Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrichtung zur Abdichtung von Arbeitsfugen, insbesondere von Betonierfugen. Die Abdichtungsvorrichtung weist einen Träger auf und auf diesem Träger eine Beschichtung enthaltend eine das Abdichten fördernde Zusammensetzung, welche den Träger zumindest teilweise bedeckt.

Betonierfugen bzw. Arbeitsfugen treten insbesondere im Ortbetonbau auf. Arbeitsfugen in Beton- und Stahlbetonkonstruktionen, insbesondere Betonierfugen, die beim Betonieren eines zweiten Betonteils an ein schon vorhandenes erstes Bauteil entstehen, müssen häufig zuverlässig abgedichtet werden, um den Eintritt von Feuchtigkeit und anderen, den Beton resp. die Armierung schädigenden Stoffen zu vermindern und vorzugsweise ganz zu unterbinden.

Es ist bekannt, Fugenbleche mit einer zusätzlichen Bentonitbeschichtung zu versehen. Die Bentonitschicht stellt eine Barriere dar. Risse und Hohlstellen werden vom Bentonit erfasst und rein durch Quellung des Bentonits abgedichtet.

EP 1 571 271 A1 beschreibt eine Abdichtungsvorrichtung mit einem Träger und einer darauf zumindest abschnittweise aufgebrachten Beschichtung, die einen Haftvermittler und ein Abdichtungsmaterial aufweist, wobei das Abdichtungsmaterial Zement und/oder Calciumhydroxid ist. Die chemische Abdichtung mittels Zement und/oder Calciumhydroxid erfolgt durch Fällung von Calciumcarbonat. Diese ist aufgrund des limitierten Carbonatgehaltes im Zement resp. des limitierten CO₂-Gehaltes in der Umgebungsluft stark limitiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, eine Abdichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahin gehend weiterzubilden, dass eine sichere und dauerhafte Abdichtung von Arbeitsfugen gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wurde gelöst durch Bereitstellen einer Abdichtungsvorrichtung zur Abdichtung von Arbeitsfugen, insbesondere von Betonierfugen, speziell im Hochbau, mit einem Träger und einer zumindest bereichsweise auf dem Träger aufgebrachten Beschichtung, wobei die Beschichtung ein Bindemittel und ein Abdichtungsmaterial aufweist, und wobei das Abdichtungsmaterial dadurch gekennzeichnet ist, dass es (i) ein Calcium fällendes Mittel und (ii) ein latent hydraulisches Material aufweist.

Vorzugsweise enthält die Beschichtung zusätzlich mindestens ein Gesteinsmehl und/oder mindestens einen Gesteinssand und/oder mindestens ein quellendes Mittel, z.B. Bentonit.

Das Calcium fällende Mittel ist beispielsweise eine Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen, die beim Kontakt mit Wasser durch eine chemische Reaktion Carbonationen oder Silikationen abspaltet, vorzugsweise ein wasserlöslich Carbonat, ein wasserlösliches Hydrogebcarbonat, ein wasserlösliches Silikat oder ein wasserlösliches Polysilikat. Diese Anionen reagieren dann mit aus dem im Beton enthaltenen Zement stammenden Calciumionen unter Ausfällung von Calciumcarbonat resp. Calciumsilikat oder Calciumpolysilsikat oder schwerlöslichen Mischverbindungen. Stark bevorzugt werden wasserlösliche Alkalicarbonate, wasserlösliche Alkalihydrogebcarbonate, wasserlösliche Alkalisilikate oder wasserlösliche Alkalipolysilikate eingesetzt. Bevorzugte Alkalimetalle sind Natrium und Kalium. Als wasserlöslich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten Verbindungen mit einer Löslichkeit in Wasser bei 20°C von mindestens 0.1 g/l, üblicherweise mindestens 1 g/l, vorzugsweise mindestens 10 g/l.

