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Patent Searching and Data


Title:
POLYMER-MODIFIED EARTHWORK MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/048068
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to polymer-modified earthwork materials, containing a) a mineral main constituent based on sand, grit and/or gravel and b) at least one hydrophobic synthetic polymer that is uniformly distributed in the mineral main constituent. The invention also relates to a method for the production of said materials and to a method for the fortification of earth.

Inventors:
SANDOR MARIO (DE)
DREHER STEFAN (DE)
PAKUSCH JOACHIM (DE)
DENU HANS-JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/014740
Publication Date:
June 20, 2002
Filing Date:
December 14, 2001
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
SANDOR MARIO (DE)
DREHER STEFAN (DE)
PAKUSCH JOACHIM (DE)
DENU HANS-JUERGEN (DE)
International Classes:
C04B14/36; C04B26/04; E02B7/00; C04B26/06; C08K3/00; C08L101/00; C09K17/20; C09K17/22; E01C3/04; C09K103/00; (IPC1-7): C04B26/04; C09K17/20
Domestic Patent References:
WO1998003577A11998-01-29
Foreign References:
FR2464977A11981-03-20
GB2034685A1980-06-11
FR2120717A51972-08-18
FR1231899A1960-10-04
DE1290007B1969-02-27
GB907182A1962-10-03
DE19749642A11999-05-12
EP0493168A11992-07-01
EP0894822A11999-02-03
SU17967743A
DE19921815A12000-11-16
DE19962600A12001-07-05
US4269749A1981-05-26
Other References:
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 112, no. 4, 22 January 1990, Columbus, Ohio, US; abstract no. 24884y, page 255; XP000154176
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 89, no. 14, 2 October 1978, Columbus, Ohio, US; abstract no. 116835t, page 472; XP000350738
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 109, no. 20, 14 November 1988, Columbus, Ohio, US; abstract no. 175438v, page 319; XP000056914
Attorney, Agent or Firm:
Kinzebach, Werner (Ludwigsplatz 4 Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Erdbaustoff, enthaltend a) einen mineralischen Hauptbestandteil auf Basis von Sand, Splitt und/oder Kies und b) wenigstens ein in dem mineralischen Hauptbestandteil gleichmäßig verteiltes wasserunlösliches, filmbildendes Polymerisat.
2. Erdbaustoff nach Anspruch 1, wobei das Polymerisat in Form eines redispergierbaren Polymerpulvers eingesetzt wird.
3. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthal tend 1 bis 50 Gew.Teile Polymerisat, bezogen auf 100 Gew. Teile mineralische Bestandteile.
4. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Polymerisat eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 30 bis +80°C aufweist.
5. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymerisat wenigstens 80 Gew.% Monomere mit einer Was serlöslichkeit unterhalb 60 g/l (25°C und 1 bar) einpolymeri siert enthält.
6. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymerisat unter (Meth) acrylatPolymerisaten, Styrol (Meth) acrylatCopolymerisaten, StyrolButadienCopolymeren und EthylenVinylacetatCopolymeren ausgewählt ist.
7. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthal tend das Polymerisat in Form eines Pulvers, das erhältlich ist durch radikalische wässrige Emulsionspolymerisation und gegebenenfalls anschließendes Trocknen zu einem Polymerpul ver.
8. Erdbaustoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfas send a) einen mineralischen Hauptbestandteil, bestehend aus 50 bis 99 Gew.Teilen Sand, Splitt und/oder Kies, 0 bis 20 Gew.Teilen Zement, Ton, Lehm und/oder Kalk 0 bis 30 Gew.Teilen sonstige natürliche organische und/oder mineralische Erdbestandteile, b) 1 bis 50 Gew.Teile, bezogen auf 100 Gew.Teile minera lische Bestandteile, wenigstens eines wasserunlöslichen Polymerisats, c) 0 bis 30 Gew.Teile, bezogen auf 100 Gew.Teile minerali sche Bestandteile, Wasser.
9. Verfahren zur Herstellung von Erdbaustoffen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei man i) den mineralischen Hauptbestandteil ii) wenigstens ein wasserunlösliches, filmbildendes Polymeri sat und iii) gegebenenfalls Wasser und weitere Bestandteile zu einer plastisch verformbaren, fließfähigen oder rieselfä higen Masse vermischt, in der das Polymerisat gleichmäßig verteilt vorliegt.
10. Verfahren zur Befestigung von Böden, wobei man den Boden aus hebt, gegebenenfalls zerkleinert, mit wenigstens einem film bildenden, wasserunlöslichen Polymerisat vesetzt und durch mischt, bis das Polymerisat gleichmäsig in dem Aushub ver teilt ist, bei dem Vermischen gegebenenfalls den Wassergehalt des Gemischs auf einen Wert im Bereich von 1 bis 30 Gew.% einstellt und das Gemisch wieder ausbringt.
11. Verwendung von Erdbaustoffen wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiert, für konstruktive Baumaßnahmen auf Basis von Sand, Kies, Splitt oder deren Mischungen.
Description:
Polymermodifizierte Erdbaustoffe Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft Erdbaustoffe, die mit hydro- phoben Polymeren modifiziert sind sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ein Verfahren zur Befestigung von Böden.

Viele konstruktive Baumaßnahmen, z. B. der Damm-und Deichbau, De- ponieabdichtungen, der Straßenunterbau, die Befestigung von me- chanisch belasteten Oberflächen wie Parkplätzen oder Böschungen und verschiedene mehr, basieren nach wie vor teilweise oder sogar überwiegend auf der Verwendung von Erdbaustoffen, wie allgemein Bodenaushub, insbesondere Schluff, Sand, Kies, Ton, Lehm oder de- ren Gemische. Dabei handelt es sich vorwiegend um klastische Se- dimente, die sich im wesentlichen in der Teilchengröße unter- scheiden. So beträgt die Teilchengröße bei Schluff typischerweise 0,002 bis 0,06 mm, bei Sand typischerweise 0,06 bis 2 mm und bei Kies typischerweise 2 bis 60 mm. Im Vergleich dazu haben Tonpar- tikel typischerweise einen Durchmesser von weniger als 0,02 mm.

Unter Lehm versteht man ein meist durch feinsten Limonit (Braun- eisenerz) gelb oder bräunlich gefärbten Ton mit mehr oder weniger reichlichen Beimengungen an Schluff, Sand und Kies, der Beimen- gungen von größeren Gesteinpartikeln sowie organischen Bestand- teilen enthalten kann.

