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Horizontalsperren mit Paraffin? Eine kritische Stellungnahme zur Verwendung von Schmelzmassen.

Horizontalsperren mit Paraffin ?

Eine kritische Stellungnahme zum Verfahren der Abdichtung von Baustoffen durch injizierte Sperrschichten aus Schmelzmassen aus Wachs, Paraffin oderBitumen.

Das Verfahren scheint auf den ersten Blick bestechend einfach und logisch. Die wasserführenden Poren im Baustoff werden unter Druck mit heißen, geschmolzenen Paraffinen oder Wachsen verfüllt. Das Füllgut erstarrt nachdem abkühlen und verstopft die Poren. Das kapillare Saugen und damit auch der Wassertransport werden so dauerhaft unterbunden!

Schmelzmassen sind chemisch inerte, beständige Verbindungen, so dass auch keine Alterung oder ein Abbau der Dichtschicht befürchtet werden muss.

Kritisch hinterfragt, bleibt von dieser scheinbar eleganten Lösung wenig übrig.

Hauptproblem bei dem Verfahren ist die Aufheizung des Substrates/Baustoffes. Selbst niedrig schmelzende Paraffine, (wie z.B.  Kerzen) haben Schmelzpunkte zwischen 60-70°C. Unterhalb ihres Schmelzpunktes erstarren sie schnell, jeder kennt diesen Effekt, z.Bsp. von der tropfenden Kerze.

Für Injektionen in Baustoffe – genauer: in das kapillare Porengefüge eines Baustoffes! – bedeutet das, dass der Baustoff an jedem Punkt, der durch die Injektion erreicht werden soll, während der Injektion mindestens um 20°C- über den Schmelzpunkt des Füllmittels aufgeheizt sein muss. (Besser sind aber 30°C und mehr) – , da es sonst sofort zu Verstopfungen kommt und der Fliessweg des Abdichtunsgmaterials blockiert wird.

Der notwendige Energiebedarf ist sehr hoch! Die spezifische Wärmekapazität eines nassen mineralischen Baustoffes st im Schnitt >2 kj/kg K Baustoff. Gerechnet mit diesem (schon abgerundeten) Wert entspricht das – bei einer angenommenen Dichte von nur 2,2 kg/L, bei einer 30 cm dicken Wand pro m² einem Energiebarf von:

E = 300 L x 2,2 kg/L x 2 kJ/kg K =1.320 kJ/K = 1.320kWs/K = 0,367 kWh/K

Beim Aufheizen von10°C (283.15 K) auf 90°C (363.15 K), entsprichend einem  ΔT von 80 K, ist der Energiebedarf :

E = 80 K x 0,367 kWh/K =29,4 kWh/m²

Dieser theoretische Mindestwert ist aber in der Praxis wegen der großflächigen Strahlungs- und Konvektionsverluste an die Umgebungsluft, bzw. der Erwärmung angrenzenden Baugrundes in der Aufheizzeit, mit einem Faktor 3-5 (abhängig von den baulichen Gegebenheiten) zu multiplizieren, so dass ein tatsächlicher Bedarf an Energie von 88 -147 kWh/m² entsteht.

Bei nur 25 m² zu behandelnder Fläche sind das mit 2200 – 3675 kWh. Eine Energiemenge, die den typischen Jahresbedarf eines Einfamilienhauses übersteigt (und bei Kostenvergleichen mit anderen Verfahren natürlich berücksichtigt werden muss!).

Der Verbrauch wird zusätzlich erhöht, wenn der örtliche elektrische Netzanschluss hohe Entnahmlasten nicht zulässt. Bei den meisten reinen Wohnhäusern, ohne Kraftstromanschluss, ist das der Fall. Es muss also in Abschnitten gearbeitet werden, was die entnommene Energiemenge pro Zeiteinheit durch die Reduzierung der installierten Heizelemente zwar vermindert, die Aufheizzeiten verlängern sich dadurch aber signifikant. Die Konsequenz sind deutlich zunehmende Konvektionsverluste und damit noch höhere Kosten.

