DE2729579A1 - CORROSION PROTECTION OF METAL REINFORCEMENT FOR CONCRETE - Google Patents
CORROSION PROTECTION OF METAL REINFORCEMENT FOR CONCRETEInfo
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Description
Beschreibung ' Description '
Die Erfindung betrifft die Beschichtung von Metallelementen mit speziellen Korrosionsinhibitoren, wobei das Metall gegen Korrosion geschützt wird; die wichtigste Anwendung gemäß Erfindung dient dem Schutz von Metallen, die in zementhaltigen Körpern wie Beton verwendet werden.The invention relates to the coating of metal elements with special corrosion inhibitors, the metal against Corrosion is protected; the most important application according to the invention is the protection of metals in cement-containing Bodies such as concrete can be used.
Hydraulische Zemente sind Bindemittel, die durch Einwirkung von Wasser abhärten; die üblichsten Zementsorten sind Alite-Zemente, von denen beispielsweise Portlandzement am bekanntesten ist. Eine abgebundene Mischung aus einem hydraulischen Zementbindemittel und Sand ist ein Mörtel und eine abgebundene Mischung aus einem hydraulischen Zementbindemittel, Sand und Aggregaten ist Beton. Wenn diese abgebunden sind, werden sie im folgenden zementhaltige Körper genannt. In diesen zementhaltigen Körpern ist oft Metall vorhanden, insbesondere im Beton, und zwar als Verstärkung. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbeschichten von Metall, um es gegen Korrosion zu schützen, die auftreten kann, wenn sich das Metall in situ in einem zementhaltigen Körper befindet. Die Erfindung betrifft ferner gegen Korrosion behandelte Metallgegenstände, die als Betonbewehrung eingesetzt werden oder eingesetzt werden sollen, aber auch anderen Zwecken dienen können.Hydraulic cements are binders that harden when exposed to water; the most common types of cement are Alite cements, of which portland cement, for example, is best known. A set mix of a hydraulic Cement binder and sand is a mortar and a set mixture of a hydraulic cement binder, sand and aggregates is concrete. When these are set, they are called cement-containing bodies in the following. In these cementitious Metal is often present in bodies, especially in concrete, as reinforcement. The present invention relates to a method of precoating metal to protect it against corrosion that can occur if it does the metal is in situ in a cementitious body. The invention also relates to metal objects treated against corrosion, which are or are to be used as concrete reinforcement, but also serve other purposes can.
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Hydraulische Zemente einschließlich Alite-Zementen sind zahlreichen korrodierenden Einflüssen ausgesetzt. In einigen Fällen kommen diese Einflüsse von im Zement vorhandenen Teilen, wie beispielsweise durch Calciumchloridbeschleuniger oder durch Einsatz von Chlorid enthaltenden Metallen. Andere Einflüsse können von außen einwirken, wie beispielsweise die Verwendung von Calciumchlorid und/oder Salz bei der Schnee- und Eisentfernung, wenn die Elemente einem Salzsprühnebel oder Laugen ausgesetzt sind. Derartige Einflüsse greifen die Metallstücke in dem Zement oder bei Berührung mit Zement an oder korrodieren diese. Die vorliegende Erfindung sieht Beschichtungen für das Metall vor, welche eine derartige Korrosion verhindert.Hydraulic cements including Alite cements are numerous exposed to corrosive influences. In some cases these influences come from parts present in the cement, such as for example by calcium chloride accelerators or by using chloride-containing metals. Other influences can have an external effect, such as the use of calcium chloride and / or salt to remove snow and ice, when the elements are exposed to salt spray or alkaline solutions. Such influences affect the metal pieces in the cement or on contact with cement or they corrode. The present invention provides coatings for the metal, which prevents such corrosion.