Nachteilig an Erdbaustoffen ist häufig ihre geringe Kohäsion und daher ihre geringe mechanische Festigkeit und Formbarkeit sowie ihre in der Regel hohe Wasserdurchlässigkeit. Diese Eigenschaften haben eine geringe Haltbarkeit und Beständigkeit der damit ausge- führten Baumassnahmen zur Folge, insbesondere unter Feuchtbedin- gungen. Diese Nachteile sind umso stärker ausgeprägt, je geringer der Anteil an so genannten bindigen Böden wie Ton oder Lehm in den Erdbaustoffen ist. Erdbaustoffe auf Basis von Sand, Kies und/ oder Splitt, also Erdbaustoffe mit geringen Anteilen an bindigen Böden sind aus Kostengründen für konstruktive Baumaßnahmen beson- ders interessant. Außerdem sind sie leichter handhabbar als bin- dige Böden und zeigen in der Regel auch keinen oder im Vergleich zu bindigen Böden geringeren Schwund beim Trocknen.

Es wurde verschiedentlich versucht, die mechanischen Eigenschaf- ten von Erdbaustoffen durch Zusatz von Kalk, meist in Form von sogennantem Branntkalk (Calciumoxid), zu verbessern. Tatsächlich führt der Zusatz von Kalk zum Teil zu einer verbesserten Kohä- sion, bewirkt jedoch in der Regel auch ein Verspröden des Erdbau- stoffes und macht diesen für viele Anwendungen unbrauchbar.

Aus der Literatur ist weiterhin bekannt, die Beständikeit der Oberfläche von Böden,. Dämmen, Deichen und ähnlichem gegen Erosion durch Oberflächenbehandlung des jeweiligen Bauwerks mit wässrigen Polymerzubereitungen zu verbessern. So beschreibt die SU-A-179 67 743 einen Binder zur Erhöhung der Festigkeit, Wasser- festigkeit und Erosionsbeständigkeit von Sand, bestehend aus Was- ser, Ligninsulfonat und Baumharz. Die JP-A-60004587 beschreibt die Oberflächenbehandlung von Böden gegen Erosion durch Aufsprü- hen von verdünnten (Meth) Acrylatdispersionen. Die DE-A-195 48 314 beschreibt die Erhöhung der Oberflächenfestigkeit von Böden durch Aufbringen einer wässrigen, die Klebrigkeit erhöhenden Zuberei- tung, die Polyvinylacetat und ein Gemisch von Monocarbonsäuren enthält, auf die Oberfläche der Böden.

Die JP-A-2283792 beschreibt eine Zusammensetzung aus Bentonit, Lehm, Sand, einem reemulgierbaren Polymerpulver, einem wasserlös- lichen Polymerpulver und Natriumsilicatpulver, die durch Stampfen ausgehärtet wird.

Die DE 199 21 815 beschreibt die Verwendung von polysulfidfreien, wässrigen Polymerzubereitungen als Zusatz zu Baumaterialien auf Basis von Lehm oder Ton. Die Langzeitbeständigkeit dieser Bauma- terialien ist nicht immer zufriedenstellend.

Die DE 199 62 600 beschreibt Sandsäcke für den Katastrophen- schutz, die ein Polymerpulver enthalten, das beim Einsatz durch das Eindringen von Feuchtigkeit in das Innere der Säcke zu einer Stabilisierung der Sandsäcke bzw. der Sandsackwälle durch Verkle- ben führt. Als Baumaterialien für konstruktive Baumaßnahmen sind diese Sandsäcke nicht geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, modifizierte Erdbau- stoffe, insbesondere modifizierte Erdbaustoffe mit hohem Sand- und/oder Kies-Anteil, zur Verfügung zu stellen, die eine verbes- serte Kohäsion und Duktilität aufweisen. Die Erdbaustoffe sollten für konstruktive Baumaßnahmen oder Bauwerke wie Straßenunterbau, Damm-und Deichbau, Böschungen, Parkplatzbefestigungen oder Depo- nieabdichtungen geeignet sein. Außerdem ist eine verbesserte Haltbarkeit und Wasserfestigkeit dieser Bauwerke gewünscht. Dabei

sollen sich die Erdbaustoffe leicht und kostengünstig modifizie- ren und verarbeiten lassen.

Überraschend wurde nun gefunden, dass die vorliegende Aufgabe ge- löst wird durch Erdbaustoffe, insbesondere Erdbaustoffe mit einem hohen Sand-und/oder Kiesanteil, die wenigstens ein gleichmäßig verteiltes wasserunlösliches Polymerisat enthalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Erdbaustoffe, enthaltend a) einen mineralischen Hauptbestandteil auf Basis von Sand, Splitt und/oder Kies und b) wenigstens ein in dem mineralischen Hauptbestandteil gleich- mäßig verteiltes filmbildenes wasserunlösliches Polymerisat.

Alle Mengenangaben bezüglich der Erdbaustoffe beziehen sich auf deren Feststoffgehalt. Der Feststoffgehalt der Erdbaustoffe wird durch 24-stündiges Trocknen bei 120°C bestimmt. Alle Mengenanga- ben, welche das erfindungsgemäß enthaltene Polymerisat, gegebe- nenfalls im Polymerisat enthaltene Zusatz-und Hilfsstoffe be- treffen, sind als Feststoff gerechnet, sofern nichts anderes an- gegeben ist. Die Feststoffgehalte der Polymerisate und der darin gegebenenfalls enthaltenen Zusatz-und Hilfsstoffe werden durch Trocknen bei 120°C bis zur Gewichtskonstanz bestimmt.

Bevorzugte mineralische Hauptbestandteile sind Sande und Kiese.

Daneben können die mineralischen Hauptbestandteile auch minerali- sche Bindemittel enthalten, wobei ihr Anteil in der Regel weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-%, mineralischen Hauptbe- standteil ausmacht. Typische mineralische Bindemittel sind hier Branntkalk, Lehm und Ton. Untergeordnete Mengen (d. h. bis 2 Gew.-%) Zement sind ebenfalls möglich.

Vorzugsweise enthält der mineralische Hauptbestandteil der erfin- dungsgemäßen Erdbaustoffe weniger als 20 Gew.-%, insbesondere we- niger als 15 Gew.-% Branntkalk (Calciumoxid), weniger als 20 Gew.-%, insbesondere weniger als 10 Gew.-% Lehm und/oder Ton. In bevorzugten Ausführungsformen ist der mineralische Hauptbestand- teil im wesentlichen frei von Zement.

Um eine ausreichende Festigkeit des Erdbaustoffes zu erreichen, ist es in der Regel erforderlich, dass er wenigstens 1 Gew.-Teil, vorzugsweise wenigstens 2 Gew.-Teile und insbesondere wenigstens

3 Gew.-Teile wasserunlösliches hydrophobes, filmbildendes Polyme- risat, bezogen auf 100 Gew.-Teile mineralische Bestandteile ent- hält. In der Regel werden Mengen oberhalb 50 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile mineralische Bestandteile, nicht erforderlich sein. Vorzugsweise enthält der erdbaustoff nicht mehr als 40 Gew.-Teile, insbesondere nicht mehr als 30 Gew.-Teile und beson- ders bevorzugt nicht mehr als 15 Gew.-Teile wasserunlöslichen, filmbildenden Polymerisats, bezogen auf 100 Gew.-Teile minerai- sche Bestandteile.