Beispiele für geeignete latent hydraulische Verbindungen sind:

• Hüttensand, Trass, Puzzolanerde, EFA-Füller^®, erhältlich von BauMineral GmbH, Hiberniastrasse 12, D-45699 Herten, Steinkohleflugasche, Braunkohleflugasche, Microsilica, Silica Fume, Oelschiefer, Metakaolin, und Mischungen derselben.
• Beispiele für geeignete Gesteine sind:
• Kalke, Basalte, Granite, Gneise, Porphyre, Feldspäte, Tonerden, Titanoxide, Sande, insbesondere Quarzsand, und Mischungen derselben, insbesondere in Form von Gesteinsmehl und/oder Gesteinssand (maximaler Korndurchmesser ≤0.6 mm, vorzugsweise ≤0.3 mm).
• Beispiele für geeignete Bindemittel, welche die Haftung des Abdichtungsmaterials verbessern ohne dessen Wirkung negativ zu beeinflussen, sind:
• Kunststoffe, Latex, Natur- oder Synthesekautschuk, vernetzbare Polymere, Bitumen und Mischungen derselben, insbesondere eingesetzt in Form von Dispersionen.

Durch den Einsatz eines Abdichtungsmaterials, welches mindestens ein latenthydraulisches Mittel und mindestens eine die Calciumfällung bewirkende Verbindung enthält, werden parallel oder aufeinanderfolgend zwei Reaktionen ausgelöst, welche zur Verstopfung der Risse führen, nämlich die Bildung von Zementstein und/oder Kalkstein.

Zementstein entsteht durch die Reaktion von gelöstem Calziumhydroxid aus dem Beton mit dem latent hydraulischen Material aus dem Abdichtungsmaterial.

Kalkstein entsteht durch die Reaktion des gelösten Calziumhydroxid aus dem Beton und dem wasserlöslichen Carbonat bzw. Hydrogencarbonat aus dem Abdichtungsmaterial.

Die Einlagerung des Abdichtungsmaterials in ein Bindemittel führt zu einer Depotwirkung, d.h. auch nach einer langen Zeit werden Risse durch "Selbstheilung", das heisst Verstopfung, nachträglich auftretender Risse durch die Bildung von Zementstein oder Kalkstein abgedichtet.

Die obigen Angaben zur Bildung von Zementstein zeigen, dass es - um die Depotwirkung nicht zu gefährden - vorteilhaft ist, der Beschichtung keinen Zement beizumischen, wie dies gemäss Stand der Technik vorgeschlagen wird. Allerdings kann es zur Erzielung einer höheren Festigkeit der Beschichtung wünschenswert sein, dieser geringe Mengen Zement oder, vorzugsweise, hydraulischen Kalkes zuzusetzen.

Eine weitere, bereits sehr rasch wirkende Abdichtung erfolgt durch die Form des Bleches, welches vorteilhafterweise quer zur abzudichtenden Fuge eingesetzt und gegebenenfalls zusätzlich mit weiteren Umlenkungen oder Verankerungen versehen wird, derart, dass der Schadstoffeintritt in die Fuge an der Abdichtungsvorrichtung mindestens einmal umgeleitet resp. umgelenkt wird. Die Länge des Trägers in Richtung des Schadstoffflusses sollte derart bemessen sein, dass die Dimensionierung der Abdichtungsmaterial enthaltenden Beschichtung resp. die Kontaktzeit mit dieser Beschichtung derart ist, dass dadurch der Auflösungs- und Fällungskinetik sowie der angestrebten Lebensdauer Rechnung getragen wird.

Durch das Bindemittel wird das Abdichtungsmaterial stabilisiert und gleichzeitig seine Haftung am Träger verbessert. Auf diese Art und Weise kann das Abdichtungsmaterial zusammen mit dem Träger besonders einfach in die Arbeitsfuge eingebracht werden. Um guten Zutritt der im Riss enthaltenen gasförmigen und flüssigen Stoffe zum Abdichtungsmaterial zu gewährleisten, kann zuerst der Träger mit dem Bindemittel beschichtet und anschliessend das Abdichtungsmaterial auf die noch nicht ausgehärtete Bindemittelschicht aufgebracht werden, so dass es teilweise darin verankert wird und teilweise über diese Bindemittelschicht hinausragt, so dass es für den Flüssigkeitsfluss frei zugänglich ist. Alternativ kann das Abdichtungsmaterial mit dem Bindemittel vermischt werden, wobei bei dieser Ausführungsform ausreichende Porosität des Bindemittels sichergestellt werden muss. Die Porosität und auch die Oberflächenrauhigkeit (siehe unten) kann z.B. durch weitere Füllstoffe, wie Gesteinsmehl oder Gesteinssand oder durch quellende Mittel, wie Bentonit, verbessert werden.