Gemäß Erfindung wird ein Korrosionsinhibitor für die Behandlung der Oberfläche von Metallgegenständen, insbesondere von Metall, das als Bewehrung oder Verstärkung für Beton dient, vorgeschlagen, der Natriumnitrit, Calciumnitrit oder Calciumchromat enthält oder aus diesen besteht. Diese können als korrosionsverhindernde Schicht auf Metallstrukturen einschließlich Eisen, Stahl, Aluminium oder Stahl/Aluminiumlegierungen, z.B. Gittern, Verstärkungsstäben und dergleichen, aufgebracht werden, die den korrodierenden Einflüssen in Alite-Zementen ausgesetzt sind. Im folgenden wird der Einfachheit halber das Natrium- oder Calciumnitrit oder das Calciumchromat bzw. Mischungen von zweien oder dreien dieser Verbindungen als erfindungsgemäßer Inhibitor oder einfach als Inhibitor bezeichnet.According to the invention, a corrosion inhibitor for the treatment of the surface of metal objects, in particular of Metal that serves as reinforcement or reinforcement for concrete is suggested, the sodium nitrite, calcium nitrite or calcium chromate contains or consists of these. These can be used as a corrosion preventive layer on metal structures including Iron, steel, aluminum or steel / aluminum alloys, e.g. grids, reinforcing bars and the like, applied exposed to the corrosive effects of Alite cements. In the following, for the sake of simplicity Sodium or calcium nitrite or calcium chromate or mixtures of two or three of these compounds as according to the invention Inhibitor or simply referred to as an inhibitor.
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Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, Metallelemente mit dem Inhibitor zu beschichten. Der einfachste Weg let die Herstellung einer wäßrigen Lösung des Inhibitors von beispielsweise 10 bis 40 Gew.%, in die die Metallelemente eingetaucht, anschließend herausgezogen und danach an der Luft oder in einem Ofen getrocknet werden. Hierbei erhält man eine wirksame Beschichtung mit dem Inhibitor auf den Metallelementen. Die Metallelemente können dann als Konstruktionselement in Beton, Mörtel oder dergleichen eingesetzt werden. Man kann die Lösung auch über einen Schlauch wirksam verspritzen; ferner kann der Inhibitor auf das Metall aufgestrichen oder aufgepinselt werden.There are various options for coating metal elements with the inhibitor. The simplest way let the preparation of an aqueous solution of the inhibitor of, for example, 10 to 40% by weight, in which the metal elements are immersed, then pulled out and then dried in the air or in an oven. This gives an effective coating with the inhibitor on the metal elements. The metal elements can then be used as a construction element in concrete, mortar or the like. The solution can also be effectively sprayed through a hose; furthermore, the inhibitor can be painted or brushed onto the metal.
Es bestehen zahlreiche weitere Methoden, um Metallstücke mit dem Inhibitor zu beschichten. So wird beispielsweise der Inhibitor mit einer Aufschlämmung eines hydraulischen Zementes in einer Menge von etwa 1 bis 2 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe im Zement, vermischt. Die Metallstücke werden dann in die Aufschlämmung eingetaucht, wieder herausgezogen, wonach man sie härten läßt; nach dem Härten können diese Elemente dann in einer Alite-Zementmatrix verwendet werden.There are numerous other methods of coating pieces of metal with the inhibitor. So, for example, is the inhibitor With a slurry of a hydraulic cement in an amount of about 1 to 2% by weight, based on the weight of the Solids in cement, mixed. The metal pieces are then immersed in the slurry, withdrawn again, after which they are allowed to harden; after hardening, these elements can then be used in an Alite cement matrix.
Zahlreiche andere Beschichtungsmethoden, um die Metallelemente mit Natrium- oder Calciumnitrat oder Calciumchromat zu beschichten, sind dem Fachmann aus der Beschichtungstechnik bekannt.Numerous other coating methods to coat the metal elements with sodium or calcium nitrate or calcium chromate, are known to the person skilled in the art of coating technology.
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Die beschichteten Metallelemente gemäß Erfindung können zusammen mit vielen anderen Standard-Systemen von Alite-Zementkorrosionsverhinderern einschließlich pulvrigen Epoxybeschichtungen verwendet werden, sowie mit mit Polymeren imprägniertem Beton, mit wasserdichten Membranen, mit verdichtetem Beton, mit einem dichten Beton mit niedrigem Wasser/Zement-Verhältnis und mit Superweichmachern, sowie zusammen mit gleichzeitig zugesetzten Wachskugeln, ferner mit expansiven Zementen, mit Flugasche, mit durch Latex modifizierten Mörteldeckanstrichen, mit Zusatz von anorganischen Polymeren und mit polymerem Beton. Beispiele für geeignete Latices mit Latex modifizierte Mörtel als Deckanstriche sind Acryllatices, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Vinylidenchlorid, Styrol/Butadien und deren Mischpolymere.The coated metal elements according to the invention can be used in conjunction with many other standard systems of Alite cement corrosion inhibitors including powdered epoxy coatings, as well as those impregnated with polymers Concrete, with waterproof membranes, with compacted concrete, with a dense concrete with a low water / cement ratio and with super plasticizers, as well as together with simultaneously added wax balls, furthermore with expansive cements, with fly ash, with Mortar topcoats modified by latex, with the addition of inorganic polymers and with polymer concrete. Examples of suitable latex-modified mortars as top coats are acrylic latexes, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, Vinylidene chloride, styrene / butadiene and their mixed polymers.