Die zur Anwendung kommenden wasserunlöslichen, filmbildenden Po- lymerisate sind bekannt, im Handel erhältlich oder können nach bekannten Methoden hergestellt werden.

Die erfindungsgemäß zur Modifizierung der Erdbaustoffe eingesetz- ten Polymerisate sind filmbildend. Hierunter versteht man, dass die Polymerisatteilchen des filmbildenden Polymerisats bei einer Temperatur, die unterhalb der Herstellungs-, Verarbeitungs- und/oder Trocknungstemperatur der modifizierten Erdbaustoffe liegt, zu einem polymeren Film zerfließen. Die Temperatur, ober- halb derer eine Filmbildung auftritt, wird auch als Mindestfilm- bildetemperatur (MFT) bezeichnet.

Eine gleichmäßige Filmbildung des Polymerisats in den Erdbaustof- fen ist in der Regel dann gewährleistet, wenn die Glasübergangs- temperatur Tg des Polymerisats unterhalb 80°C, vorzugsweise unter- halb 50°Cr insbesondere unterhalb 30°C und besonders bevorzugt un- ter 25°C liegt. Unter der Glasübergangstemperatur wird hier die gemäß ASTM D3418-82 durch Differentialthermoanalyse (DSC) ermit- telte"mid point temperature"verstanden (siehe auch Zosel, Farbe und Lack 82 (1976), S. 125-134 sowie DIN 53765). Für eine hinrei- chende Festigkeit der erfindungsgemäßen Erdbaustoffe ist es von Vorteil, wenn die Glasübergangstemperatur des Polymeren wenig- stens-30°C, vorzugsweise wenigstens-20°C insbesondere wenigstens -10°C oder-5°C beträgt. Im Hinblick auf die Elastizität ist es außerdem günstig, wenn die Glasübergangstemperatur Tg einen Wert von 50°C, insbesondere 30°C, nicht überschreitet. Die Glasüber- gangstemperatur von Polymerisaten, die aus ethylenisch ungesät- tigten Monomeren aufgebaut sind, kann in bekannter Weise über die Monomerzusammensetzung gesteuert werden (T. G. Fox, Bull. Am.

Phys. Soc. (Ser. II) 1, 123 [1956] und Ullmanns Enzyklopedia of Industrial Chemistry 5. Aufl., Vol. A21, Weinheim (1989) S. 169).

In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegt die Glasübergangstemperatur Tg des Polymerisats im Bereich von -20°C bis +25OC, bevorzugt-10°C bis +20 °C und insbesondere-5°C bis +15°C. Glasübergangstemperaturen in diesem Bereich sind vor-

teilhaft, da sie ein gutes verfilmen des Polymerisats und damit vorteilhafte mechanische Eigenschaften der erfindungsgemäßen Erd- baustoffe ermöglichen, ohne dass die Erdbaustoffe bei erhöhten Temperaturen getrocknet bzw. verfestigt oder gar"gebrannt"wer- den müssen.

Erfindungsgemäß ist das verwendete Polymerisat hydrophob. Derar- tige Polymersate sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in Wasser unlöslich sind und ihre Polymerfilme nur eine geringe Wasserauf- nahme, d. h. unterhalb 40 g/100 g Polymerfilm, insbesondere unter- halb 30 g/lOOg Polymerfilm, zeigen.

Beispiele für solche hydrophobe Polymerisate sind Homo-oder Co- polymerisate aus (Meth) acrylaten, Copolymerisate aus mindestens einem (Meth) acrylat und und mindestens einem Vinylaromaten, z. B.

Styrol, Copolymerisate aus Olefinen und/oder Diolefinen und Vi- nylaromaten, z. B. aus Butadien und Styrol, oder Copolymerisate aus Vinylestern und Olefinen, z. B. Vinylacetat und Ethylen.

Bevorzugte hydrophobe Polymerisate sind aus ethylenisch ungesät- tigten Monomeren M aufgebaut, die in der Regel wenigstens 80 Gew.-%, insbesondere wenigstens 90 Gew.-%, ethylenisch unge- sättigte Monomere A mit einer Wasserlöslichkeit < 60 g/l und ins- besondere < 30 g/l (25°C und 1 bar) umfassen, wobei bis zu 30 Gew.-%, z. B. 5 bis 25 Gew.-% der Monomere A durch Acrlynitril und/oder Methacrylnitril ersetzt sein können. Daneben enthalten die Monomere A noch 0,5 bis 20 Gew.-% von den Monomeren A ver- schiedene Monomere B. Hier und im Folgenden sind alle Mengenanga- ben für Monomere in Gew.-% auf 100 Gew.-% Monomere M bezogen.

Monomere A sind in der Regel einfach ethylenisch ungesättigt oder konjugierte Diolefine. Beispiele für Monomere A sind : -Ester einer a, ß-ethylenisch ungesättigten C3-C6-Monocarbon- säure oder C4-cs-Dicarbonsäure mit einem C1-Clo-Alkanol. Vor- zugsweise handelt es sich dabei um Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure, wie Methyl (meth) acrylat, Ethyl (meth) acrylat, n-Butyl (meth) acrylat, t-Butyl (meth) acrylat, 2-Ethylhe- xyl (meth) acrylat etc. ; - vinylaromatische Verbindungen, wie Styrol, 4-Chlorstyrol, 2-Methylstyrol etc. ; Vinylester aliphatischer Carbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, wie Vinylacetat, Vinylpropiat, Vinyllaurat, Vi- nylstearat, Versaticsäurevinylester etc. ;

Olefinen, wie Ethylen oder Propylen ; konjugierten Diolefinen, wie Butadien oder Isopren ; Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid.

Bevorzugte filmbildende Polymerisate sind ausgewählt unter den nachfolgend aufgeführten Polymerklassen I bis IV : I) Copolymerisaten, die als Monomer A Styrol und wenigstens ei- nen C1-Clo-Alkylester der Acrylsäure und gegebenenfalls einen oder mehrere C1-Clo-Alkylester der Methacrylsäure einpolymeri- siert enthalten ; II) Copolymerisaten, die als Monomer A Styrol und wenigstens ein konjugiertes Dien sowie gegebenenfalls (Meth) acrylsäureester von C1-Cg-Alkanolen, Acrylnitril und/oder Methacrylnitril ein- polymerisiert enthalten ; III) Copolymerisaten, die als Monomere A Methylacrylat, wenigstens einen Cl-Clo-Alkylester der Acrylsäure und gegebenenfalls ei- nen C2-Clo-Alkylester der Methacrylsäure einpolymerisiert ent- halten ; IV) Copolymerisaten, die als Monomer A wenigstens einen Vinyl- ester einer aliphatischen Carbonsäure mit 2 bis 10 C-Atomen und wenigstens ein C2-C6-Olefin sowie gegebenenfalls einen oder mehrere C1-Clo-Alkylester der Acrylsäure und/oder der Methacrylsäure einpolymerisiert enthalten.

