface (BET) of 20 to 800 m 2 / g, in particular 40, 60, 80, 100, 120, 150, 175, 180, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600 and 700 m 2 / g, and optionally as further components at least
- - 2-10, in particular 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 parts by weight of water, and
- Optionally 0.05 to 0.5, in particular 0.1, 0.2, 0.3 or 0.4 parts by weight of plasticizer, preferably selected from the series of polycarboxylate ethers (PCEs), polymethyl methacrylates and lignosulfonates or naphthalene-formaldehyde sulfonates
- Optionally 0.05-0.9, in particular 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 or 0.8 parts by weight of at least one further auxiliary, preferably selected from the group of dispersing aids and wetting aids, such as, for example, siliconates or alkylphosphonates, defoamers, such as, for example, trialkyl phosphates, air-entraining agents, such as saponified resin acids, retarders and accelerators, such as, for example, formates, and / or water reducers
An Zementen können in einer erfindungsgemäßen Mischung alle üblichen Portland-Zemente und Portland-Kompositzemente sowie Hochofenzemente eingesetzt werden bzw. enthalten sein. So ist bei einer erfindungsgemäßen Mischung der Zement vorzugsweise – aber nicht ausschließlich – aus der Reihe der Portlandzemente, der Portland-Kompositzemente sowie der Hochofenzemente ausgewählt.Cements in a mixture according to the invention, all customary Portland cements and Portland composite cements and blast furnace cements can be used or contained. Thus, in a blend according to the invention, the cement is preferably, but not exclusively, selected from the Portland Cement range, Portland composite cements and blast furnace cements.
So genannte Zuschläge in einer erfindungsgemäßen Mischung können beispielsweise Aggregate, wie Sande, Kiese oder Splitt, sein. Dabei können Sande beispielsweise Quarzsande, Flusssande und/oder Flugaschen sein. So kann eine erfindungsgemäße Mischung vorteilhaft Zuschläge enthalten, die vorzugsweise aus der Reihe der Sande, Kiese sowie Splitt ausgewählt sind, bevorzugt solche Zuschläge mit einem Größtkorn von 8 bis 63 mm, besonders bevorzugt solche mit 8 mm, 16 mm, 32 mm oder 63 mm, insbesondere Zuschläge mit einem Größtkorn von 32 mm, gemäß den Vorgaben der
Ferner basieren erfindungsgemäße Mischungen bevorzugt auf mindestens einem silan- bzw. siloxanbasierten Hydrophobierungsmittel ausgewählt aus der Reihe wässriger silan- und/oder siloxanbasierter Zusammensetzungen, silan- und/oder siloxanbasierter Emulsionen, wobei die silan- und/oder siloxanbasierte Zusammensetzung oder Emulsion vorzugsweise einen Wirkstoffgehalt an Silan und/oder Siloxan von 2,5 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung bzw. Emulsion, aufweist.Furthermore, mixtures according to the invention are preferably based on at least one silane-based or siloxane-based hydrophobizing agent selected from the series of aqueous silane- and / or siloxane-based compositions, silane and / or siloxane-based emulsions, wherein the silane and / or siloxane-based composition or emulsion preferably has an active ingredient content Silane and / or siloxane of 2.5 to 90 wt .-%, based on the composition or emulsion.
Hydrophobierungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung können alkylsubstituierte Silane der allgemeinen Formel I sein in der R1 lineare oder verzweigte C1-C18-Alkyl ist, Gruppen R2 gleich oder verschieden sind und R2 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, ist. Bevorzugte Beispiele sind solche mit Resten:
R1 = CH3-, C2H5-, C3H7-, C4H9-, i-C4H9-, C6H13-, i-C6H13, C8H16-, i-C8H16- und
R2 = H, Methyl- oder Ethyl-.Water repellents in the context of the present invention may be alkyl-substituted silanes of the general formula I. in which R 1 is linear or branched C 1 -C 18 -alkyl, groups R 2 are identical or different and R 2 is a hydrogen atom or an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms, preferably having 1 or 2 carbon atoms. Preferred examples are those with radicals:
R 1 = CH 3 -, C 2 H 5 -, C 3 H 7 -, C 4 H 9 -, iC 4 H 9 -, C 6 H 13 -, iC 6 H 13 , C 8 H 16 -, iC 8 H 16 - and
R 2 = H, methyl or ethyl.
Hydrophobierungsmittel im Sinne der Erfindung können darüber hinaus oligomere Siloxane der allgemeinen Formel II sein in der Gruppen R1 und R3 unabhängig voneinander C1-C18-Alkyl sind, welche ein oder mehrere Heteroatome wie N, O, F, Cl, P oder S enthalten können, Gruppen R2 gleich oder verschieden sind und R2 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, ist und n + m den Oligomerisierungsgrad als mit 2 bis 50, bevorzugt 2 bis 30, bestimmt, ausgewählt werden. Es handelt sich hierbei vorteilhaft um Oligomerengemische mit einem mittleren Oligomerisierungsgrad von 2 bis 50, vorzugsweise von 2 bis 30, wobei die mittlere Molmasse bevorzugt 300 bis 10000 g/Mol beträgt. Die Silanoligomeren der allgemeinen Formel II können dabei als lineare, cyclische und/oder verzweigte Einheiten vorliegen. Die Bestimmung der Molmasse kann beispielsweise mittels GPC nach dem Fachmann vertrauten Verfahren ermittelt werden.In addition, hydrophobicizing agents according to the invention may be oligomeric siloxanes of the general formula II in the groups R 1 and R 3 are independently C 1 -C 18 alkyl, which may contain one or more heteroatoms such as N, O, F, Cl, P or S, groups R 2 are the same or different and R 2 a Is hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 or 2 carbon atoms, and n + m is the degree of oligomerization as being 2 to 50, preferably 2 to 30, determined. These are advantageously oligomer mixtures having a mean degree of oligomerization of from 2 to 50, preferably from 2 to 30, the average molecular weight preferably being from 300 to 10 000 g / mol. The silanoligomers of the general formula II can be present as linear, cyclic and / or branched units. The determination of the molar mass can be determined, for example, by means of GPC by methods familiar to the person skilled in the art.