Bei diesen Überlegungen ist das größte Problem der paraffinischen (oder den ihnen ähnlichen, bituminösen) Horizontalsperren noch ausgeklammert: Der Wassergehalt feuchter Baustoffe.

Der Wassertransport im Baustoff erfolgt vorzugsweise durch das sogenannte kapillare Saugen der Mikroporen in der Baustoffstruktur. Sind diese Poren ganz oder teilweise mit Wasser gefüllt, muss bei den diskutierten Verfahren das Schmelzmittel das Wasser aus den Poren verdrängen, um sie deaktivieren .

Schon aus Gründen, die in der Dimension der Poren zu suchen sind, ist das – wie weiter unten beschrieben – nicht einfach, zumal das eingedrungene Wasser ja entweichen muss. Das Porengefüge in einem Baustoff – gleichgültig ob Naturstein, Ziegel oder Beton – ist nämlich keine labyrinthähnliche Struktur aus weitestgehend gleichmäßig großen Kanälen, sondern ein Konglomerat aus Hohlräumen mit kleinen und kleinsten Durchmessern, meist vernundem durch noch kleinere Öffnungen.

Die Dimension vieler dieser Öffnungen liegt im Bereich von Mikro- und sogar Nanometern ( 1 Nanometer (nm) = 0,000001mm ) und damit – zumindest teilweise – bereits in molekularen Größenordnungen.

Wasser, (Molmasse 18) ist eines der kleinsten Moleküle. Es kann in so extrem feine Strukturen noch leicht eindringen, sein hochpolarer Charakter unterstützt dabei die Wanderung und die Benetzung der mineralischen Porenoberflächen.

Im krassen Gegensatz dazu sind die Molekülketten der (festen) paraffinischen Kohlenwasserstoffe ( [CH3-(CH2)n-CH3] mit n=20 und mehr und entsprechend hohen Molmassen >350 ) extrem groß. Sie können in Nanoporen nicht mehr eindringen. Und  hydrophobe, unpolaren Kohlenwasserstoffe wie Paraffin, Wachs oder Bitumen, benetzen den Baustoff nicht, lagern sich also nicht an der Oberfläche der Poren an, können deshalb auch nicht den dort anhaftenden Wasserfilm verdrängen.

Argumentiert wird gerne, dass das Problem des Porenwassers in der Struktur durch die – mit dem aufheizen verbundene – Trocknung des Baustoffes gelöst sei. In der Praxis ist eine durchgängige Trocknung aber durch die nur kurzzeitige Aufheizung einer nassen Wand unmöglich.

Damit Wasser aus den feinen, verteilten und verzweigten Poren verdunsten kann, ist ausreichende Zeit erforderlich, auch bei einer unterstützenden Erwärmung des Baustoffes. Und keinesfalls darf bei einer forcierten Trocknung die Temperatur extrem – bis in die Nähe des Siedepunktes des Wassers – erhöht werden, um Schäden an der Struktur zu vermeiden.

Fazit: Homogene, d.h. durchgehende, funktionssichere Sperrschichten aus Wachs, Paraffin oder anderen Schmelzmassen in mineralischen Baustoffen sind aus physikalischen Gründen, wenn überhaupt, höchstens in Baustoffen mit durchgehend grober Porenstruktur, also in Porenbeton oder Bimsbaustoffen, technisch möglich. Die dabei anfallenden Energiekosten sind sehr hoch.

Als Alternative zu Horizontalsperren aus Schmelzmassen gibt es Reaktive Siloxan Konzentrate oder Horizontalsperren Cremes, die sicher und zuverlässig selbst bei wassergesättigten Baustoffen angewendet werden können. Diese Materialien werden ohne zuästzlichen Aufwand und ohne zusätzliche Heizkosten eingebracht.

Artikel zum Download – hier finden Sie den gesamten Artikel inklusive einer Formel zum Nachrechnen

 

Difference between primer and base coat? Is there an impact on the durabilty of the coating?