Typische Cl-Clo-Alkylester der Acrylsäure in den Copolymerisaten der Klasse I bis IV sind Ethylacrylat, n-Butylacrylat, tert.-Bu- tylacrylat, n-Hexylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.

Typische Copolymerisate der Klasse I enthalten als Monomere A 20 bis 80 Gew.-% und insbesondere 30 bis 70 Gew.-% Styrol und 20 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 70 Gew.-%, wenigstens eines Cl-Clo-Alkylesters der Acrylsäure wie n-Butylacrylat, Ethylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A.

Typische Copolymerisate der Klasse II enthalten als Monomere A, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A, 30 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt 50 bis 75 Gew.-% Styrol und 15 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt 25 bis 50 Gew.-% Butadien wobei 5 bis 20 Gew.-% der vorgenannten Monomere A durch (Meth) acrylsäu-

reester von C1-Ca-Alkanolen und/oder durch Acrylnitril oder Metha- crylnitril ersetzt sein können.

Typische Copolymerisate der Klasse III enthalten als Monomere A, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A, 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% Methylmethacrylat und mindestens ein weiteres, vorzugsweise ein oder zwei weitere Mono- mere, ausgewählt unter Acrylsäureestern von C1-Clo-Alkanolen, ins- besondere n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Ethylacrylat und gegebenenfalls einen Methacrylsäureester eines C2-Clo-Alkanols in einer Gesamtmenge von 20 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% einpolymerisiert.

Typische Copolymerisate der Klasse IV enthalten als Monomere A, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der Monomere A, 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt 50 bis 75 Gew.-% einen Vinylester einer aliphatischen Carbon- säure, insbesondere Vinylacetat und 10 bis 70 Gew.-%, vorzugs- weise 20 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt 25 bis 50 Gew.-% eines C2-C6-Olefins, insbesondere Ethylen und gegebenenfalls ein oder zwei weitere Monomere, ausgewählt unter (Meth) acrylsäure- estern von C1-Clo-Alkanolen in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% einpolymerisiert.

Unter den vorgenannten Polymerisaten sind die Polymerisate der Klasse I und II besonders geeignet.

Als Monomere B kommen grundsätzlich alle Monomere in Betracht, die von den vorgenannten Monomeren verschieden und mit den Mono- meren A copolymerisierbar sind. Derartige Monomere sind dem Fach- mann bekannt und dienen in der Regel der Modifizierung der Eigen- schaften des Polymerisats.

Bevorzugte Monomere B sind ausgewählt sind unter monoethylenisch ungesättigten Mono-und Dicarbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen, insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, deren Amiden wie Acrylamid und Methacrylamid, deren N-Alkylolamiden wie N-Methylolacrylamid und N-Methylolmethacrylamid, deren Hydroxy-C1-C4-alkylestern wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-und 3-Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-und 3-Hydroxypropylmethacrylat, 4-Hydroxybutylmethacrylat und monoethylenisch ungesättigten Monomeren mit Oligoalkylenoxid-Ketten vorzugsweise mit Polyethylenoxidketten mit Oligomerisierungsgraden vorzugsweise im Bereich von 2 bis 200, z. B. Monovinyl-und Monoallylether von

Oligoethylenglykolen sowie Ester der Acrylsäure, der Maleinsäure oder der Methacrylsäure mit Oligoethylenglykolen.

Der Anteil der Monomere mit Säuregruppen beträgt vorzugweise nicht mehr als 10 Gew.-% und insbesondere nicht mehr als 5 Gew.-%, z. B. 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Monomere M. Der Anteil an Hydroxyalkylestern und Monomeren mit Oligoalkylenoxid- ketten liegt, sofern enthalten, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Monomere M. Der Anteil der Amide und N-Alkylol- amide liegt, sofern enthalten, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%.

Neben den vorgenannten Monomeren B kommen als weitere Monomere B auch vernetzende Monomere, wie Glycidylether und-ester, z. B.

Vinyl-, Allyl-und Methallylglycidylether, Glycidylacrylat und -methacrylat, die Diacetonylamide der obengenannten ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z. B. Diaceton (meth) acrylamid, und die Ester der Acetylessigsäure mit den obengenannten Hydroxyalkylestern ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, z. B.

Acetylacetoxyethyl (meth) acrylat in Betracht. Als Monomere B kommen weiterhin Verbindungen, die zwei nicht-konjugierte, ethylenisch ungesättigte Bindungen aufweisen, z. B. die Di-und Oligoester mehrwertiger Alkohole mit a, ß-monoethylenisch ungesättigten C3-C1o-Monocarbonsäuren wie Alkylenglykoldiacrylate und-dimethacrylate, z. B. Ethylenglykoldiacrylat, 1, 3-Butylenglykoldiacrylat, 1, 4-Butylenglykoldiacrylat, Propylenglykoldiacrylat, sowie weiterhin Divinylbenzol, Vinylmethacrylat, Vinylacrylat, Allylmethacrylat, Allylacrylat, Diallylmaleat, Diallylfumarat, Methylenbisacrylamid, Cyclopentadienylacrylat, Tricyclodecenyl (meth) acrylat, N, N'-Divinylimidazolin-2-on oder Triallylcyanurat in Betracht.

Weiterhin sind als Monomere B auch Vinylsilane, z. B.

Vinyltrialkoxysilane geeignet.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Polymerisats in dem Erdbau- stoff zu erreichen, hat es sich bewährt, wenn das Polymerisat in Form feinteiliger Partikel eingesetzt wird. Unter feinteiligen Polymerisaten versteht man solche, deren gewichtsmittlerer Teil- chendurchmesser dso 10 Am und insbesondere 2 m nicht überschrei- tet. Insbesondere liegt der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser d5o der Polymerisatteilchen im Bereich von 100 bis 2000 nm. Unter dem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser dso versteht man den Teilchendurchmesser, der von 50 Gew.-% der Polymerisatteilchen unterschritten wird. Der gewichtsmittlere Teilchendurchmesser ei- nes Polymerisats lässt sich in bekannter Weise an einer wässrigen

Dipsersion der Teilchen durch quasielastische Lichtstreung oder durch Messung in einer Ultrazentrifuge bestimmen.