Bevorzugte Beispiele von Silanoligomeren sind solche mit Resten:
R1 = CH3-, C2H5-, C3H7-, C4H9-, i-C4H9-, C6H13-, i-C6H13, C8H16-, i-C8H16- und
R2 = H, Methyl- oder Ethyl-
R3 = CH3-, C2H5-, C3H7-, C4H9-, i-C4H9-, C6H13-, i-C6H13, C8H16-, i-C8H16-, NH2-C3H6-, NH2-C2H4-NH-C3H6-, NH2-C2H4-NH-C2H4-NH-C3H6, Preferred examples of silanoligomers are those having radicals:
R 1 = CH 3 -, C 2 H 5 -, C 3 H 7 -, C 4 H 9 -, iC 4 H 9 -, C 6 H 13 -, iC 6 H 13 , C 8 H 16 -, iC 8 H 16 - and
R 2 = H, methyl or ethyl
R 3 = CH 3 -, C 2 H 5 -, C 3 H 7 -, C 4 H 9 -, iC 4 H 9 -, C 6 H 13 -, iC 6 H 13 , C 8 H 16 -, iC 8 H 16 -, NH 2 -C 3 H 6 -, NH 2 -C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 -, NH 2 -C 2 H 4 -NH-C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 .
Darüber hinaus können Mischungen aus besagten Hydrophobierungsmitteln der allgemeinen Formeln I und II erfindungsgemäß eingesetzt bzw. verwendet werden. Dabei kann jeder der hydrophobierenden Wirkstoffe I und II unabhängig voneinander zwischen 0% und 100% der Gesamtmenge an hydrophobierendem Wirkstoff (Anteil am gesamten Hydrophobierungsmittel) ausmachen.In addition, mixtures of said hydrophobing agents of the general formulas I and II can be used or used according to the invention. In this case, each of the hydrophobizing agents I and II independently account for between 0% and 100% of the total amount of hydrophobizing agent (proportion of total hydrophobing agent).
Geeignete silan- bzw. siloxanbasierte Hydrophobierungsmittel sowie deren Herstellung kann man beispielsweise – aber nicht ausschließlich –
Eine erfindungsgemäße Mischung kann man in der Regel in einfacher und wirtschaftlicher Weise durch das Zusammengeben und Mischen der anspruchsgemäßen Komponenten herstellen.As a rule, a mixture according to the invention can be prepared in a simple and economical manner by combining and mixing the claimed components.
So kann man im Allgemeinen durch Mischen der Komponenten gemäß dem vorliegenden Hauptanspruch zunächst eine hydraulische abbindende Mischung bereitstellen. Dieser kann man, wenn man sie dann bei Applikation mit einer anspruchsgemäßen Menge an Wasser zusammengibt, gegebenenfalls unter guter Durchmischung mit bzw. in dem Fachmann an sich bekannten Geräten bzw. Behältern, weitere Komponenten, die bereits oben aufgezählt sind, zusetzen und die so erhaltene Mischung bzw. eine so hergestellte Masse in eine gewünschte Form bringen und hydraulisch abbinden bzw. erhärten lassen. Thus, in general, by mixing the components according to the present main claim, one can first provide a hydraulic setting mixture. This can, if one then together when applied with a claimed amount of water, optionally with good mixing with or in the skilled person known devices or containers, other components that are listed above, enforce and the thus obtained Bring the mixture or a mass produced in this way to a desired shape and allow it to set hydraulically or harden.
Vorteilhaft können die besagten silan-/siloxanhaltigen Hydrophobierungsmittel in Form einer wässrigen Zubereitung verwendet werden. Dadurch kann die Einarbeitbarkeit in die wässrigen, zementhaltigen Mischungen zusätzlich vereinfacht werden. Solche wässrigen Zubereitungen können insbesondere wässrige Emulsionen sein, die einen Gehalt an Hydrophobierungsmittel der Formel I und/oder II von insgesamt 2,5 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 70 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 10 Gew.-% bis 60 Gew.-% (jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Emulsion) enthalten.Advantageously, the said silane / siloxane-containing hydrophobizing agents can be used in the form of an aqueous preparation. As a result, the incorporation into the aqueous, cement-containing mixtures can be additionally simplified. Such aqueous preparations may, in particular, be aqueous emulsions which have a content of hydrophobizing agent of the formula I and / or II of in total 2.5% by weight to 90% by weight, preferably 5% by weight to 80% by weight, particularly preferably from 5% by weight to 70% by weight, very particularly preferably from 10% by weight to 60% by weight (in each case based on the total mass of the aqueous emulsion).