Alle diese Systeme ergeben zusammen mit den erfindungsgemäß beschichteten Gegenständen gute Ergebnisse; besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung von Beton, der die Wasserdurchlässigkeit verringert. In diesen Fällen wird eine grobe Mischung mit einem niedrigen Wasser/Zement-Verhältnis dazu führen, daß die Natrium- oder Calciumnitrit- oder Calciumchromatbeschichtung wirksamer ist. Wegen der Schwierigkeiten der Verarbeitung oder Anbringung derartiger grober Gemische können Zusätze verwendet werden, um das Wasser zu verringern und die gleiche Plastizität der Mischung aufrecht zu erhalten. In diesen Fällen kann ein Weichmacher verwendet werden, wie beispielsweise Copolymere von Naphthalinformaldehydharzen oderAll of these systems, together with those of the present invention coated objects good results; The method according to the invention is particularly suitable for treating concrete, the the water permeability is reduced. In these cases a coarse mix with a low water / cement ratio will be used cause the sodium or calcium nitrite or calcium chromate coating is more effective. Because of the difficulty of processing or applying such coarse mixtures Additives can be used to reduce the water and maintain the same plasticity of the mixture. In these cases, a plasticizer such as copolymers of naphthalene-formaldehyde resins can be used
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üblichere Wasser verringernde Mittel, wie 80 % Calciumlignosulfonat und 20 % Triethylamin, das mit einer Zugaberate von 0,1 bis 0,4 % dem Zement zugesetzt wird.more common water reducing agents such as 80% calcium lignosulfonate and 20% triethylamine, which is added at an addition rate of 0.1-0.4% is added to the cement.
Ein Wasserverringerungsmittel ist eine Substanz, die während der Herstellung des Betons dem Zement zugesetzt wird, um die
Verarbeitbarkeit der Mischung zu verbessern, und die ein normales Abhärten des Betons gestattet und eine 28 Tage-Festigkeit
ergibt, die mindestens 10 % größer als bei Mischungen
ohne derartige Zusätze ist. Im allgemeinen bewirken derartige Zusätze eine Wasserverringerung von 5 % oder mehr in der
Mischung. Derartige Wasserverringerungsmittel sind in ASTM
C-494 beschrieben.A water reducer is a substance that is added to the cement during the manufacture of the concrete to improve the workability of the mix and that allows the concrete to set normally and gives a 28 day strength that is at least 10% greater than that of mixes
without such additives. In general, such additives cause a water reduction of 5% or more in the
Mixture. Such water reducing agents are in ASTM
C-494.
Eine bevorzugte Formulierung bei Verwendung von mit Natriumoder Calciumnitrit oder Calciumchromat beschichteten Gegenständen
gemäß Erfindung beinhaltet auch ein Wasserverringerungsmittel. Hierzu gibt es mindestens zwei Gründe. Einmal können
bei einer gewöhnlichen Mischung mit einem Wasserverringerungsmittel große, wahllos verteilte Blasen an den Verstärkungselementen
beim Einbringen des Betons oder Zements entstehen. Zum anderen führt die Verwendung derartiger Wasser verringernder
Mittel zur Bildung eines dichteren Zementes oder Betons und
verringert demzufolge den Zutritt von korrodierenden Salzen
aus der Umgebung.A preferred formulation when using articles coated with sodium or calcium nitrite or calcium chromate according to the invention also contains a water-reducing agent. There are at least two reasons for this. On the one hand, when the concrete or cement is poured in, large, randomly distributed bubbles can form on the reinforcing elements when the concrete or cement is placed in an ordinary mixture with a water-reducing agent. On the other hand, the use of such water-reducing agents leads to the formation of a denser cement or concrete and
consequently reduces the ingress of corrosive salts
from the area.