Polymerisate mit derartigen Teilchendurchmessern liegen in der Regel als wässrige Polymerdispersionen oder in Form von Pulvern, die aus diesen Dispersionen durch Verdampfen des Wassers erhält- lich sind, vor. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Erdbau- stoffe werden daher Polymerisate in Form wäßriger Polymerdisper- sionen, insbesondere solcher, die durch radikalische wäßrige Emulsionspolymerisation der vorgenannten ethylenisch ungesättig- ten Monomere erhältlich sind, bevorzugt. Ebenso bevorzugt werden daraus hergestellte Polymerisatpulver sowie wäßrige Dispersionen die durch Redispergieren der Polymerpulver in Wasser erhältlich sind. Ganz besonders bevorzugt als Polymerisate werden rediper- gierbare Polymerpulver, insbesondere aus wäßrigen Dispersionen erhältliche redipergierbare Polymerpulver. Verfahren zur Herstel- lung wäßriger Polymerdispersionen als auch zur Herstellung von Polymerpulvern aus wäßrigen Polymerdispersionen sind im Stand der Technik zahlreich beschrieben (siehe z. B. D. Distler, Wässrige Polymerdispersionen, Wiley VCH, Weinheim 1999 ; H. Warson, Synthe- tic Resin Emulsions, Ernest Benn Ltd., London 1972, S. 193-242 ; zur Herstellung von Polymerpulvern siehe auch die WO 98/03577 und WO 98/03576 auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird).

Sowohl wässrige Polymerdispersionen als auch die daraus herge- stellten Pulver sind überdies kommerziell erhältlich, z. B. unter den ACRONAL@-STYRONAL@-, BUTOFAN@-und STYROFAN@-Marken der BASF-Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, Deutschland. vorteilhafte Eigenschaften in den erfindungsgemäßen Erdbaustoffen zeigen insbesondere wie vorstehend beschrieben redispergierbare Polymerpulver, die mit Naphthalin-Sulfonsäure-Formaldehyd-Konden- saten als Hilfsstoffsystem für den Trocknungsvorgang hergestellt wurden. Solche Polymerpulver werden beispielsweise durch Gefrier- trocknen und besonders bevorzugt durch Sprühtrocknen von Polymer- dispersionen erhalten. Bevorzugte Trocknungshilfsmittel sind die in der WO 98/03577 beschriebenen Alkali-und Erdalkalisalze von Naphthalin-Sulfonsäure-Formaldehydkondensationsprodukten, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Die radikalische, wässrige Emulsionspolymerisation der Monomere M erfolgt in Gegenwart wenigstens einer oberflächenaktiven Substanz und wenigstens eines die radikalische Polymerisation auslösenden, vorzugsweise wasserlöslichen Initiators bei Temperaturen vorzugs- weise im Bereich von 20 bis 120°C.

Als Initiatoren kommen Azoverbindungen, organische oder anorgani- sche Peroxide, Salze der Peroxodischwefelsäure und Redox-Initia- torsysteme in Betracht. Vorzugsweise setzt man ein Salz der Per- oxodischwefelsäure, insbesondere ein Natrium-, Kalium-oder Ammo- niumsalz oder ein Redoxinitiatorsystem, das als Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid oder ein organisches Peroxid wie tert.-Butyl- hydroperoxid und als Reduktionsmittel eine Schwefelverbindung enthält, die insbesondere ausgewählt ist unter Natriumhydrogen- sulfit, Natriumhydroxymethansulfinat und dem Hydrogensulfit-Ad- dukt an Aceton, ein.

Als oberflächenaktive Substanzen kommen die Üblicherweise für die Emulsionspolymerisation eingesetzten Emulgatoren und Schutzkol- loide in Betracht. Bevorzugte Emulgatoren sind anionische und nichtionische Emulgatoren, die im Unterschied zu den Schutzkol- loiden in der Regel ein Molekulargewicht unterhalb 2000 g/mol aufweisen und in Mengen von bis zu 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugs- weise 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat in der Dis- persion bzw. auf die zu polymerisierenden Monomere M eingesetzt werden.

Zu den anionischen Emulgatoren zählen Alkali-und Ammoniumsalze von Alkylsulfaten (Alkylrest : Ca-C20), von Schwefelsäurehalbestern ethoxylierter Alkanole (EO-Grad : 2 bis 50, Alkylrest : C8 bis C20) und ethoxylierter Alkylphenole (EO-Grad : 3 bis 50, Alkylrest : C4-C20), von Alkylsulfonsäuren (Alkylrest : Cg bis C20) und von Al- kylarylsulfonsäuren (Alkylrest : C4-C20). Weitere geeignete anioni- sche Emulgatoren finden sich in Houben-Weyl, Methoden der organi- schen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme- Verlag, Stuttgart, 1961, S. 192-208.

Zu den anionischen grenzflächenaktiven Substanzen zählen auch Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R1 und R2 Wasserstoff oder lineare oder verzweigte Alkylre- ste mit 6 bis 18 C-Atomen und insbesondere mit 6,12 und 16 C- Atomen bedeuten, wobei Rl und R2 nicht beide gleichzeitig Wasser- stoff sind. X und Y sind bevorzugt Natrium, Kalium oder Ammonium, wobei Natrium besonders bevorzugt ist. Häufig werden technische Gemische verwendet, die einen Anteil von 50 bis 90 Gew.-% des mo- noalkylierten Produktes aufweisen, beispielsweise Dowfax 2A1

(Warenzeichen der Dow Chemical Company). Die Verbindungen I sind allgemein bekannt, z. B. aus der US-A-4,269,749.

Geeignete nichtionische Emulgatoren sind araliphatische oder ali- phatische nichtionische Emulgatoren, beispielsweise ethoxylierte Mono-, Di-und Trialkylphenole (EO-Grad : 3 bis 50, Alkylrest : C4-Cg), Ethoxylate langkettiger Alkohole (EO-Grad : 3 bis 50, Al- kylrest : Cg-C36), sowie Polyethylenoxid/Polypropylenoxid-Blockco- polymere. Bevorzugt werden Ethoxylate langkettiger Alkanole (Al- kylrest : Clo-C22, mittlerer Ethoxylierungsgrad : 3 bis 50) und da- runter besonders bevorzugt solche auf Basis von Oxoalkoholen und nativen Alkoholen mit einem linearen oder verzweigten C12-Cl8-Al- kylrest und einem Ethoxilierungsgrad von 8 bis 50.

Bevorzugt werden anionische Emulgatoren, insbesondere Emulgatoren der allgemeinen Formel I, oder Kombinationen aus wenigstens einem anionischen und einem nichtionischen Emulgator eingesetzt.

In speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es vorteilhaft sein, Polymerisate einzusetzen, die wenigstens ei- nen alkoxylierten, bevorzugt ethoxylierten nichtionischen Emulga- tor und/oder wenigstens einen alkoxylierten, bevorzugt ethoxy- lierten anionischen Emulgator enthalten, beispielsweise einen der vorstehend genannten. Vorzugsweise liegt die Menge dieser Emulga- toren im Bereich von 0,1 bis 3,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aller einpolymeri- sierten Monomere. Der alkoxylierte Emulgator bzw. die alkoxylier- ten Emulgatoren können nach der Herstellung der Polymerisate zu- gegeben oder vorzugsweise zu deren Herstellung eingesetzt werden.