Sofern erfindungsgemäß eingesetzte Hydrophobierungsmittel in Form einer wässrigen Emulsion vorliegen, kann diese mindestens einen Emulgator enthalten, der vorteilhaft aus der Reihe der Alkylsulfate mit C8-C18-Alkyl, Alkyl- und Alkarylethersulfate mit C8-C18-Alkyl im hydrophoben Rest und mit 1 bis 40 Ethylenoxid(EO)- bzw. Propylenoxid(PO)-Einheiten, Alkylsulfonate mit C8-C18-Alkyl, Alkarylsulfonate mit C8-C18-Alkyl, ist und Halbester der Sulfobernsteinsäure mit einwertigen Alkoholen oder Alkylphenolen mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, Alkali- und Ammoniumsalze von Carbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylrest, Alkyl- und Alkarylphosphate mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im organischen Rest, Alkylether- bzw. Alkaryletherphosphate mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkyl- bzw. Alkarylrest und 1 bis 40 EO-Einheiten, Alkylpolyglykolether und Alkarylpolyglykolether mit 8 bis 40 EO-Einheiten und C8-C20-Kohlenstoffatomen in den Alkyl- oder Arylresten, Ethylenoxid/Propylenoxid(EO/PO)-Blockcopolymer mit 8 bis 40 EO- bzw. PO-Einheiten, Additionsprodukte von Alkylaminen mit C8-C22-Alkylresten mit Ethylenoxid oder Propylenoxid, Alkylpolyglykoside mit linearen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten C8-C24-Alkylresten und Oligoglykosidresten mit 1 bis 10 Hexose- oder Pentoseeinheiten, siliciumfunktionelle Tenside oder Mischungen dieser Emulgatoren ausgewählt ist.If water repellents used according to the invention are present in the form of an aqueous emulsion, they may contain at least one emulsifier which advantageously comprises a series of alkyl sulfates with C 8 -C 18 -alkyl, alkyl and alkaryl ether sulfates with C 8 -C 18 -alkyl in the hydrophobic radical and with 1 to 40 ethylene oxide (EO) or propylene oxide (PO) units, alkyl sulfonates with C 8 -C 18 alkyl, alkaryl sulfonates with C 8 -C 18 alkyl, and half esters of sulfosuccinic acid with monohydric alcohols or alkylphenols with 5 to 15 carbon atoms, alkali metal and ammonium salts of carboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl, aryl, alkaryl or aralkyl radical, alkyl and alkaryl phosphates having 8 to 20 carbon atoms in the organic radical, alkyl ether or alkaryl ether phosphates having 8 to 20 carbon atoms in the alkyl or alkaryl radical and 1 to 40 EO units, alkyl polyglycol ethers and alkaryl polyglycol ethers having 8 to 40 EO units and C 8 -C 20 -carbon atoms in the alkyl l- or aryl radicals, ethylene oxide / propylene oxide (EO / PO) block copolymer having 8 to 40 EO or PO units, addition products of alkylamines having C 8 -C 22 -alkyl radicals with ethylene oxide or propylene oxide, alkyl polyglycosides with linear or branched saturated or unsaturated C 8 -C 24 -alkyl radicals and Oligoglykosidresten with 1 to 10 hexose or pentose units, silicon-functional surfactants or mixtures of these emulsifiers is selected.
Der Gehalt an Emulgator in einer solchen Emulsion beträgt vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Gesamtgewicht der Emulsion.The content of emulsifier in such an emulsion is preferably 0.01 to 5 wt .-%, based on the total weight of the emulsion.
Darüber hinaus kann eine wässrige Zusammensetzung eines erfindungsgemäß eingesetzten Hydrophobierungsmittels vorteilhaft noch übliche Hilfsstoffe, ausgewählt aus anorganischen oder organischen Säuren, Puffersubstanzen, Fungiziden, Bakteriziden, Algiziden, Mikrobioziden, Geruchsstoffen, Korrosionsinhibitoren, Konservierungsmittel, Rheologiehilfsmittel enthalten.In addition, an aqueous composition of a hydrophobizing agent used according to the invention can advantageously also comprise customary auxiliaries selected from inorganic or organic acids, buffer substances, fungicides, bactericides, algicides, microbicides, odorous substances, corrosion inhibitors, preservatives, rheology aids.
Weiter sind bei erfindungsgemäßen, hydraulisch abbindenden Mischungen silikatische Zusatzstoffe vorteilhaft ausgewählt aus der Reihe der Microsilika, Flugasche, Flammkieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Zeolithe, kristallinen Kieselsäuren, Kieselsole, Kaolin, Mica, Kieselgur, Diatomeenerde, Talkum, Wollastonit oder Clay oder aus einem Gemisch aus entsprechenden Microsilika, Flugasche, Flammkieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Zeolithe, kristallinen Kieselsäuren, Kieselsole, Kaolin, Mica, Kieselgur, Diatomeenerde, Talkum, Wollastonit oder Clay, oder aus einer wässrigen Dispersion mindestens einer pyrogen hergestellten Kieselsäure oder mindestens einer gefällten Kieselsäure oder eines Gemisch aus pyrogen hergestellten sowie gefällten Kieselsäuren.Furthermore, silicatic additives according to the invention are advantageously selected from the series of microsilica, fly ash, flame silicic acids, precipitated silicas, zeolites, crystalline silicas, silica sols, kaolin, mica, kieselguhr, diatomaceous earth, talc, wollastonite or clay or from a mixture of corresponding silicates Microsilica, fly ash, flame silicic acids, precipitated silicas, zeolites, crystalline silicas, silica sols, kaolin, mica, kieselguhr, diatomaceous earth, talc, wollastonite or clay, or from an aqueous dispersion of at least one pyrogenic silica or at least one precipitated silica or a mixture of pyrogenically prepared and precipitated silicas.
Die in der vorliegenden Anmeldung vorteilhaft eingesetzten so genannten silikatischen Zusatzstoffe, d. h. die für die Herstellung einer erfindungsgemäßen hydraulisch abbindenden Mischung verwendet werden bzw. in der erfindungsgemäßen Mischung vorliegen, können Oxide, Hydroxide oder Oxidhydrate des Silizium sein. Diese können weitere Elemente enthalten, wie z. B. Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Bor, Aluminium, Kohlenstoff, Phosphor, Schwefel, Halogene, Titan, Chrom, Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Zirkonium, Molybdän, Silber vorzugsweise in ionisierter Form, ggf. ebenfalls in Form von Oxiden, enthalten. Solche silikatischen Füllstoffe können sein Microsilika, Flugasche, Flammkieselsäuren, Fällungskieselsäuren, Kieselsole, Kaolin, Mica, Kieselgur, Diatomeenerde, Talkum, Wollastonit oder Clay oder auch Silikate unter anderem in Form von Glaskugeln, gemahlenen Glassplittern (Glasmehl), Glasfasern oder Glasgeweben.The silicatic additives advantageously used in the present application, d. H. which are used for the preparation of a hydraulically setting mixture according to the invention or are present in the mixture according to the invention can be oxides, hydroxides or oxide hydrates of the silicon. These may contain other elements, such as. As lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, boron, aluminum, carbon, phosphorus, sulfur, halogens, titanium, chromium, iron, nickel, copper, zinc, zirconium, molybdenum, silver preferably in ionized form, optionally also in Form of oxides, included. Such siliceous fillers may be microsilica, fly ash, flame silicas, precipitated silicas, silica sols, kaolin, mica, diatomaceous earth, diatomaceous earth, talc, wollastonite or clay or even silicates inter alia in the form of glass beads, ground glass splinters (glass powder), glass fibers or glass fabrics.
