Hydrophobierung von Gips durch Silane (Teil 1)

TU BERGAKADEMIE FREIBERG // AKZO NOBEL CHEMICALS AG

Relative Reaktionsgeschwindigkeit v_rel der Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen von Silanen in Abhängigkeit vom pH-Wert [15, 20]

Hydrophobierungstest (Zeit bis zur vollständigen Absorption/Aufnahme eines Wassertropfens) der Gipsoberfläche in Abhängigkeit vom Alkyltriethoxysilan-PTES/OTES-Gehalt

Hydrophobierung (Wassertropfentest) der Gipsoberfläche, hergestellt mit verschiedenen Gehalten an a- und b-Halbhydrat mit 0,165 Gew.-% PTES bezogen auf die Trockenmischung

Hydrophobierung (Wassertropfentest) der Gipsoberfläche in Abhängigkeit von der Hydrolysezeit mit 0,165 Gew.-% Propyltriethoxysilan (PTES). Hydrolysezeit = Vorhydrolysezeit des Silans in einer alkalischen Suspension + 15 min. Verarbeitungszeitraum des Frischmörtels

Vergleich der ¹³C-NMR-Spektren des Propyltriethoxysilans (0,5 Gew. %) bei pH = 12,5 nach verschiedenen Hydrolysezeiten

Vergleich der ²⁹Si-NMR-Spektren des Propyltriethoxysilans und der Reaktionsspezies bei pH = 3 (links) und pH = 12,5 (rechts) nach 35 min Hydrolysezeit

Wassertropfentest auf einer Gipsoberfläche

Der wesentliche Nachteil beim Einsatz von Gipsprodukten im Baubereich besteht in ihrer schlechten Wasserbeständigkeit. Diese lässt sich zwar durch die Zugabe von Spezial-Silanen verbessern, allerdings ist nur sehr wenig über die Wirkungsweise solcher Verbindungen bekannt. In diesem Bericht wird die hydrophobierende Wirkung von Propyltriethoxysilan als Beispiel eines kurzkettigen Alkylalkoxysilans in einer alkalischen Gipsmatrix ausführlich untersucht.

1 Einführung

Gipsprodukte werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt, hauptsächlich im Baustoffsektor. Von größter Bedeutung sind dabei Gipsputze und Gipskalkputze, Gipsbauplatten, Gipsfaserplatten, Gipskartonbauplatten oder Gipsestriche. Trotz der geringen Löslichkeit von 2,75 g Gips/L Wasser sind Gipsbaustoffe dennoch wasserempfindlich. Die Anwendung beschränkt sich daher auf den Innenbereich. Gipsbaustoffe können Wasser reversibel über das Porensystem aufnehmen. Dabei kommt es zu Quellerscheinungen verbunden mit Festigkeitsveränderungen und zu Veränderungen der Oberflächenstruktur durch...

TEXT Dipl. Chem. Andrea Winkler¹, Dipl. Nat. Susanne Fritz¹, Dr. Thomas Aberle², Dr. Daniela Freyer¹*, Prof. Dr. Wolfgang Voigt¹
¹TU Bergakademie Freiberg, Institute of Anorganic Chemistry, Freiberg/Germany
²Akzo Nobel Chemicals AG, Sempach-Station/Switzerland