Je nach Art der zur Herstellung des Erdbaustoffe eingesetzten Bö- den können solche alkoxylierte Emulgatoren sowohl die Herstell- barkeit und die Verarbeitungseigenschaften verbessern als auch die mechanische Festigkeit erhöhen und den möglicherweise auftre- tenden Schwund beim Trocknen bzw. Aushärten der Erdbaustoffe ver- ringern.

Geeignete Schutzkolloide sind beispielsweise Polyvinylalkohole, Stärke-und Cellulosederivate, Carboxylgruppen enthaltende Poly- mere wie Homo-und Copolymere der Acrylsäure und/oder der Metha- crylsäure mit Comonomeren wie Styrol, Olefinen oder Hydroxyalky- lestern, oder Vinylpyrrolidon enthaltende Homo-und Copolymeri- sate. Eine ausführliche Beschreibung weiterer geeigneter Schutz- kolloide findet sich in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart 1961, S. 411-420. Auch Gemische aus Emulgatoren und/oder Schutzkolloiden können verwendet werden.

Selbstverständlich kann das Molekulargewicht der Polymere durch Zugabe von Reglern in einer geringen Menge, in der Regel bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierenden Monomere M, einge- stellt werden. Als Regler kommen insbesondere organische Thiover- bindungen, ferner Allylalkohole und Aldehyde in Betracht. Bei der Herstellung der Butadien-enthaltenden Polymere der Klasse I wer- den häufig Regler in einer Menge von 0,1 bis 2 Gew.-%, vorzugs- weise organische Thioverbindungen wie tert.-Dodecylmercaptan ein- gesetzt.

Die Emulsionspolymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch nach der Batchfahrweise, vorzugsweise nach einem halbkontinuier- lichen Verfahren erfolgen. Dabei können die zu polymerisierenden Monomere kontinuierlich, einschließlich Stufen-oder Gradienten- fahrweise, dem Polymerisationsansatz zugeführt werden. Die Mono- meren können sowohl als Monomermischung als auch als wässrige Mo- nomeremulsion der Polymerisation zugeführt werden.

Neben der saatfreien Herstellungsweise kann zur Einstellung einer definierten Polymerteilchengröße die Emulsionspolymerisation nach dem Saatlatex-Verfahren oder in Gegenwart von in situ hergestell- ten Saatlatex erfolgen. Verfahren hierzu sind bekannt und können dem Stand der Technik entnommen werden (siehe EP-B 40419 sowie Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. 5, John Wi- ley & Sons Inc., New York 1966, S. 847).

Im Anschluss an die eigentliche Polymerisationsreaktion ist es gegebenenfalls erforderlich, die erfindungsgemäßen, wässrigen Po- lymerisatdispersionen weitgehend frei von Geruchsträgern, wie Restmonomeren und anderen organischen flüchtigen Bestandteilen zu gestalten. Dies kann in an sich bekannter Weise physikalisch durch destillative Entfernung (insbesondere über Wasserdampfde- stillation) oder durch Abstreifen mit einem inerten Gas erreicht werden. Die Absenkung der Restmonomere kann weiterhin chemisch durch radikalische Nachpolymerisation, insbesondere unter Einwir- kung von Redoxinitiatorsystemen, wie sie z. B. in der DE-A 44 35 423, DE-A 44 19 518 sowie in der DE-A 44 35 422 aufge- führt sind, erfolgen. Bevorzugt wird die Nachpolymerisation mit einem Redoxinitiatorsystem aus wenigstens einem organischen Per- oxid und einem organischen Sulfit durchgeführt.

Nach Beendigung der Polymerisation werden die verwendeten Poly- merdispersionen vor ihrer erfindungsgemäßen Verwendung häufig al- kalisch, vorzugsweise auf pH-Werte im Bereich von 7 bis 10 einge- stellt. Zur Neutralisation können Ammoniak oder organische Amine

einsetzt, sowie vorzugsweise Hydroxide, wie Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid verwendet werden.

Zur Herstellung von Polymerpulvern werden die wässrigen Polymer- dispersionen in bekannter Weise einem Trocknungsverfahren, vor- zugsweise in Gegenwart üblicher Trocknungshilfsmittel, unterwor- fen. Bevorzugtes Trocknungsverfahren ist die Sprühtrocknung. So- fern erforderlich, wird das Trocknungshilfsmittel in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-% vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Polymergehalt der zu trocknenden Dispersion eingesetzt.

Der Feststoffgehalt der zu trocknenden Polymerisatdispersion, die bereits das oder die Trocknungshilfsmittel enthält, liegt in der Regel im Bereich von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 55 Gew.-% (jeweils gerechnet als Polymerisat + Trock- nungshilfsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion).

Bei der Sprühtrocknung werden die zu trocknenden Polymerisatdis- persionen in Gegenwart des Trocknungshilfsmittels in einem Trok- kenturm, durch den ein Warmluftstrom geführt wird, getrocknet.

Die Temperatur des Warmluftstroms beträgt in der Regel am Eingang des Trockenturms 100 bis 200°C, vorzugsweise 110 bis 170°C, und am Turmausgang etwa 30 bis 100°C, vorzugsweise 50 bis 80°C. Die zu trocknende Polymerisatdispersion kann gegen den Warmluftstrom oder vorzugsweise parallel in den Warmluftstrom eingeführt wer- den. Die Zugabe kann über Ein-oder Mehrstoffdüsen oder über eine rotierende Scheibe erfolgen. Die Abscheidung der Polymerisatpul- ver erfolgt in üblicher Weise, z. B. unter Verwendung von Zyklonen oder Filterabscheidern.

Als Trocknungshilfsmittel kommen alle üblicherweise verwendeten Trocknungshilfsmittel, z. B. Homo-und Copolymere des Vinylpyrro- lidons, Homo-und Copolymere der Acrylsäure und/oder der Meth- acrylsäure mit Hydroxylgruppen tragenden Monomeren, vinylaromati- schen Monomeren, Olefinen und/oder (Meth) acrylsäureestern, Poly- vinylalkohol und insbesondere Arylsulfonsäure-Formaldehyd-Kon- densationsprodukte sowie Gemische davon, in Betracht. Grundsätz- lich können die Trocknungsmittel während des Trocknungsvorganges in Form von Lösungen, beispielsweise als wässrige oder wässrig- alkoholische Lösungen, der zu trocknenden Polymerdispersion zuge- geben werden. Vorzugsweise gibt man das Trocknungshilfsmittel vor der Trocknung zu der Polymerisatdispersion. Das Trocknungsmittel kann sowohl als Feststoff oder vorzugsweise als Lösung, z. B. als wässrig-alkoholische Lösung oder insbesondere als wässrige Lö- sung, zu der Dispersion gegeben werden. Auch kann man einige der in Betracht kommenden Trocknungshilfsmittel bereits während der Herstellung der wässrigen Polymerisatdispersion als Schutzkolloid

(siehe oben) einsetzen. Bevorzugte Trocknungshilfsmittel sind Arylsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukte und deren Salze, vorzugsweise die in der WO 98/03577 beschriebenen Substan- zen.