Bevorzugt werden dabei Kieselsäuren, wie Flammkieselsäuren, Fällungskieselsäuren, kristalline Kieselsäuren oder Zeolithe eingesetzt. Besonders bevorzugt Flammkieselsäuren und/oder Fällungskieselsäuren. Erfindungsgemäß eingesetzte silikatische Füllstoffe können pulverförmige Feststoffe sein, jedoch liegen sie bevorzugt in Form wässriger Dispersionen vor. Auch kann eine Mahlung und/oder Sichtung der Pulver vorangehend oder nachfolgend durchgeführt werden.Silica acids, such as flame silicic acids, precipitated silicas, crystalline silicic acids or zeolites are preferably used. Particularly preferred flame silicas and / or precipitated silicas. Silicate fillers used according to the invention may be pulverulent solids, but they are preferably in the form of aqueous dispersions. Also, grinding and / or sifting of the powders may be carried out before or after.
Die durchschnittliche Partikelgröße erfindungsgemäß eingesetzter bzw. in einer erfindungsgemäßen Mischung vorliegender silikatischer Zusatzstoffe beträgt vorteilhaft 1 nm bis 20 μm einschließlich aller dazwischen liegender Zahlen, vorzugsweise 2 nm bis 10 μm, besonders vorzugsweise 3 nm bis 5 μm. Die durchschnittliche Partikelgröße kann beispielsweise mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestimmt werden.The average particle size used according to the invention or present in a mixture according to the invention silicate additives is advantageously 1 nm to 20 microns including all intervening numbers, preferably 2 nm to 10 .mu.m, more preferably 3 nm to 5 microns. The average particle size can be determined, for example, by means of transmission electron microscopy (TEM).
Die spezifischen Oberflächen erfindungsgemäß eingesetzter bzw. in einer erfindungsgemäßen Mischung vorliegender silikatischer Zusatzstoffe beträgt vorteilhaft 20 bis 800 g/m2 einschließlich aller dazwischen liegender Zahlen, vorzugsweise 25 bis 600 g/m2, besonders vorzugsweise 50 bis 500 g/m2, ganz besonders vorzugsweise 60 bis 400 g/m2, insbesondere 70 und 300 g/m2. Die spezifische Oberfläche (BET) kann beispielsweise in Anlehnung an
Sofern die erfindungsgemäßen silikatischen Zusatzstoffe in Form wässriger Dispersionen eingesetzt werden bzw. eine erfindungsgemäße Mischung eine wässrigen Dispersion silikatischer Zusatzstoffe enthält, weisen diese vorteilhaft einen Gehalt an mindestens einem der besagten silikatischen Zusatzstoffe von 2 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% (jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen Dispersion) auf. So beträgt der Gehalt an silikatischem Zusatzstoff in einer im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendeten wässrigen Dispersion bevorzugt 2 bis 80 Gew.-%.If the silicatic additives according to the invention are used in the form of aqueous dispersions or a mixture according to the invention contains an aqueous dispersion of silicate additives, these advantageously have a content of at least one of said silicatic additives of from 2% by weight to 80% by weight, preferably 2 Wt .-% to 60 wt .-%, more preferably 5 wt .-% to 50 wt .-%, most preferably 10 wt .-% to 40 wt .-% (each based on the total mass of the aqueous dispersion) , Thus, the content of silicate additive in an aqueous dispersion used in the context of the present invention is preferably from 2 to 80% by weight.
Wässrige Dispersionen erfindungsgemäß verwendeter silikatischer Zusatzstoffe können stabilisiert sein durch Salze von Elementen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente (PSE) sowie durch Salze von Verbindungen der V. Hauptgruppe des PSE, insbesondere durch Oxide, Hydroxide, Nitrate, Nitrite, Sulfate, Sulfite, Sulfide, Halogenide, Phosphate, Hydrogenphosphate, Dihydrogenphosphate, Carbonate, Hydrogencarbonate von Natrium, Kalium und/oder Ammonium.Aqueous dispersions of silicate additives used according to the invention can be stabilized by salts of elements of main groups I and II of the Periodic Table of the Elements (PSE) and by salts of compounds of main group V of PSE, in particular by oxides, hydroxides, nitrates, nitrites, sulfates , Sulfites, sulfides, halides, phosphates, hydrogen phosphates, dihydrogen phosphates, carbonates, bicarbonates of sodium, potassium and / or ammonium.
Werden Fällungskieselsäuren als Zusatzstoffe bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt, so können diese vorteilhaft in geeigneten Mischaggregaten vorgemischt werden. Geeignete Mischaggregate sind beispielsweise Mischer vom Lödige Typ.If precipitated silicas are used as additives in the present invention, they can advantageously be premixed in suitable mixing units. Suitable mixing units are, for example, Lödige type mixers.
Vorteilhaft werden Fällungskieselsäuren bei 100 bis 1000, insbesondere bei 150 bis 500 Umdrehungen unter Verwendung eines Pflugscharmischers für eine Zeitdauer von 30 Minuten vorgemischt.Advantageously precipitated silicas are premixed at 100 to 1000, in particular at 150 to 500 revolutions using a ploughshare mixer for a period of 30 minutes.
