DE202011050860U1 - Acid-resistant mortar - Google Patents
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Abstract
Säurebeständiger Mörtel, der eine Zuschlagskomponente, eine Bindemittelkomponente und eine modifizierende Polymerkomponente umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschlagskomponente als Hauptbestandteil gebrochenen Kalkstein aufweist.Acid-resistant mortar which comprises an aggregate component, a binder component and a modifying polymer component, characterized in that the aggregate component has broken limestone as the main component.
Description
Die Erfindung betrifft einen säurebeständigen, für den Einsatz in säurebelasteter Umgebung geeigneten Mörtel, mit einer Zuschlagskomponente, einer Bindemittelkomponente und einer modifizierenden Polymerkomponente.The invention relates to an acid-resistant, suitable for use in acid-contaminated environment mortar, with a supplemental component, a binder component and a modifying polymer component.
Belastungen von Baumaterialien durch Säuren treten bekanntermaßen in Abwasser- und Klärsystemen auf, in denen biogen gebildete Schwefelsäure, gegen die z. B. Beton nicht beständig ist, erhebliche Schäden anrichtet. Durch Säureeinwirkung kann es an Betonoberflächen zu Abtragungsraten von mehreren Zentimetern pro Jahr kommen.Strains of building materials by acids are known to occur in sewage and sewage systems in which biogenic sulfuric acid formed against the z. B. concrete is not resistant, causes considerable damage. Due to the action of acid, it is possible to achieve removal rates of several centimeters per year on concrete surfaces.
Die bisher zur Sanierung solcher Systeme zur Verfügung stehenden Baustoffe auf Glas- bzw. Silikatbasis sind teuer und ihre Verarbeitung ist aufwendig. Verfügbare preiswerte und leichter zu verarbeitende Mörtelbaustoffe erreichen noch nicht die erforderliche Säurebeständigkeit.The previously available for the renovation of such systems available building materials based on glass or silicate are expensive and their processing is complicated. Available inexpensive and easier-to-use mortar materials do not yet reach the required acid resistance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Mörtel zu schaffen, der hohen Säurebelastungen gewachsen ist.The invention has for its object to provide a new mortar, which has grown high acid loadings.
Diese Aufgabe wird durch einen Mörtel der eingangs erwähnten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zuschlagskomponente als Hauptbestandteil gebrochenen Kalkstein aufweist.This object is achieved by a mortar of the type mentioned, which is characterized in that the aggregate component has broken limestone as the main component.
Mit gebrochenem Kalkstein anstelle von Quarzsand als Hauptbestandteil der Zuschlagskomponente lässt sich gegenüber bekannten Mörtelbaustoffen eine deutlich erhöhte, bis zu pH-Werten um 0 ausreichende Korrosionsbeständigkeit erzielen, die den Einsatz des Mörtels zur Sanierung durch Säuren geschädigter Bauten, insbesondere in Abwasser- und Klärsystemen, ermöglicht.With broken limestone instead of quartz sand as the main constituent of the aggregate component, it is possible to achieve a markedly increased resistance to corrosion compared to known mortar building materials, which makes it possible to use the mortar for remediation of structures damaged by acids, in particular in sewage and sewage treatment systems ,
Die Korngrößen des gebrochenen Kalksteins liegen vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 4 mm, vorzugsweise bei 2 mm.The grain sizes of the broken limestone are preferably in the range of 0.5 mm to 4 mm, preferably 2 mm.
Bei dem den Hauptbestandteil der Zuschlagskomponente bildenden gebrochenen Kalkstein kann es sich um Calcit (CaCO3) oder/und Dolomit (CaMgCO3) handeln.The fractured limestone forming the main constituent of the aggregate component may be calcite (CaCO 3 ) or / and dolomite (CaMgCO 3 ).
Als vorteilhaft hat sich eine Streckung der Zuschlagskomponente durch neben dem Hauptbestandteil eingesetzten Quarzsand erwiesen.An extension of the aggregate component by quartz sand used in addition to the main constituent has proved to be advantageous.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Bindemittelkomponente als Hauptbestandteil Portlandzement auf, insbesondere CEM I.In a preferred embodiment of the invention, the binder component comprises Portland cement as main constituent, in particular CEM I.
Zweckmäßig wird sulfatresistenter, C3A-freier oder zumindest -armer Portlandzement verwendet.It is expedient to use sulfate-resistant, C3A-free or at least -expensive Portland cement.
