Chemie für nachhaltige Baustoffe

Tim Mrohs präsentierte auf der 3rd International Conference on the Chemistry of Construction Materials (ICCCM) 2021 der GDCh Bauchemie, welche online stattfand, ein Poster mit dem Titel: „Influence of Environmental Factors on the Swelling Capacities of Superabsorbent Polymers Used in Concrete “.

In der aktuellen Studie von Prof. Dr. Oliver Weichold und Udo Antons wird die Anwendung der einseitigen Kernspinresonanz (NMR) als Methode zur zerstörungsfreien Analyse von Hydrophobierungsmitteln auf Beton beschrieben. Mit dieser Technik lassen sich das Eindringverhalten von 𝑛-Octyltriethoxysilan und 𝑖-Butyltriethoxysilan sowie die Eigenschaften der daraus entstehenden wasserabweisenden Schichten untersuchen.

Die Studie zeigt deutliche Unterschiede im Verhalten der beiden Verbindungen:

• 𝑛-Octyltriethoxysilan: Das Eindringen erfolgt hauptsächlich als einfacher Transportprozess. Es zeigen sich kaum Anzeichen von Polycondensation oder Reaktionen mit den Porenwänden während der ersten 24 Stunden. Die Dicke der hydrophoben Schicht korreliert gut mit dem Ende des Transportprozesses.
• 𝑖-Butyltriethoxysilan: Hier reduziert sich die nachweisbare Menge während der ersten 18 Stunden um die Hälfte, was auf eine starke Polycondensation oder Bindung an die Porenwände hindeutet. Die resultierende Schicht ist ca. 25 % dicker als anhand der Eindringprofile erwartet.

Beide Wirkstoffe erwiesen sich als exzellente Hydrophobierungsmittel. Die Schichten waren auch nach mehr als einem Jahr Lagerung in einem flachen Wasserbad für Flüssigwasser undurchlässig. Allerdings konnte ein Feuchtigkeitstransport durch die Schichten nachgewiesen werden, was die Bedeutung der einseitigen NMR als Werkzeug zur Qualitätssicherung unterstreicht.

Weichold, O.; Antons, U.C.
Assessing the Performance of Hydrophobing Agents on Concrete Using Nondestructive Single-Sided Nuclear Magnetic Resonance
Journal Of Infrastructure Systems 2017, 23 (4). https://doi.org/10.1061/(ASCE)IS.1943-555X.0000366