Der erfindungsgemäß eingesetzte bzw. in der erfindungsgemäßen Mischung vorliegende silikatische Zusatzstoff kann einen Gehalt an Kohlenstoff in reiner oder chemisch gebundener Form zwischen 0,1 und 25 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,1 und 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 5 Gew.-% (bezogen auf die gesamte Masse des silikatischen Füllstoffes), aufweisen.The silicate additive used according to the invention or present in the mixture according to the invention can have a content of carbon in pure or chemically bound form of between 0.1 and 25% by weight, preferably between 0.1 and 10% by weight, more preferably between 0 and 0 , 1 and 5 wt .-% (based on the total mass of the siliceous filler) have.
Der erfindungsgemäß eingesetzte bzw. in der erfindungsgemäßen Mischung vorliegende silikatische Zusatzstoff kann ferner einen Gehalt an physikalisch und chemisch gebundenem Alkohol zwischen 0 und 25 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0 und 15 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0 und 10 Gew.-%, (bezogen auf die gesamte Masse des silikatischen Füllstoffes), aufweisen.The silicate additive used according to the invention or present in the mixture according to the invention can furthermore contain a content of physically and chemically bound alcohol between 0 and 25% by weight, preferably between 0 and 15% by weight, particularly preferably between 0 and 10% by weight. %, (based on the total mass of the siliceous filler).
Ein im Sinne der Erfindung eingesetzter silanmodifizierter oxidischer oder silikatischer Zusatzstoff kann überwiegend homogen oder inhomogen geformt sein.A silane-modified oxidic or siliceous additive used in the context of the invention can be predominantly homogeneous or inhomogeneous.
Silanmodifizierte silikatische Zusatzstoffe sind erhältlich, indem man mindestens einen mikrogeperlten oder mikrogranulierten, erfindungsgemäßen silikatischen Zusatzstoff in einem verdichteten Gas mit mindestens einem Silan aus der Reihe der Organosiliziumverbindungen der allgemeinen Formel I und/oder II und/oder einer Organosiliziumverbindung, wie in der
Ein erfindungsgemäß verwendeter silikatischer, silanmodifizierter Zusatzstoff kann 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 25,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, Silan in angebundener oder nicht angebundener Form enthalten. A silicate, silane-modified additive used according to the invention may contain from 0.1 to 50% by weight, preferably from 0.1 to 25.0% by weight, particularly preferably from 0.1 to 10% by weight, of silane in a tethered or unbonded form contain.
Ein erfindungsgemäß verwendeter silanmodifizierter, silikatischer Zusatzstoff kann ferner 50 bis 99,9 Gew.-% mikrogeperlten oder mikrogranulierten, silikatischen Füllstoff enthalten.A silane-modified, siliceous additive used according to the invention may further contain from 50 to 99.9% by weight of microbeaded or microgranular, siliceous filler.
Dabei kann der silanmodifizierte, silikatische Zusatzstoff eine Perlfraktion größer als 1000 μm von kleiner 30 Gew.-%, bevorzugt kleiner 20 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner 10 Gew.-%, und/oder eine Perlfraktion größer als 500 μm von kleiner 30 Gew.-%, bevorzugt kleiner 20 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner 10 Gew.-%, aufweisen.In this case, the silane-modified silicate additive may have a pearl fraction greater than 1000 μm of less than 30% by weight, preferably less than 20% by weight, particularly preferably less than 10% by weight, and / or a bead fraction greater than 500 μm of less than 30 Wt .-%, preferably less than 20 wt .-%, more preferably less than 10 wt .-%, have.
Das oben genannte Silan kann chemisch und/oder physikalisch mit der Oberfläche der Zusatzstoffe verbunden sein.The above-mentioned silane may be chemically and / or physically linked to the surface of the additives.
Als Silan kann man insbesondere eine Organosiliziumverbindung oder Mischungen von Organosiliziumverbindungen der allgemeinen Formel I und/oder II einsetzen.The silane used may in particular be an organosilicon compound or mixtures of organosilicon compounds of the general formula I and / or II.
Als Silan können vorteilhaft auch solche Verbindungen, wie beschrieben in
Als Silane im Sinne der vorliegenden Erfindung zur Modifizierung von silikatischen Zusatzstoffen können auch Mischungen von Silanen verwendet werden, beispielsweise Mischungen verschiedener Silane der allgemeinen Formel I und/oder II oder Mischungen der oligomeren oder polymeren Siloxane der allgemeinen Formel II mit Silanen der allgemeinen Formel I oder Mischungen von Silanen der allgemeinen Formel I mit Mischungen der oligomeren oder polymeren Siloxane der allgemeinen Formel II.As silanes in the sense of the present invention for the modification of silicatic additives, it is also possible to use mixtures of silanes, for example mixtures of different silanes of the general formula I and / or II or mixtures of the oligomeric or polymeric siloxanes of the general formula II with silanes of the general formula I or Mixtures of silanes of the general formula I with mixtures of the oligomeric or polymeric siloxanes of the general formula II.
Einem erfindungsgemäß verwendeten silikatischen Zusatzstoff und/oder dem Silan, das zur Modifizierung des Zusatzstoffs eingesetzt werden kann, kann man vor der Umsetzung Additive zugesetzt werden.A silicate additive used in accordance with the invention and / or the silane which can be used to modify the additive can be admixed with additives before the reaction.
Auch kann der silikatische Zusatzstoff während der Umsetzung der Silanmodifizierung mit zusätzlichen Additiven in Kontakt gebracht werden.Also, the siliceous additive may be contacted with additional additives during the implementation of the silane modification.