Ferner kann man der zu trocknenden Polymerisatdispersion während des Trocknungsvorganges ein Anticaking-Mittel (Antibackmittel) zusetzen. Hierbei handelt es sich um ein feinteiliges anorgani- sches Oxid, beispielsweise eine feinteilige Kieselsäure oder ein feinteiliges Silicat, z. B. Talkum. Vorzugsweise weist das fein- teilige anorganische Oxid eine mittlere Teilchengrösse im Bereich von 0,01 bis 0,5 pm auf. Besonders bevorzgt wird feinteilige Kie- selsäure mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 0,01 bis 0,5 Mm, die sowohl hydrophil als auch hydrophobisiert sein kann. Das Antibackmittel kann vor oder während der Trocknung der Polymerisatdispersion zudosiert werden. In einer anderen Ausfüh- rungsform gibt man das Antibackmittel in eine für Feststoffe ge- eigneten Mischvorrichtung, beispielsweise einem Rüttler, Roll- stuhl-Schneckenmischer oder ähnlichem, zu dem Polymerpulver.

Sofern erwünscht, wird man das Antibackmittel in einer Menge von 0,5 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 12 Gew.-%, bezogen auf das Polymerpulver (bzw. auf die Summe an Polymer P + Trocknungshilfsmittel in der wässrigen Polymerisat- dispersion), einsetzen.

Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Erdbaustoffe weitere, von den vorstehend genannten Polymerisaten verschiedene Polymere in untergeordneten Mengen enthalten, beispielsweise hydrophobe natürliche Polymerisate und/oder hydrophile synthetische Polyme- risate, wie wasserlösliche Polymerisate und sogenannte superab- sorbierende Polymere bzw. Superabsorber. Der Anteil solcher Poly- mere liegt jedoch in der Regel, bezogen auf den Gehalt an minera- lischen Bestandteilen, unterhalb von 5 Gew.-%, bevorzugt unter- halb von 2 Gew.-%. In bevorzugten Ausführungsformen der vorlie- genden Erfindung sind die Erdbaustoffe frei oder im wesentlichen frei von solchen, von den hydrophoben synthetischen Polymerisaten verschiedenen Polymeren.

Typischerweise umfassen die erfindungsgemäßen Erdbaustoffe a) einen mineralischen Hauptbestandteil, bestehend aus -50 bis 100 Gew.-Teilen, bevorzugt 70 bis 100 Gew.-Teilen, besonders bevorzugt 80 bis 100 Gew.-Teilen, Sand, Splitt und/oder Kies,

0 bis 20 Gew.-Teilen, bevorzugt 0 bis 10 Gew.-Teilen Ze- ment, Ton, Lehm und/oder Kalk 0 bis 30 Gew.-Teilen sonstigen natürlichen organischen und/oder mineralischen Erdbestandteilen, b) 1 bis 50 Gew.-Teile, bevorzugt 2 bis 40 Gew.-Teile, ganz be- sonders bevorzugt 3 bis 30 Gew.-Teile, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile mineralischer Hauptbestandteile wenigstens ei- nes wasserunlöslichen, filmbildenden Polymerisats, c) 0 bis 30 Gew.-Teile, bevorzugt 1 bis 20 Gew.-Teile und beson- ders bevorzugt 2 bis 15 Gew.-Teile Wasser.

Unter sonstigen natürlichen organischen und/oder mineralischen Erdbestandteilen sind insbesondere von den vorstehend genannten Erdbestandteilen verschiedene organischen Materialien, wie pflanzliche Reste, Humus, Gras, Stroh, Holzstückchen, Holz-und/ oder Korkreste und anorganische Materialien, wie Schluff, Bläh- schiefer, Perlite und/oder Blähton zu verstehen.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Erdbaustoffe erfolgt in der Regel durch einfaches Vermischen von Böden, Erden, Sanden und/oder Kiesen, welche die mineralischen Hauptkomponenten dar- stellen oder enthalten, mit dem Polymerisat, vorzugsweise entwe- der in Form einer Polymerdispersion oder besonders bevorzugt in Form eines Polymerpulvers. Vorteilhaft wird der Mischvorgang so- lange durchgeführt, bis das Polymerisat gleichmäßig oder im we- sentlichen gleichmäßig im Erdbaustoff verteilt ist. Gleichmäßige Verteilung bedeutet hier, dass möglichst wenig lokale Konzentra- tions-Inseln an Polymer oder Erdbestandteilen vorliegen und dass insbesondere in keine Raumrichtung des Erdbaustoffe ein merkli- cher Konzentrationsgradient vorliegt.

Vorteilhaft für eine gute Verfilmung des Polymers in den Erdbau- stoffen ist, dass der Wassergehalt des polymermodifizierten Erd- baustoffes vor dem Trocknen, Aushärten oder Verfestigen im Be- reich von 1 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bevorzugt 2 Gew.-% bis 20 Gew.-% und insbesondere 3 bis 15 Gew.-%, beispielsweise etwa 5 Gew.-%, etwa 7 Gew.-% oder etwa 10 Gew.-% liegt. Der Wasser- halt in den polymermodifizierten Erdbaustoffen kann gewünschten- falls durch Einstellen des Wassergehalts einer oder mehrerer der Komponenten, d. h. durch Trocknen oder Zugeben von Wasser, auf die obengenannten Werte eingestellt werden. Das Einstellen des Was- sergehalts in den polymermodifizierten Erdbaustoffen kann vor dem Vermischen der Komponenten, während dem Vermischen der Komponen-

ten und nach dem Vermischen der Komponenten, bevorzugt vor oder während dem Vermischen, erfolgen.

Das Trocknen, Aushärten oder Verfestigen der erfindungsgemäßen Erdbaustoffe erfolgt in der Regel durch sich selbst überlassen an der Luft oder durch Erwärmen auf eine Temperatur von bis zu 150°C, vorzugsweise bis zu 120°C. Bei Temperaturen unterhalb 10°C ist der Trocknungsprozess in der Regel unerwüscht langsam. In vielen Fäl- len erfolgt die Trocknung aus Kostengründen im Bereich der Raum- temperatur (15 bis 30°C).

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfah- ren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Erdbaustoffe, bei dem man i) mineralische Bestandteile ii) wenigstens ein wasserunlösliches Polymerisat und iii) gegebenenfalls Wasser und weitere Bestandteile zu einer plastisch verformbaren, fließfähigen oder rieselfähigen Masse vermischt, in der das Polymerisat gleichmäßig verteilt vor- liegt.