Primer or Base Coat? We explain the difference and what you have to consider for a successful coating.

Both terms are often used for pure bonding bridges and base coats. 

Primer and base coat fulfill different tasks. They are often substantialy different and not comparable in the application.

The adhesion of a coating is the result of a intermolecular connection between surface and coating material.

Adhesion depends on

  • Chemical properties
  • Surface quality and composition
  • Surface condition (Roughness, smoothness, porosity)

Example:  The adhesive tensile strength of an Epoxy resin on matted glass (sandblasted) is 5 times better  compared with a sample applied on a smooth non treated glass surface.  

Primer increase the adhesion on critical surfaces. In many cases the right primer allows a safe and durable connection between coating/glue and surface.

Ideally the primer works as chemical coupler which brings enourmous strength between surface and coating. Such primers are usually no binding agents and the won´t create a film!

Ideally the effect of a primer / bonding bridge is based on a double function. 1. reaction with the surface. 2. reaction with the coating material itself.

Example: Epoxy functional Silan primer could increase the adhesion of Epoxy resin on a  smooth (not sandblasted) surface more than 10

  • Special Primer  A-867 for coatings made of PUR and EP resins
  • Special primer G-868 for coatings made PMMA and EP resins.

Base Coats have other tasks. They are called deep ground or primer (which is irritating because Primers have other functions) Base coats are adjusted to the surface

  • surface strengthen and hardening
  • bond fine dust at the surface
  • pore filling, block out and isolate humidity, pollutants etc.

Base coats are similar to the following coatings. They are low viscous without or less fillers and pigments.  

Pore filling and closing is the important task of base coats. A sufficient pore filling avoids trouble with the final coating. Pores which aren´t filled properly produce Pinholes in the fresh coating. Pinholes are created by air, trapped inside the holes meanwhile coating. The air pops up and disrupts the fresh coating film.

Without base coat the bindig agent of the final coating gets „filtered“. The result is a damaged coating. This arises when

  • the surface is covered with pores
  • the surface sucks
  • no base coat is used
  • the base coat was used insufficient

These incidents create in the border area between coating and surface a lack of binding agent ( because it gets sucked away – and is no longer available for a proper coating). The result: Adhesion problems! Proper formulated coatings avoid this problem.

Our Epoxy Coatings for balcony, access balcony, garages, storage rooms, industrial floors Silox EPW 857  is available in many different colours and easy to apply. The surface is easy to clean and abrasion resistant. The suitable base coat is Silox EPW 856.

For more information contact our Team in Germany!

ARCAN – get started today!

Unterschied zwischen Primer und Grundierung. Welche Auswirkungen hat das auf die Haltbarkeit einer Beschichtung?

Primer oder Grundierung? Hier erklären wir die Unterschiede und was man beachten muss.

Beide Begriffe werden oft für reine Haftvermittler und für Grundanstriche verwendet. 

Primer und Grundierungen erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Oft sind sie stofflich unterschiedlich und in der Anwendung nicht vergleichbar.

Die Haftung von Beschichtungen auf anderen Oberflächen ist die Folge zwischenmolekularer Wechselwirkungen, zwischen Oberfläche und Beschichtungsstoff.

Haftung hängt ab von

  • chemischen Eigenschaften
  • Beschaffenheit des Untergrundes
  • Zustand des Untergrundes. (Rauhtiefe, Glätte, Porosität)

Beispiel: die Haftzugfestigkeit eines EP-Harzes auf mattiertem Glas (sandgestrahlt) ist um den Faktor 5 besser als die einer Vergleichsprobe auf glatter Glasoberfläche.  

Primer verbessern die Haftung auf kritischen Untergründen. In vielen Fällen ist ein dauerhafter Verbund zwischen Beschichtung/ Klebstoff und Untergrund erst durch den richtigen Primer möglich.