Als Additive können dabei Wasser, kurzkettige oder langkettige Alkohole, beispielsweise Dodecanol, Tetradecanol, Hexadecanol, Octadecanol, oder andere Alkohole mit Molgewichten > 50 g/mol, kurzkettige oder langkettige Polyether oder Polyetheralkohole, beispielsweise Diethylenglycol, Triethylenglycol oder andere mit Molgewichten > 100 g/mol, kurzkettige oder langkettige Amine mit Molgewichten > 50 g/mol, Emulsionsbildner oder auch kurzkettige oder langkettige Silikonöle, beispielsweise Silikonöle mit Molgewichten > 100 g/mol, oder Mischungen der oben genannten Verbindungen verwendet werden.Water, short-chain or long-chain alcohols, for example dodecanol, tetradecanol, hexadecanol, octadecanol, or other alcohols with molecular weights> 50 g / mol, short-chain or long-chain polyethers or polyether alcohols, for example diethylene glycol, triethylene glycol or others with molecular weights> 100 g / can be used as additives. mol, short-chain or long-chain amines having molecular weights> 50 g / mol, emulsion formers or else short-chain or long-chain silicone oils, for example silicone oils with molecular weights> 100 g / mol, or mixtures of the abovementioned compounds.
Die Modifizierungsreaktion kann bei Temperaturen zwischen 1 und 300°C, vorzugsweise zwischen 1 und 200°C, besonders bevorzugt zwischen 1 und 150°C, und ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen zwischen 1 und 130°C, durchgeführt werden.The modification reaction can be carried out at temperatures between 1 and 300 ° C, preferably between 1 and 200 ° C, more preferably between 1 and 150 ° C, and most preferably at temperatures between 1 and 130 ° C.
Ein erfindungsgemäß einzusetzender silanmodifizierter, silikatischer Zusatzstoff kann zusätzlich einem Kompaktierungs- oder Bearbeitungsschritt unterzogen werden.A silane-modified silicate additive to be used according to the invention can additionally be subjected to a compaction or processing step.
Schließlich können Mischungen von mindestens zwei der zuvor genannten silikatischen, gegebenenfalls silanisierten, Zusatzstoffe eingesetzt werden.Finally, mixtures of at least two of the aforementioned silicate, optionally silanized, additives can be used.
Werden die erfindungsgemäßen Hydrophobierungsmittel der allgemeinen Formel I und/oder II und/oder die erfindungsgemäßen silikatischen Zusatzstoffe in Form ihrer wässrigen Zubereitungen eingesetzt, so wird vorteilhaft für die Berechnung der gesamten Zusammensetzung der zementgebundenen Mischung nur der Anteil an Aktivstoff in der jeweiligen wässrigen Zusammensetzung als erfindungsgemäßes silan-/siloxanhaltiges Hydrophobierungsmittel, bzw. erfindungsgemäßer silikatischer Zusatzstoff, berücksichtigt. Vorteilhaft wird der Wassergehalt dieser wässrigen Zubereitungen bei der Berechnung der nötigen Zugabemenge an Wasser berücksichtigt.If the hydrophobizing agents of the general formula I and / or II according to the invention and / or the silicatic additives according to the invention are used in the form of their aqueous preparations, then it is advantageous for the calculation of the total composition of the cement-bound mixture to use only the proportion of active substance in the respective aqueous composition as inventive Silane / siloxane-containing hydrophobing agent or inventive silicate additive, considered. Advantageously, the water content of these aqueous preparations is taken into account in the calculation of the necessary amount of water added.
Verflüssigen können alle gängigen Flieshilfsmittel, insbesondere Polycarboxylatether (PCEs) und/oder Polymethylmethacrylate sowie Ligninsulfonate oder Naphthalin-Formaldehyd-Sulfonate, sein.All the usual flow aids, in particular polycarboxylate ethers (PCEs) and / or polymethyl methacrylates and also lignosulfonates or naphthalene-formaldehyde sulfonates, can be liquefied.
Erfindungsgemäße hydraulisch abbindende Mischungen können als weitere Hilfsstoffe beispielsweise Dispergierhilfsmittel und Netzhilfsmittel, wie beispielsweise Siliconate oder Alkylphosphonate, Entschäumer, wie beispielsweise Trialkylphosphate, Luftporenbildner, wie verseifte Harzsäuren, Verzögerer sowie Beschleuniger, wie beispielsweise Formiate, und/oder Wasserreduzierer, enthalten. Hydraulically setting mixtures according to the invention may contain, for example, dispersants and wetting aids such as siliconates or alkyl phosphonates, defoamers such as trialkyl phosphates, air entrainers such as saponified resin acids, retarders and accelerators such as formates and / or water reducers.
Vorteilhaft können erfindungsgemäße hydraulisch abbindende Mischungen in der Betonindustrie eingesetzt, wobei man diese in üblichen Zwangsmischern mischt.Advantageously, hydraulically setting mixtures according to the invention can be used in the concrete industry, these being mixed in conventional compulsory mixers.
Dabei kann man vorteilhaft so vorgehen, dass man pulverförmigen silikatischen Zusatzstoffe mit dem Zement und den übrigen festen Zuschlägen vormischt, flüssige, nicht-wässrige Hydrophobierungsmittel der allgemeinen Formeln I und/oder II. ebenfalls mit dem Zement vormischt, wässrige Formulierungen, wie die erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionen an Hydrophobierungsmitteln und/oder besagte wässrige Dispersionen der wohl definierten silikatischen Zusatzstoffe hingegen zusammen mit dem Anmachwasser zugibt. Der Gehalt an zusätzlich eingebrachtem Wasser kann vorteilhaft bei der Einstellung des gewünschten w/z-Wertes berücksichtigt werden. Die Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Mischungen ist im Vergleich zu unmodifizierten Mischungen vorteilhaft unverändert.In this case, one can advantageously proceed by premixing powdery silicate additives with the cement and the other solid additives, liquid, non-aqueous water repellents of the general formulas I and / or II. Also premixed with the cement, aqueous formulations, such as the novel aqueous By contrast, emulsions of hydrophobizing agents and / or said aqueous dispersions of the well-defined silicate additives are added together with the mixing water. The content of additionally introduced water can advantageously be taken into account when setting the desired w / c value. The processability of the mixtures according to the invention is advantageously unchanged in comparison with unmodified mixtures.