Vorzugsweise weist die Bindemittelkomponente neben dem genannten Hauptbestandteil ferner Silikastaub und/oder einen latent hydraulischen, in Verbindung mit Zement reagierenden Baustoff auf. Bei dem Baustoff handelt es sich insbesondere um Flugasche.Preferably, the binder component in addition to said main component further silica fume and / or a latent hydraulic, in connection with cement-reactive building material. The building material is in particular fly ash.
Als modifizierende Polymerkomponente wird insbesondere ein redispergierbores Polymerdispersionspulver verwendet, das ein Vinylazetot-Ethylen-Copolymer umfasst.In particular, a redispersible-boron polymer dispersion powder comprising a vinylacetate-ethylene copolymer is used as the modifying polymer component.
Der Mörtel lässt sich als Reparatur- oder Fugenmörtel von Hand verarbeiten. Zur maschinellen Verarbeitung unter flächigem oder lokalem Auftragen kommen das Trocken- und Nassspritzverfahren in Betracht.The mortar can be processed by hand as a repair or grout. For mechanical processing under surface or local application, the dry and wet spraying process come into consideration.
Neben erhöhter Säurefestigkeit führen die oben beschriebenen Zusammensetzungen auch zu einer Verbesserung des Haftverbundes zwischen dem Mörtel und einer Betonunterlage sowie zu einem niedrigen Elastizitätsmodul des Mörtels, der eine spannungsfreie Verbindung mit dem Beton ermöglicht. Der Mörtel kann daher zur Sanierung großflächig auf angegriffene Betonoberflächen aufgetragen werden. Durch die genannten Maßnahmen lässt sich auch das Schwindverhalten des Mörtels verbessern. Dies betrifft auch die Wassereindringtiefe und kapillare Wasseraufnahme.In addition to increased acid resistance, the compositions described above also lead to an improvement of the adhesive bond between the mortar and a concrete substrate and to a low elastic modulus of the mortar, which allows a stress-free connection with the concrete. The mortar can therefore be applied over a large area to attacked concrete surfaces for repair. The measures mentioned can also improve the shrinkage behavior of the mortar. This also affects the water penetration depth and capillary water absorption.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.The invention will be further explained with reference to embodiments.
Beispiel 1:Example 1:
Ein Mörtel enthält als Zuschlagskomponente zu 48% eine Calcit-/Dolomitmischung, zu 16% Quarzsand und zu 10% einen Füllstoff. Ein Anteil von 18% der Calcit-/Dolomitmischung entfallt auf den Korngrößenbereich von 0,5 bis 1 mm, ein Anteil von 20% auf den Korngrößenbereich von 1,0 bis 1,5 mm und ein Anteil von 10% auf den Korngrößenbereich von 2 bis 2,5 mm.A mortar contains as a surcharge component to 48% a calcite / dolomite mixture, 16% silica sand and 10% filler. A proportion of 18% of the calcite / dolomite mixture is attributable to the particle size range of 0.5 to 1 mm, a proportion of 20% to the particle size range of 1.0 to 1.5 mm and a proportion of 10% to the particle size range of 2 up to 2.5 mm.
Der Mörtel enthält als Bindemittelkomponente zu 18% Zement CEM III/B 42,5N-LH/HS/NA, zu 1,6% Mikrosilika-Pulver 940 U-S und zu 5% Elektrofilterasche.The mortar contains as binder component to 18% CEM III / B 42.5N-LH / HS / NA cement, 1.6% microsilica powder 940 U-S and 5% electro-filter ash.
Der Mörtel enthält als Polymerkomponente zu 2,5% ein redispergierbares, Vinylazetat-Ethylen-Copolymer aufweisendes Polymerdispersionspulver.The mortar contains as polymer component to 2.5% of a redispersible, Vinylazetat-ethylene copolymer having polymer dispersion powder.
Zu weniger als 1% enthält der Mörtel ferner Entschäumer, Tensid, Hydrophobierer, Plastifizierer und Stellmittel. At less than 1%, the mortar also contains defoamer, surfactant, water repellant, plasticizer and modifier.