Die Ausfällung von schwerlöslichen Calciumverbindungen im Kontakt der Beschichtung mit Wasser führt zu sehr guter Wasserdichtigkeit und einem guten Verbund zwischen dem Abdichtungsmaterial und dem die Beschichtung umgebenden Beton, so dass eine Art Selbstheilung von Rissen bzw. Arbeitsfugen im Ortbeton durch die Bildung von Zementstein und Kalkstein erfolgt. Die Abdichtung erfolgt einerseits durch Labyrinthabdichtung sowie chemisch unter anschliessender mechanischer Abdichtung durch die Einengung bzw. das Blockieren des Strömungspfades durch einerseits die Ablagerungen, andererseits durch anorganische oder organische Feinstoffe im Wasser, beispielsweise durch lose Zementpartikel, die bei der Rissbildung aus den Rissrändern heraus gebrochen werden, sowie Gesteinsmehl und/oder Gesteinssand aus der Beschichtung.

Eine besonders gute Abdichtung kann erzielt werden, wenn die Beschichtung ein bei Wasserzutritt quellendes Material, wie Bentonit, enthält und/oder Gesteinsmehl und/oder Gesteinssand umfasst. Mit quellenden Materialien und derartigen Gesteinspartikeln kann der mechanische Rissverschluss vor allem in der Anfangsphase von eindringendem Wasser massgebend verbessert und der Durchfluss eingeschränkt werden.

Besonders gut lässt sich das Abdichtungsmaterial in eines der folgenden Bindemittel einbringen:

• Kunststoffe, insbesondere Polymeren oder Copolymerem, welche Stoffgruppen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metacrylaten, Acrylnitrilen, Acrylestern, Styrolen, Butadienen, Vinylacetaten, Vinylalkoholen und Vinylestern, enthalten, vorzugsweise Acrylate oder Styrol-Butadien-Copolymere, Latex, Natur- oder Synthesekautschuk, vernetzbare Polymere, wie Epoxidharze, Bitumen und Mischungen derselben, eingesetzt insbesondere in Form von Dispersionen, beispielsweise Acrylat- oder StyrolButadien-Dispersionen. Ebenfalls eingesetzt werden können thermoplastische Polymere, wie Polyvinylchlorid, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Polyethylen und Polypropylen, beispielsweise als Schmelze. Wie die obige Aufzählung zeigt, kann das Bindemittel elastisch oder starr ausgebildet sein.

Der Träger weist üblicherweise I-, C-, L- oder T-Form auf, für die meisten Anwendungen I- oder L-Form. Für spezielle Anwendungen können aber beliebige andere Formen vorgesehen werden. Der Träger kann aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein. Als Metalle sind solche mit geringer Korrosionsanfälligkeit bevorzugt oder aber oberflächenbehandelte Teile, wie verzinkte oder oxidierte (z.B. eloxierte) Bleche. Als Kunststoff geeignet wäre beispielsweise Polyvinylchlorid, Ethylen-Propylen-DienKautschuk, Polyethylen und Polypropylen.

Es kann vorgesehen sein, dass der Träger die Beschichtung nur auf einer Seite, der bei Einsatz der abzuschirmenden Gebäudwandseite zugekehrten Seite, aufweist.

Zur Steigerung der Wirksamkeit kann es vorteilhaft sein, die Beschichtung mit rauer Oberfläche auszubilden. Dadurch wird die dem Kontakt mit Wasser ausgesetzte Oberfläche vergrössert und der Weg, den das eindringende Wasser an der Oberfläche zurückzulegen hat verlängert. Weiterhin kann sich eine raue Beschichtung vorteilhaft auf den Verbund zwischen dem Träger und dem den Träger umgebenden Beton auswirken. Insbesondere kann durch die raue Oberfläche eine Verkrallung bzw. ein Kraftschluss mit dem Beton ausgebildet werden.

Massnahmen zur stärkeren Fixierung der Beschichtung an dem sie umgebenden Beton sind nicht vorgesehen, da es bei allenfalls unvermeidbarer Rissbildung wünschenswert ist, dass der Riss in Kontakt mit der Beschichtung entsteht und sich nicht auf die dieser Beschichtung abgewandte, allenfalls unbeschichtete Seite erstreckt. Deshalb - und auch für das Handling - sind klebende Oberflächen nicht bevorzugt. Allerdings werden üblicherweise auch keine haftungsverminderten Beschichtungen eingesetzt.