Man kann aber auch ein Feststoffgemisch einer erfindungsgemäßen hydraulisch abbindenden Mischung in einem Zwangsmischer vorlegen und in einem Zuge oder Portionsweise eine definierten Menge an Wasser zusetzen und mischen.However, it is also possible to submit a mixture of solids of a hydraulically setting mixture according to the invention in a compulsory mixer and to add and mix a defined amount of water in one batch or portionwise.
Eine so erhaltene erfindungsgemäße hydraulisch abbindende Mischung kann nachfolgend einer dem Fachmann an sich bekannten Formgebung und Aushärtung unterzogen werden, deren Oberflächen in Sinne der Erfindung vorteilhaft auch bei Abrieb eine nur geringere Verschmutzungsneigung („easy-to-clean”-Eigenschaft) aufweist.A hydraulically setting mixture obtained in accordance with the invention can subsequently be subjected to shaping and curing known per se to the person skilled in the art whose surfaces in the sense of the invention advantageously also have a lower tendency to become soiled ("easy-to-clean" property).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit auch Bauteile, Betonwaren oder Formkörper, die unter Einsatz einer erfindungsgemäßen hydraulisch abbindenden Mischung erhältlich sind.The present invention thus also relates to components, concrete products or molded articles obtainable using a hydraulically setting mixture according to the invention.
Weiter ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemäßen hydraulisch abbindenden Mischung zur Herstellung von Bauteilen, Betonwaren oder Formkörper, wobei deren Oberfläche auch bei Abrieb eine nur geringere Verschmutzungsneigung („easy-to-clean”-Eigenschaft) aufweist.Next object of the present invention is the use of a hydraulically setting mixture according to the invention for the production of components, concrete products or moldings, the surface of which, even with abrasion has only a lower tendency to fouling ("easy-to-clean" property).
So kann man eine erfindungsgemäße hydraulisch abbindende Mischung vorteilhaft im Baubereich verwenden, insbesondere zur Herstellung von Werkstücken, für Betonpflastersteine, oder auch als Vorsatzbeton.Thus, it is advantageously possible to use a hydraulically setting mixture according to the invention in the construction sector, in particular for the production of workpieces, for concrete paving stones, or else as facing concrete.
Es ist festzuhalten, dass für die Hersteller von zementgebundenen Werkstücken, insbesondere für die Hersteller von Betonsteinen, es bis heute von großem Interesse war, hydraulisch abbindende, insbesondere zementgebundene Werkstücke nachhaltig zu modifizieren und trotz Abrieb- und Witterungseinflüssen easy-to-clean-Eigenschaften an der Oberfläche zu gewährleisten.It should be noted that for the manufacturers of cement-bonded workpieces, in particular for the manufacturers of concrete blocks, it was until today of great interest to sustainably modify hydraulically setting, especially cement-bonded workpieces and despite abrasion and weathering easy-to-clean properties to ensure the surface.
Durch die Bereitstellung und den Einsatz erfindungsgemäßer Mischungen können aufgrund der neu erzielten, trotz Abrieb und Witterung dauerhaften easy-to-clean-Eigenschaften von hydraulisch erhärteten Werkstücken Reinigungs- und Wartungskosten durch verlängerte Reinigungszyklen deutlich reduziert werden. Solche Massenmodifizierungen können vorteilhaft insbesondere im laufenden Betrieb eines Herstellwerkes vorgenommen werden und die Werkstücke können bereits fertig geschützt ausgeliefert werden. Zusätzlicher Aufwand an der Baustelle entfällt.By providing and using mixtures according to the invention, cleaning and maintenance costs can be significantly reduced by prolonged cleaning cycles due to the newly achieved, despite abrasion and weathering permanent easy-to-clean properties of hydraulically hardened workpieces. Such mass modifications can advantageously be carried out in particular during operation of a production plant and the workpieces can already be delivered completely protected. Additional effort on the site is eliminated.
Aber auch vor Ort einer Applikation können erfindungsgemäße Massen hergestellt und vorteilhaft eingesetzt werden.But also on site an application compositions of the invention can be prepared and used advantageously.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch den Gegenstand der Erfindung zu beschränken.The invention will be explained in more detail with reference to the following examples, without, however, limiting the scope of the invention.
BeispieleExamples
Die verwendeten Mörtelprüfkörper wurden aus einem handelsüblichen Universalmörtel (Mörtelgruppe II gemäß
Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Gewicht des eingesetzten Mörtels, d. h. der vollständigen Trockenmischung.Data in% by weight relate in each case to the weight of the mortar used, d. H. the complete dry mix.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Dabei wurden jedoch keine silan- bzw. siloxanbasierten Hydrophobierungsmittel, silikatische Zusatzstoffe oder weitere Hilfsmittel eingesetzt.A mortar specimen was prepared as described above. However, no silane-based or siloxane-based water repellents, silicate additives or other auxiliaries were used.
Beispiel 2Example 2
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 2 Gew.-% einer wässrigen Emulsion, die 50 Gew.-% eines Propylethoxyoligosiloxans mit einer mittleren Molmasse von ca. 700 g/mol enthält, sowie 3 Gew.-% einer feinteiligen Fällungskieselsäure, die eine spezifische Oberfläche von 175 m2/g und eine mittlere Teilchengröße von 5 μm aufweist, dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. In the mixing water before addition 2 wt .-% of an aqueous emulsion containing 50 wt .-% of a Propylethoxyoligosiloxans having an average molecular weight of about 700 g / mol, and 3 wt .-% of a finely divided precipitated silica having a specific surface of 175 m 2 / g and an average particle size of 5 microns, dispersed.