Im Idealfall wirken sie als chemischer Kuppler und ermöglichen Bindungen mit enormer Festigkeit zwischen Untergrund und Beschichtung. Solche Primer sind aber meist keine Bindemittel im klassischen Sinn und bilden auch keine Filme!  

Im Idealfall beruht die Wirkung eines Primers/Haftvermittlers auf einer Zwitterfunktion, die eine Reaktionen mit dem Untergrund und dem Bindemittel der Beschichtungsstoffe ermöglicht. So ist es z B. mit einem epoxydfunktionellen Silan-Primer einfach möglich, die Haftung des EP-Harzes auf dem glatten Glas im oben genannten. Beispiel um mehr als den Faktor 10 zu steigern! 

  • Spezialprimer  A-867 für Beschichtungen aus PUR und EP Harzen.
  • Spezialprimer G-868 für Beschichtungen aus PMMA und EP Harzen.

Grundierungen, haben andere Aufgaben. Man nennt sie auch Einlassgrund, Tiefgrund und Basecoat. Grundierungen werden auf den Untergrund abgestimmt.

  • festigen und härten den Untergrund,
  • binden Feinststaub an der Oberfläche,
  • füllen Poren, sperren und isolieren Feuchtigkeit, Schadstoffe etc.

Grundierungen sind den Folgebeschichtungen sehr ähnlich. Sie sind ausreichend dünnflüssig und enthalten keine oder nur geringe Mengen Füllstoffe und Pigmente.  

Eine wichtige Funktion einer Grundbeschichtung ist der Porenverschluss. Eine ausreichende Füllung der Poren verhindert das entstehen der Pinholes oder Nadelstiche genannten Störungen in der Oberfläche einer Beschichtung. Diese entstehen durch aufgeplatzte Blasen aus Luft, die aus den Poren durch den frischen Film an die Oberfläche wandern.

Ohne Grundierung kommt es zu einem Filtereffekt, dabei wandert das Bindemittel der Beschichtung in den Untergund. Das Ergebnis sind Schäden in der Beschichtung. Diese treten auf, wenn

  • der Untergund viele Poren hat
  • der Untergrund stark saugt
  • kein Grundierung verwendet wird
  • die Grundierung zu dünn aufgetragen wird

An der Grenzfläche zwischen Beschichtung und Untergrund führt das zu einer Bindemittelverarmung der Beschichtung. Typische Folgeschäden sind Haftungsstörungen. Richtig formulierten Grundbechichtungen verhindern diese Schäden.

Unsere Epox Beschichtungssystem für Balkon, Laubengänge, Garagenböden, Lagerhallen und Industrieböden Silox EPW 857 ist in vielen Farben verfügbar und einfach in der Anwendung. Die Oberfläche ist pflegeleicht und abriebfest. Die passende Grundierung ist Silox EPW 856.

Laden Sie hier die vollständige Version unserer technischen Information als PDF. Unterschiede Zwischen Primer und Grundierung

 

 

 

 

Sealing of a leaking pipe penetration, bushing, building connection line, house lateral with a swellable, elastic PUR injection resin HydroBloc 575 Integral from ARCAN

Sealing of a leaking pipe penetration / wall bushing with injection resin.

This method is suitable for all pipes or feed throughs and create a permanenent waterproof collar around the leaking pipe. The advantage is the swellability combined with flexability. This special features enable the use in advanced surroundings. This could be pipes with a hot or cold medium inside, or pipes which contains cables. This is the final solution for all sealing tasks around pipes.

waterproofing of a leaking pipe penetration with ARCAN PUR injection resin with swellability and elasticity

 

Procedure and Preparation

  • excavate the pipe and remove concrete or mortar
    • circular app .30 – 40 mm wide.
    • 60 – 80 mm deep
  • Remove dirt and concret left overs from the pipe surface
  • In case of flowing water drill in 45° angle into the back part of the cavity to release the water. (Ø= 10 – 13 mm)
  • Komprischaum 130 is an injectable foam structure, available in strips a 30 x 70 x 2000 mm. It works like a scaffolding – the resin spreads controlled inside of the foam structure. This Komprischaum strip will be dunked into water and the inserted into the cavity around the pipe, like a collar. The ends must befixed together with wire.
  • Close the opening with Silipox Baukleber 824 (Epoxy glue) or SealFix 930 Expansion mortar (swellable mortar for drilling hole closing).
  • let a ventilation hole in the upper part, this is necessary to release the air meanwhile injection
  • Let it cure

