173433. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkálikus építőanyagokból készült épületelemek korrózióállóságának növelésére és hidrofobizálására
3 173433 4 támadják a felületet és keresztül jutva a védőrétegen korróziós károsodásokat okoznak. Beton hidrofob kikészítésére javasolták a kész betonrészek felületének szilikonét oldatokkal, különösen metilszilikonát oldatokkal való bevonását mázolással vagy permetezéssel (lásd például az 1 133 201 számú nagy-britanniai szabadalmi leírást). A metilszilikonát oldatokból az atmoszférikus széndioxid hatására metilszilikonfilm képződik, amelyről a víz lepereg, azonban amely a pórusok gázáteresztő képességét nem befolyásolja. Szilikon lakkoldatok vagy -emulziók felvitelével vékony víztaszító bevonatok képezhetők, amelyek a pórusokat nem tömik el, azaz segítségükkel olyan felületi impregnálás alakítható ki, amelyből a nedvesség kifelé áramolhat, azonban fordított irányban, tehát a belső rétegek felé nedvesség nem vándorolhat. Mivel a szilikonfilmek rendkívül vékonyak, a felületi védelem már csekély mechanikai károsodás esetén is megszűnik. Hátrányos továbbá, hogy a felület nem szilárdul meg és a betonfelület korrózióérzékeny alkálikus alkotórészei nem semlegesítődnek. Az épületelemek felületének megszilárdulását a víztaszító tulajdonság egyidejű kialakításával újabban azáltal érik el, hogy az épületelem-felületeket, például betonfelületeket, keményplasztok, például epoxi-műgyanták felvitelével erősítik meg. Az eljárás magas költségei azonban ezt a kiviteli formát csak igen speciális esetekben teszik lehetővé. A találmány célja víz behatolásának meggátolása alkálikus építőanyagokból készített épületelemekbe és egyidejűleg a fentiekben felsorolt hiányosságok kiküszöbölésével az épületelem felületének korrózióálló kikészítése, illetve főként olyan épületelemek használati értékének növelése, amelyek különös mértékben ki vannak téve nedvesség, víz vagy vegyszerek, főként savak, sóoldatok vagy szerves vegyszerek hatásának. A találmány célja egy általánosan alkalmazható és kis ráfordításokkal járó megoldás kidolgozása. Ezt a célt oly módon érjük el, hogy alkálikus építőanyagokból álló épületelemek felületét RnSiF4.„ általános képletű szerves fluorszilánok gőzeivel vagy gázaival - ahol R jelentése 1-6 szénatomot, tartalmazó alkilcsoport, 2-6 szénatomot tartalmazó alkenilcsoport vagy fenilcsoport, előnyösen metil- vagy etil-csoport, n jelentése 1-3 közötti egész szám, előnyösen 1 - adott esetben SiF4 jelenlétében kezeljük. A gáz vagy gőz a pórusokon keresztül az épületelem belsejébe áramlik és az alkálikus alkotórészekkel reagál fémfluoridok, főként CaF2 képződése mellett. A folyamat exoterm. A fémfluoridok a megfelelő kiindulási oxidokhoz, -hidroxidokhoz és -karbonátokhoz képest vízzel, sav- vagy só vizes oldatával szemben rendkívül stabilak. Egyúttal szerves polisziloxán képződik, amely hidrofob tulajdonságának következtében a víz behatolását megakadályozza. Emellett jóval nagyobb rétegvastagságú hidrofob réteg alakítható ki, mint szilikon oldatok mázolással vagy permetezéssel való felvitele esetén. SiF4-el kezelt cementfelületekkel ellentétben, ahol a fémhidrogénekkel való reakció során felszabaduló vizet a kicsapódó kovasav felveszi, a szerves fluorszilánok a fémoxidokkal olyan vegyületet képeznek, amely a reakcióból származó vizet taszítja. Várható lett volna, hogy a felszabaduló víz további szerves fluorszilánt hidrolizálva gyantaszerű hidrolízisterméket képez, amely a beton felületében a pórusokat eltörni és ezenkívül a hidrolízisnél felszabaduló fluorhidrogén a betonvázat roncsolja. Meglepő módon azonban ez a roncsoló hatás nem lép fel. Mivel kötődésre hajlamos kovasav nem csapódik ki, a betonváz azon rétege, ahol a reakció lejátszódik, úgy tömörödik, hogy mechanikai tulajdonságai, például a beton felületén jelentősen javulnak. A tömörödés meglepő módon olyan nagymértékű, hogy a szilárdság megközelíti azoknak a betonelemeknek a szilárdságát, amelyeket csupán SiF4-al kezelünk, sőt az esetek többségében felül is múlja. A hidrofobizálás foka (Riethmeyer szerint) átlagban 85%, ugyanakkor tiszta SiF4-al való kezeléssel megközelítően 20%. Szerves fluorszilánként főként metiltrifluorszilán alkalmas. E vegyületet tiszta formában vagy dimetil-difluorszilánnal és/vagy trimetilfluorszilánnal együtt alkalmazzuk. Használható és előnyös tulajdonságú elegyet nyerünk, ha a metilklórszilán-szintézis desztillációs maradékát fluorozó szerekkel kezeljük. A metilfluorszilánokhoz hasonlóan alkalmasak azonban egyéb kisforráspontú szerves fluorszilánok is, mint például etil-, vinil- és propilfluorszilánok vagy nagyobb forráspontú szerves fluorszilánok, például butil- vagy fenilfluorszilánok gőzei. A megfelelő gázokat vagy gőzöket tiszta alakban vagy inert gázokkal keverhetjük. SiF4 gáz jelenléte a találmány szerinti eljárás sikerét ugyancsak nem befolyásolja. A találmány szerint alkalmazható gázok vagy gőzök 20 C° és 100 C° közötti hőmérsékleten alkalmazhatók. Dolgozhatunk normál nyomáson, valamint kis- vagy nagynyomáson. Általában normál nyomáson és normál hőmérsékleten dolgozunk. Nagyon sűrű szerkezetű beton esetén nyomás felhasználása nélkül 1—4 mm vastagságú védőréteget alakíthatunk ki. Ugyancsak nincs lényeges jelentősege, hogy a kezelendő épületelemeket vizes, nedves, légszáraz vagy főként utánszárított formában kezeljük. Mivel a szerves fluorszilánok CaC03-al is reagálnak, a találmány szerinti eljárás ellentétben az okrát-eljárással meglepő módon már raktározott és edzett épületelemekkel is kivitelezhető. A kezelési hőmérséklet, a kezeléshez használt gáz koncentrációja és nyomása, továbbá egyéb tényezők változtatásával a védőréteg vastagságát és ezzel a védőhatás fokát a mindenkori követelményeknek megfelelően alakíthatjuk ki. A találmány szerinti eljárással cement-, mészcement-, azbeszt- és szilikátbetonból vagy magnézia-kötőanyaggal készült betonokból készült épületelemek kezelhetők. Közelebbről kezelhetünk például portlandcementből vagy kohócementből készült épületelemeket. A találmány szerinti eljárás végrehajtását a kész épületelemek formája és a különböző adalékanyagok nem befolyásolják. Az eljárást kivitelezhetjük 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