Beispiel 3Example 3
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 2 Gew.-% einer wässrigen Emulsion, die 50 Gew.-% eines Octyltriethoxysilans sowie 5 Gew.-% einer wässrigen Dispersion, die 20 Gew.-% einer pyrogenen Kieselsäure enthält und mit KOH stabilisiert ist und die gekennzeichnet ist durch eine mittlere Aggregatgröße von 0,12 μm und von einem pH-Wert von 9,0 bis 10,0, dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. In the mixing water before addition 2 wt .-% of an aqueous emulsion containing 50 wt .-% of an octyltriethoxysilane and 5 wt .-% of an aqueous dispersion containing 20 wt .-% of a fumed silica and is stabilized with KOH and characterized is dispersed by an average aggregate size of 0.12 μm and a pH of 9.0 to 10.0.
Beispiel 4Example 4
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 2 Gew.-% einer wässrigen Emulsion, die 50 Gew.-% eines Octyltriethoxysilans sowie 1 Gew.-% einer hydrophilen, pyrogenen Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m2/g und einer mittleren Größe der Primärteilchen von 12 nm, dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. 2% by weight of an aqueous emulsion comprising 50% by weight of an octyltriethoxysilane and 1% by weight of a hydrophilic fumed silica having a specific surface area of 200 m 2 / g and a mean primary particle size of 12 nm, dispersed.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)Example 5 (Comparative Example)
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 2 Gew.-% einer wässrigen Emulsion, die 50 Gew.-% eines Octyltriethoxysilans dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. In the mixing water, 2% by weight of an aqueous emulsion containing 50% by weight of an octyltriethoxysilane were dispersed before addition.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)Example 6 (comparative example)
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 5 Gew.-% einer wässrigen Dispersion, die 20 Gew.-% einer pyrogenen Kieselsäure enthält und mit KOH stabilisiert ist und die gekennzeichnet ist durch eine mittlere Aggregatgröße von 0,12 μm und von einem pH-Wert von 9,0 bis 10,0, dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. In the mixing water before addition 5 wt .-% of an aqueous dispersion containing 20 wt .-% of a fumed silica and is stabilized with KOH and which is characterized by an average aggregate size of 0.12 microns and a pH of 9 , 0 to 10.0, dispersed.
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)Example 7 (comparative example)
Ein Mörtelprüfkörper wurde wie oben beschrieben hergestellt. Im Anmachwasser wurden vor Zugabe 3 Gew.-% einer feinteiligen Fällungskieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 175 m2/g und einer mittleren Teilchengröße von 5 μm, dispergiert.A mortar specimen was prepared as described above. 3% by weight of a finely divided precipitated silica having a specific surface area of 175 m 2 / g and an average particle size of 5 μm were dispersed in the mixing water prior to addition.
Auswertungevaluation
Auf die Oberfläche der ausgehärteten Mörtelprüfkörper (nicht auf die Schalseite) wurde je ein Tropfen (ca. 0,5 ml) der Verschmutzungsagentien Kaffee (gezuckert), Cola, Rotwein, sowie Olivenöl aufgetragen. Nach 1 Stunde Einwirkzeit bei 25°C wurde die Oberfläche mit einem weichen Tuch abgetupft und mit vollentsalztem Wasser für 3 min beaufschlagt. Schließlich wird das Wasser mit einem weichen Tuch abgetupft und die Verschmutzung der Oberfläche nach Trocknung visuell beurteilt. Dabei bedeutet 5, dass keine Verschmutzungen sichtbar sind, 4 bedeutet, dass Verschmutzungen schwach sichtbar sind, 3 bedeutet, dass Verschmutzungen sichtbar sind, 2 bedeutet, dass Verschmutzungen deutlich sichtbar sind und 1 bedeutet, dass Verschmutzungen stark sichtbar sind. Von guten easy-to-clean-Eigenschaften kann nur gesprochen werden, wenn eine deutliche Verbesserung gegen eine unbehandelte Vergleichsprobe erreicht wird. Von sehr guten easy-to-clean-Eigenschaften kann gesprochen werden, wenn die 3 wässrigen Verschmutzungsagentien (Kaffee, Cola, Rotwein) jeweils ein 4 oder 5 erreichen und gleichzeitig Olivenöl eine deutlich Verbesserung gegen eine unbehandelte Vergleichsprobe erreicht.On the surface of the hardened mortar test specimens (not on the formwork side), one drop each (about 0.5 ml) of the soiling agents coffee (sweetened), cola, red wine, and olive oil was applied. After 1 hour reaction time at 25 ° C, the surface was blotted with a soft cloth and charged with deionized water for 3 min. Finally, the water is blotted with a soft cloth and visually assessed the contamination of the surface after drying. 5 means that no soiling is visible, 4 means that soiling is poorly visible, 3 means soiling 2 means that dirt is clearly visible and 1 means that dirt is very visible. Good easy-to-clean properties can only be mentioned if a clear improvement compared to an untreated control sample is achieved. Very good easy-to-clean properties can be used when the 3 aqueous pollution agents (coffee, cola, red wine) each achieve a 4 or 5 and at the same time olive oil achieves a significant improvement compared to an untreated control sample.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Verschmutzungsprüfung dargestellt.
Es wird deutlich, dass man gemäß oben stehender Definition mit der erfindungsgemäßen Mischung aus Beispiel 2 sehr gute easy-to-clean-Eigenschaften erreicht und mit den erfindungsgemäßen Mischungen 3 und 4 noch gute easy-to-clean-Eigenschaften erreicht. Die Vergleichsmischungen 5,6 und 7 zeigen keine so eindeutige Verbesserung der ReinigungseigenschaftenIt is clear that according to the definition above with the mixture according to the invention from Example 2, very good easy-to-clean properties are achieved, and that with the mixtures 3 and 4 according to the invention, good easy-to-clean properties are still achieved. Comparative blends 5, 6 and 7 show no such clear improvement in cleaning properties
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