Injection with HydroBloc 575 Integral

  • Inject the Komprischaum collar with HydroBloc 575 Integral, the swellable and elastic PUR resin.  Do not use too much pressure. 10 bar are more than sufficient.
  • The HydroBloc 575 Integral is  ready to use resin. Therefore it doesn´t need acceleration or mixing. Just open the can and start pumping. The material will cure immediately with the humidity in the Komprischaum ( dunked into water before placing inside the hole)

Most of all this method guarantees a hazzle free waterproofing!

ARCAN ….. always one step ahead

ARCAN product catalogue english language

Abdichtung einer Rohrdurchführung mit quellfähigem, elastischem PUR Injektionsharz HydroBloc 575 Integral

Rohrdurchführung abdichtenmit HydroBloc 575 Integral Das Rohr oder der Kanal wird umlaufend ca. 30 – 40 mm breit und bis in  eine Tiefe von 60 – 80 mm durch aufstemmen vorsichtig so freigelegt, daß ein ca. 30 – 40 mm breiter Schlitz entsteht. Die Rohr- oder Kanalwandungen werden von anhaftenden Baustoffresten (Beton, Mörtelreste) gesäubert, Staub wird sorgfältig entfernt.

In den hinteren Bereich der geschaffenen Öffnung ordnet man – bei eindringendem  Wasser bei Wänden von der tiefsten Stelle aus – seitlich schräg (wie bei Rissinjektionen üblich) eine Injektionsbohrung (Ø = 10 – 13 mm) an (sie dient zunächst dazu, das eindringende Wasser abzuleiten)

Anschließend wird um das Rohr/den Kanal, umlaufend und möglichst satt anliegend, ein 40 mm breites und mindestens 30 mm dickes Band aus HydroBloc-Fugenfüller gelegt und befestigt*.

Nach diesen vorbereitenden Arbeiten verschließt man die verbleibende Öffnung zwischen Fugenfüller und Oberfläche, entweder mit EP-Baukleber 824 oder mit HydroFix-Quellmörtel 930, genau nach den Verarbeitungsvorschriften dieser Produkte.

Nach Abbinden/Aushärten dieser Verdämmung – je nach Baustellenbedingungen empfehlen wir eine Wartezeit von 3 – 5 Tagen – wird der Porenraum des Fugenfüllers über einen Packer verpresst. Dabei darf keinesfalls ein zu hoher Druck aufgebaut werden (10 bar sind mehr als ausreichend). Besonders gut geeignet für das Verpressen ist unser niedrigviskoses und feuchtereaktives Injektionsharz HydroBloc-575 integral und auch das hydrophile, mit Wasser verträgliche HydroBloc-Injekt 583 kann verwendet werden.

Weitere Informationen:

HydroBloc 575 Integral – verarbeitungsfertiges quellfähiges Injektionsharz (6,5 kg)

 

 

 

„Fingerabdruck“ diffuser Protonen entschlüsselt

Universität Leipzig/Swen Reichhold

Prof. Dr. Knut R. Asmis mit den beiden Doktoranden Matias Fagiani (links) und Harald Knorke (rechts) vor dem Infrarotlaser des sogenannten Photodissoziationsspektrometers, mit welchem die Messungen zum Grotthuß-Mechanismus durchgeführt wurden.