Die Beschichtung enthält das Bindemittel üblicherweise in Mengen von 5-40 Gew.-% bezogen auf die Trockensubstanz der Beschichtung, vorzugsweise in Mengen von 10-25 Gew.-%, und das Abdichtungsmaterial üblicherweise in Mengen von 5-80 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 30 - 60 Gew.-%.

Im Abdichtungsmaterial beträgt das Verhältnis von die Calciumfällung bewirkenden Mitteln zu latenthydraulischen Verbindungen üblicherweise von 1:1 bis 1:10, vorzugsweise von 1:2 bis 1:5.

Die Menge von Gesteinsmehl und/oder Gesteinssand in der Beschichtung beträgt üblicherweise 0-70%, vorzugsweise 30-60%.

Die Beschichtung wird üblicherweise in Schichtdicken von 0.1 bis 5 mm, vorzugsweise in Schichtdichen von 0.2 bis 2 mm aufgetragen und vorzugsweise auf einer Fläche, welche beidseitg mindestens 30 mm über die abzudichtende Fuge übersteht.

Die Abdichtung kann in verschiedenen Phasen verlaufen. Eine erste Dichtung wird durch die Gestalt des Trägers resp. dessen Einbringen in Bezug auf die Fuge bewirkt. Eine weitere Barriere resultiert durch Feinstoffe, die bei der Rissbildung entstehen oder bei der Teilauflösung der Beschichtung aus dieser austreten. Diese Feinstoffe blockieren den Strömungspfad und dichten ihn ab, gegebenenfalls zusammen mit der durch Kalk- und/oder Zementstein resp. Silikatanaloga gebildeten Versinterung.

Die Abdichtung längerer Fugen kann vorteilhafterweise dadurch erreicht werden, dass mehrere Träger aneinander anstossend oder mit jeweils einem Ende überlappend angeordnet sind. Um zu verhindern, dass im Überlappungsbereich bzw. im Anstossbereich Wasser durchdringt, ist es vorteilhaft, die Träger mindestens an einer der an einander anstossenden Kanten oder auf mindestens einem der miteinander überlappenden Bereiche mit der erfindungsgemässen Beschichtung zu versehen. Alternativ oder zusätzlich kann auch Verklebung dieser Kanten resp. Bereiche mit einem Dichtkleber vorgesehen werden. Insbesondere kann der Dichtkleber elastisch sein und eine druckwasserdichte Verklebung ausbilden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Zeichnungen. Diese zeigen erfindungswesentliche Einzelheiten, wie folgt:

• Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch mehrere Betonteile, zwischen denen jeweils eine Arbeitsfuge ausgebildet und mittels einem beschichteten Träger abgedichtet ist.
• Figur 2 zeigt diverse Ausgestaltungsmöglichkeiten für erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtungen im Querschnitt.
• Figur 2A zeigt eine erfindungsgemässe, ebene Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen I-förmigem Querschnitt, an beiden Flächen sowie den Kanten beschichtet.
• Figur 2B zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen C-förmigem Querschnitt, die auf einer Fläche und den an diese Fläche anschliessenden Kanten beschichtet ist.
• Figur 2C zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt, die einseitig beschichtet ist.
• Figur 2D zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt, die einseitig in nur einem Flächenbereich beschichtet ist.
• Figur 3 zeigt im Längsschnitt eine Anordnung von Abdichtungsvorrichtungen zur Abdichtung langer Fugen.
• Figur 3A zeigt im Längsschnitt eine Fugenabdichtung mit mehreren aneinander angeordneten erfindungsgemässen, ebenen Abdichtungsvorrichtungen, mit und ohne Verklebung.
• Figur 3B zeigt im Längsschnitt eine Fugenabdichtung mit mehreren überlappend angeordneten und für gute Abdichtung gestalteten erfindungsgemässen, im wesentlichen ebenen Abdichtungsvorrichtungen.