Die so erhaltene Masse ist in der Regel entweder formbar oder fließfähig und kann direkt der gewünschten Verwendung zugeführt werden. Die noch feuchte Masse kann gewünschtenfalls auch noch verdichtet werden.

Typische Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen Erdbaustoffe sind die konstruktiven Baumaßnahmen, beispielsweise die Verfesti- gung von Straßenunterbauten, die Verwendung im Damm-und Deich- bau, der Einsatz bei Deponieabdichtungen oder bei der Abdichtung und Befestigung von Flächen, die mechanischer Belastung ausge- setzt sind, wie Böschungen oder Parkplatzflächen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfah- ren zur Befestigung von Böden, wobei man den zu befestigenden Bo- den aushebt oder ausbaggert, den so erhaltenen Boden gegebenen- falls zerkleinert, mit wenigstens einem hydrophoben Polymerisat versetzt und durchmischt, bis das Polymerisat gleichmäßig in dem Aushub verteilt ist, bei dem Vermischen gegebenenfalls den Was- sergehalt des Gemischs auf einen Wert im Bereich von 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 20 Gew.-% und insbesondere 3 bis 15 Gew.-% einstellt und das so erhaltene Gemisch, d. h. den erfin- dungsgemäßen Erdbaustoff wieder ausbringt. Das vorstehend be- schriebene Verfahren eignet sich insbesondere für den Damm-und

Deichbau, Deponieabdichtungen und allgemein zum Verhindern oder Verlangsamen unerwünschter Erosion.

Die erfindungsgemäßen Erdbaustoffe können gewünschtenfalls zu Formkörpern, insbesondere Bausteinen bzw. Erdziegeln verarbeitet werden. Geeignete Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus mineralischen Massen wie den erfindungsgemäßen Erdbaustoffen sind dem Fachmann bekannt.

Die verfestigten bzw. ausgehärteten erfindungsgemässen Erdbau- stoffe zeichnen sich durch deutlich erhöhte Biegezug-und Druck- festigkeiten und durch erhöhte Elastizitäten im Vergleich zu un- modifizierten Tonformkörpern aus. Das üblicherweise beim Trocknen feuchter, auf klastischen Sedimenten basierender Massen beobach- tete Schwinden wird bei den erfindungsgemäßen Erdbaustoffen in der Regel nicht oder nur unwesentlich nachteilig beeinflusst, wo- bei das Schwinden meist masshaltig eintritt und somit für die mit den erfindungsgemäßen Erdbaustoffen errichteten Bauvorhaben von untergeordneter Bedeutung ist.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen, sind jedoch nicht einschränkend zu verstehen.

Einsatzstoffe.

Polymerisat P1 Copolymerisat aus 63 Gew.-Teilen Styrol und 32 Gew.-Teilen Butadien, 2,5 Gew.-Teilen Acrylnitril und 2,5 Gew.-Teilen N-Methylacrylamid mit einer Glasübergangstemperatur von 17°C.

Polymerisat P1 wurde in Form einer 50 gew.-% igen wässrigen Polymerdispersion eingesetzt, die mit 1 Gew.-% ethoxiliertem C13-Fettalkohol (EO8) und 1,5 Gew.-% des Natriumsalzes eines Schwefelsäurehalbesters von ethoxiliertem Cis-Alkohol (E03) stabilisiert war. Die Polymerdispersion wies eine Mindest- filmbildetemperatur von 16°C auf.

Polymerisat P2 Copolymerisat aus 54 Gew.-Teilen Styrol und 46 Gew.-Teilen 2-Ethylhexylacrylat sowie 2,6 Gew.-Teilen Acrylsäure, 1 Gew.-Teil Acrylamid und 0,5 Gew.-Teilen Methacrylamid mit einer Glasübergangstemperatur von 12°C in Form einer 50 gew.-igen wässrigen Polymerdispersion mit einer Mindest- filmbildetemperatur von 20°C. Die Dispersion enthielt zur Stabilisierung 0,4 Gew.-% Nonylphenolethoxilat (Ethoxilie-

rungsgrad 25) und 1,2 Gew.-% des Natriumsalzes des Nonylphe- nolethoxilat-Schwefelsäurehalbesters (Ethoxilierungsgrad 25).

Polymerisat P3 Copolymerisat aus 62 Gew.-Teilen Styrol und 34 Gew.-Teilen n-Butylacrylat sowie 1,5 Gew.-Teilen Acrylsäure und 2,5 Gew.-Teilen N-Methylolmethacrylamid mit einer Glasüber- gangstemperatur von 34°C in Form einer 50 gew.-% igen wässri- gen Polymerdispersion mit einer Mindestfilmbildetemperatur von 30°C.

Beispiel B1 100 Gewichtsteile Sand mit einer Korngröße im Bereich bis 2 mm und einem Wassergehalt von ca. 7 Gew.-% wurden mit 8 Gewichtstei- len des wie vorstehend beschriebenen hergestellten Polymerpulvers versetzt und in einer Blender-Mischapparatur gründlich vermischt.

Anschließend wurde das Gemisch zu einem Probekörper verdichtet und 36 Stunden bei Raumtemperatur (25°C) getrocknet.

Beispiel B2 100 Gewichtsteile Kies mit einer Korngröße im Bereich von bis 50 mm und einem Wassergehalt von ca. 7 Gew.-% wurden mit 8 Ge- wichtsteilen des wie vorstehend beschriebenen hergestellten Poly- merpulvers versetzt und in einer Blender-Mischapparatur gründlich vermischt. Anschließend wurde das Gemisch zu einem Probekörper verdichtet und 36 Stunden bei Raumtemperatur (25°C) getrocknet.

Vergleichsbeispiel VB1 100 Gewichtsteile Sand mit einer Korngröße im Bereich bis 2 mm und einem Wassergehalt von ca. 7 Gew.-% wurden ohne Zusatz eines Polymerisats zu einem Probekörper verdichtet und 36 Stunden bei Raumtemperatur (25°C) getrocknet.

Vergleichsbeispiel VB2 100 Gewichtsteile Kies mit einer Korngröße im Bereich bis 50 mm und einem Wassergehalt von ca. 7 Gew.-% wurden ohne Zusatz eines Polymerisats zu einem Probekörper verdichtet und 36 Stunden bei Raumtemperatur (25°C) getrocknet.

Die Formkörper wurden sowohl direkt nach dem Trocknen als auch nach 24-stündiger Lagerung in Wasser auf ihre Formstabilität ge- prüft.

Während die erfindungsgemäßen Probekörper aus Beispiel B1 und B2 sowohl vor als auch nach der Wasserlagerung formstabil waren, konnten die Probekörper aus den Vergleichsbeispielen VB1 und VB2, weder vor noch nach der Wasserlagerung unzerstört gehandhabt wer- den.