Der Grotthuß-Mechanismus, benannt nach dem Leipziger Naturwissenschaftler Freiherr Theodor von Grotthuß (1785-1822), erklärt qualitativ den Transport von elektrischen Ladungen in wässrigen Lösungen. Dieser spielt in alltäglichen biochemischen Prozessen, zum Beispiel der Signalübertragung in Proteinen, eine fundamentale Rolle. Doch die molekularen Details des Ladungstransports sind noch immer nicht abschließend geklärt. Wissenschaftlern des Wilhelm-Ostwald-Instituts für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Leipzig ist es nun erstmals gelungen, den spektroskopischen „Fingerabdruck“ gelöster Protonen, die dem Ladungstransport zu Grunde liegen, experimentell zu entschlüsseln.

In einer Kooperation mit Wissenschaftlern der US-amerikanischen Universitäten Yale, Pittsburgh, Ohio State und Washington gelang es den Doktoranden Matias Fagiani und Harald Knorke aus dem Arbeitskreis von Prof. Dr. Knut Asmis, Schlüsselmotive auszufrieren und bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt im Infrarotbereich zu spektroskopieren. „Die diffuse Natur der in Wasser gelösten Protonen erschwert eine spektroskopische Charakterisierung ungemein“, sagt Asmis. „Umso höher ist die Leistung der Arbeitsgruppe einzustufen.“

Theodor von Grotthuß, selbst Student der Universität Leipzig, postulierte 1805, dass sich Wassermoleküle in einem elektrischen Feld, zum Beispiel zwischen zwei Elektroden, nicht nur zwecks Ladungstransport teilen können, der sogenannten Autodissoziation des Wassers, sondern dass sich die so erzeugten Ladungsträger viel effektiver entlang einer Kette aus vernetzten Wassermolekülen fortpflanzen können, analog zu einer Kette von umfallenden Dominosteinen. Als Konsequenz wandert nicht das in Wasser gelöste Proton von einer Elektrode zur anderen, um die Ladung zu übertragen, sondern es reicht aus, dass sich der Ladungsdefekt entlang dieser Kette fortpflanzt, was bedeutend schneller und effektiver geht.

„Experimente an molekularen Aggregaten in ihrer Gasphase wurden lange belächelt, da die Experimente nicht am realen System, sondern an einem molekularen Ausschnitt daraus in Isolation durchgeführt werden“, erläutert Asmis. „In diesem Fall handelt es sich um Experimente an genau einem Proton, umgeben von vier bis zu sechs Wassermolekülen. Der große Vorteil der Untersuchungen an diesen abstrakten Modellsystemen ist deren extrem hohe Empfindlichkeit und Selektivität. Darüber hinaus können die Messwerte direkt mit den Resultaten aus hochwertigen quantenmechanischen Simulationen verglichen und interpretiert werden.“ Deren Anwendung auf die ausgedehnteren realen Systeme sei aufgrund der dafür benötigten enormen Rechenleistung auf diesem Niveau „zurzeit noch völlig undenkbar“.

„Wir verstehen jetzt viel besser, wie sich die unmittelbare Umgebung eines gelösten Protons in seinem spektroskopischen Fingerabdruck widerspiegelt“, erklärt Asmis. „Dies stellt eine der Grundvoraussetzungen für die Durchführung und Interpretation von weiterführenden Arbeiten auf diesem Gebiet dar, zum Beispiel um die Beweglichkeit der Protonen in Echtzeit zu charakterisieren.“ Ein solcher experimenteller Aufbau, „mit dem man ultimativ einen Film des Grotthuß-Mechnismus mit atomarer Auflösung abdrehen kann“, befinde sich gerade in der Planungsphase, sagt Asmis. Er soll den Wissenschaftlern an der Fakultät für Chemie und Mineralogie innerhalb des nächsten Jahres zur Verfügung stehen.

Globalisierung in unsicheren Zeiten neu gestalten

SPECTARIS - Deutscher Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V.

SPECTARIS – Deutscher Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V.

Der Deutsche Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien e.V. (SPECTARIS) vertritt den Hightech-Mittelstand in Deutschland. Die Produkte aus den Bereichen Consumer Optics, Photonik, Präzisionstechnik, Mechatronik oder Medizintechnik sind in nahezu allen Berei … mehr