In Figur 1 sind drei Betonteile 1, 2, 3 dargestellt, wobei zwischen jeweils zwei Betonteilen 1, 2 und 2, 3 eine horizontale Arbeitsfuge 4 resp. eine vertikale Arbeitsfuge 5 vorhanden ist. In den Betonteilen 1, 2 ist eine im Querschnitt im Wesentlichen L-förmige Abdichtungsvorrichtung 6 eingebracht. Die Abdichtungsvorrichtung 6 weist einen als Trägerblech ausgebildeten Träger 7 auf, auf dem eine Beschichtung 8, wie oben beschrieben, angebracht ist. Eine Abdichtung wird zum einen durch den Träger 7 selbst ausgebildet. Zum anderen wird durch die Beschichtung 8 in Verbindung mit Wasser und Calciumhydroxid aus dem Beton wasserunlösliches Calciumcarbonat oder Calciumsilikat ausgebildet, das eine gute Wasserdichtigkeit aufweist, die Arbeitsfuge 4 zusintert und einen guten Verbund zum Beton herstellt, welcher die Abdichtungsvorrichtung 6 umgibt. Dadurch kann sich Wasser nicht entlang der Abdichtungsvorrichtung 6 ausbreiten.

In der Arbeitsfuge 5 ist eine Abdichtungsvorrichtung 9 angeordnet, die sich im Wesentlichen quer zur vertikalen Arbeitsfuge 5 erstreckt. Die Abdichtungsvorrichtung 9 unterscheidet sich von der Abdichtungsvorrichtung 6 dadurch, dass sie im Querschnitt nicht L-förmig, sondern im wesentlichen I-förmig resp. eben ausgebildet ist.

Figur 2 zeigt beispielhaft einige der vielen Ausgestaltungsmöglichkeiten der erfindungsgemässen Abdichtungsvorrichtungen, wobei Figur 2A eine erfindungsgemässe, ebene Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen I-förmigem Querschnitt zeigt, die auf beiden Flächen sowie auch an den Kanten des Trägers 7 mit der Beschichtung 8 beschichtet ist.

Figur 2B zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen C-förmigem Querschnitt. In dieser Ausführungsform ist der Träger auf der Innenseite des C sowie an dessen Abschlusskanten und an den Aussenflächen der kurzen Schenkel des Trägers 7 mit der Beschichtung 8 versehen. Diese Ausführungsform führt zu einer zusätzlichen Umlenkung des Flüssigkeitsflusses und damit zu einer längeren Kontaktzeit mit der Beschichtung.

Figur 2C zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt, einseitig resp. "einflächig", hier an der "Innenseite" des L, beschichtet. Die Ausgestaltung der Abdichtungsvorrichtung mit L-förmigem Querschnitt hat den Vorteil, dass diese Vorrichtung bei einer waagerechten Arbeitsfuge und folglich vorzugsweise quer dazu, d.h. senkrecht, anzubringender Fugenabdichtung, auf dem Fuss steht und dadurch weniger oder gar nicht in den noch nicht ausgehärteten Beton einsinkt und sich auch nicht wesentlich aus der Senkrechten verschiebt. Die Stabilisierung gegen Absinken und insbesondere gegen eine Verschiebung gegenüber der Senkrechten kann durch einen T-förmigen Träger 8 (eingesetzt mit dem Deckbalken des T nach unten, d.h. als Fuss) noch wirksamer verhindert werden.

Figur 2D zeigt eine erfindungsgemässe Abdichtungsvorrichtung mit im wesentlichen L-förmigem Querschnitt, einseitig in nur einem Flächenbereich beschichtet. Diese Ausführungsform stellt eine Kosten sparende Variante dar, ist aber weniger lange wirksam und sollte nur an relativ unkritischen Stellen eingesetzt werden.

Zwei beispielhafte Möglichkeiten, wie eine ganze Fugenabdichtung durch Verwendung mehrerer erfindungsgemässer Abdichtungsvorrichtungen realisiert werden kann, sind in Figur 3 dargestellt. Darin zeigt Figur 3A eine Fugenabdichtung mit mehreren aneinander anstossend angeordneten erfindungsgemässen, ebenen, einseitig und an einer Kante mit Beschichtung 8 beschichtete Abdichtungsvorrichtungen 9, mit Verklebung 10 und ohne Verklebung im Längsschnitt.

Figur 3B zeigt eine Fugenabdichtung mit mehreren überlappend angeordneten und für gute Abdichtung gestalteten erfindungsgemässen, im wesentlichen ebenen Abdichtungsvorrichtungen, ebenfalls im Längsschnitt. In dieser Ausführungsform der Fugenabdichtung ist an den Überlappungskanten der Weg, den der Flüssigkeitsfluss in Kontakt mit der Beschichtung 8 zurücklegt verlängert. Noch besseren Schutz erhält man bei Verwendung eines allseitig mit Beschichtung 8 beschichteten Trägers 7 (siehe Figur 2A).