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Ein bevorzugtes Wasserverringerungsmittel ist eine Mischung aus 80 % Calciumlignosulfonat und 20 % Calciumchlorid, welche mit einer Zugaberate von 0,1 bis 0,4 % zugesetzt wird. Andere Wasser reduzierende Mittel enthalten Additive wie Triethylaminformat oder Polysaccharide.A preferred water reducing agent is a mixture of 80% calcium lignosulfonate and 20% calcium chloride, which is added at an addition rate of 0.1 to 0.4%. Contains other water reducing agents Additives such as triethylamine format or polysaccharides.
Es ist im Baugewerbe bekannt, daß Natriumgluconat, Calciumlignosulfonat, Verbindungen des Saccharidtyps und dergleichen die Einbringbarkeit und die Festigkeit verbessern und das Abbinden der Betonmischung verzögern. Somit kann durch den Einsatz dieser üblichen Verzögerer die korrosionsverhindernde Eigenschaft von Natrium- oder Calciumnitrat vergrößert werden.It is known in the construction industry that sodium gluconate, calcium lignosulfonate, Saccharide-type compounds and the like improve introducibility and strength, and the like Delay setting of the concrete mix. Thus, the use of these common retarders can prevent corrosion Property of sodium or calcium nitrate can be increased.
Verwendung mit Additiven zur Erhöhung von Lufteinschlüssen Additive zur Erhöhung von Lufteinschlüssen werden beispielsweise bei Brückenkonstruktionen dem Beton zugesetzt, um die Durabilität zu verbessern. Diese Mittel wirken dadurch, daß innerhalb der Betonmischung kleine Ausdehnungskammern gebildet werden, so daß beim Frieren des Wassers im Beton dieser Beton nicht negativ beeinflußt wird oder reißt. Es wird angenommen, daß bei Verwendung derartiger Zusatzmittel der mittlere freie Weg für die Zufuhr von Chlorid zum Beton auf einem Höchstwert gehalten wird, wodurch die Chloridkonzentration an der Oberfläche der beschichteten Metallelemente gemäß Er- Use with additives to increase air inclusions Additives to increase air inclusions are added to the concrete in bridge constructions, for example, in order to improve durability. These agents work by forming small expansion chambers within the concrete mix so that when the water freezes in the concrete, this concrete is not adversely affected or cracked. It is assumed that when such additives are used, the mean free path for the supply of chloride to the concrete is kept at a maximum value, as a result of which the chloride concentration on the surface of the coated metal elements according to the invention
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findung verringert wird, wodurch wiederum weniger Inhibitor erforderlich ist.Finding is reduced, which in turn less inhibitor is required.
Als ein Mittel zum Einbau von Luft werden Vinsolharze der Hercules Powder Co. empfohlen. Diese Substanz gehört zu den Holzharzen. Ferner sind verseifte Tallölharze und Natriumlaurylsulfonat, ein anionisches Tensid, und Triton X-100, nämlich ein Nonylphenolethylenoxidkondensat, ein nicht-ionisches Tensid, geeignet.Vinsol resins from Hercules Powder Co. are recommended as a means of incorporating air. This substance is one of the Wood resins. Also saponified tall oil resins and sodium lauryl sulfonate, an anionic surfactant, and Triton X-100, namely, a nonylphenol ethylene oxide condensate, a nonionic surfactant, is suitable.
Die Gegenstände gemäß Erfindung können zusammen mit Beschleuniger enthaltendem Alite-Zement verwendet werden. Derartige Beschleuniger sind in der Zementindustrie und für Beton bekannt.The articles according to the invention can be used together with accelerator-containing Alite cement. Such accelerators are known in the cement industry and for concrete.
Puzzolane natürlicher oder künstlicher Herkunft, wie beispielsweise Flugasche, Ofenschlacke und dergleichen, sind ebenfalls für beschichtete Metallgegenstände gemäß Erfindung geeignet, da diese zugesetzten Materialien Leerstellen im Beton und/ oder in der Zementmischung auffüllen und dadurch die Menge an Inhibitor, die für eine entsprechende Korrosionsverhinderung erforderlich ist, verringern.Pozzolans of natural or artificial origin, such as Fly ash, furnace slag and the like are also suitable for coated metal objects according to the invention, because these added materials fill up voids in the concrete and / or in the cement mixture and thereby the amount of inhibitor, which is necessary for a corresponding corrosion prevention, decrease.
ue:bü:cmue: bü: cm
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