Der verarbeitete Mörtel mit der oben genannten Zusammensetzung erreicht eine hohe Säurebeständigkeit. Bei gutem Abbindeverhalten und geringen Schwindwerten erfüllt er hinsichtlich Festigkeit. E-Modul und Haftverbund sämtliche Basisanforderungen der
Beispiel 2:Example 2:
Der Mörtel enthält als Zuschlagskomponente zu 55,1% eine Calcit-/Dolomitmischung und zu 17,8% Quarzsand S12 T. Ein Anteil von 19,7% der Calcit-/Dolomitmischung entfällt auf den Korngrößenbereich 0,5 bis 1 mm, ein Anteil von 23,7% auf den Korngrößenbereich von 1 bis 1,5 mm und ein Anteil von 11,7% auf den Korngrößenbereich von 2,0 bis 2,5 mm. Im Unterschied zu dem vorangehenden Beispiel enthält die Zuschlagskomponente keinen Füllstoff.The mortar contains 55.1% aggregate component as a calcite / dolomite mixture and 17.8% quartz sand S12 T. A proportion of 19.7% of the calcite / dolomite mixture is attributable to the particle size range 0.5 to 1 mm, a proportion of 23.7% to the particle size range of 1 to 1.5 mm and a proportion of 11.7% to the particle size range of 2.0 to 2.5 mm. Unlike the previous example, the aggregate component contains no filler.
Der Mörtel enthält als Bindemittelkomponente zu 18% Portlandzement CEM I 42,5 RHS/NA, zu 1,6% Mikrosilikapulver 940 U-S und zu 5% Elektrofilterasche.The mortar contains as binder component to 18% Portland cement CEM I 42.5 RHS / NA, 1.6% microsilica powder 940 U-S and 5% electro-filter ash.
Als modifizierende Polymerkomponente enthält der Mörtel zu 2,5% ein redispergierbares, Venylazetat-Ethylen-Copolymer aufweisendes Polymerdispersionspulver.As a modifying polymer component, the mortar contains 2.5% of a redispersible, Venylazetat-ethylene copolymer polymer dispersion powder.
Als Zusatzmittel ist in dem Mörtel zu 0,03% nur ein Entschäumer enthalten.As an additive, 0.03% of the mortar contains only one defoamer.
Der verarbeitete Mörtel mit der vorangehend beschriebenen Zusammensetzung weist gegenüber dem Mörtel nach Beispiel 1 eine noch weiter verbesserte Korrosionsbeständigkeit auf. Die Restdruckfestigkeit nach einer Lagerdauer von 14 Tagen bei einem pH-Wert von 0 beträgt 67,7%. Nach einer Lagerung von 70 Tagen bei einem pH-Wert von 1 beträgt die Restdruckfestigkeit 84,1%. Der Mörtel erfüllt damit die Anforderungen der sog. Hamburger Sielbaurichtlinie, die sogar nur 55% und 75% für die entsprechenden Werte der Restdruckfestigkeit fordert.The processed mortar having the composition described above has a further improved corrosion resistance over the mortar according to Example 1. The residual compressive strength after a storage period of 14 days at a pH of 0 is 67.7%. After storage for 70 days at a pH of 1, the residual compressive strength is 84.1%. The mortar fulfills the requirements of the so-called Hamburger Sielbaurichtlinie, which even requires only 55% and 75% for the corresponding values of residual compressive strength.
Die Korrosionstiefe beträgt 3,6 mm nach einer Lagerdauer von 14 Tagen bei einem pH-Wert von 0, sie beträgt 1,7 mm nach 70 Tagen bei einem pH-Wert von 1 und 1,0 mm nach 166 Tagen Lagerdauer bei einem pH-Wert von 3. Die Hamburger Sielbaurichtlinie lässt für die 14-Tage-Lagerung 5,2 mm und die 70-Tage-Lagerung 2,7 mm zu.The corrosion depth is 3.6 mm after a storage period of 14 days at a pH of 0, it is 1.7 mm after 70 days at a pH of 1 and 1.0 mm after 166 days of storage at a pH Value of 3. The Hamburg Sielbau-Guideline permits 5.2 mm for the 14-day storage and 2.7 mm for the 70-day storage.
Der Mörtel erfüllt alle Anforderungen der
Die Wassereindringtiefe beträgt nach 3 Tagen bei 5 bar Wasserdruck 2 mm. Im Vergleich hierzu liegt die Eindringtiefe in WU-Beton bei 50 mm. Die kapillare Wasseraufnahme beträgt 0,02 kg/(qm·h)0,5. Der entsprechende Richtwert der
Ein geringer Elastizitätsmodul sorgt für Spannungsarmut und damit problemlose Anbindung an zu sanierenden Beton.A low modulus of elasticity ensures low tension and thus easy connection to concrete to be rehabilitated.
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