DE2319069A1

DE2319069A1 - Verfahren zur herstellung von estrichen aus anorganischen bindemitteln im fliessverfahren

Info

Publication number: DE2319069A1
Application number: DE2319069A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Hinsche; Kurt Dr Schaupp
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-04-16
Filing date: 1973-04-16
Publication date: 1974-10-31
Also published as: US4005954A; NL7405120A; DD112490A5; USB459821I5; IE39129L; DE2319069B2; BE813648A; FR2225600A1; FR2225600B1; AT336856B; ATA309974A; GB1466928A; ES425315A1; CH581242A5; IE39129B1

Description

Bayer Aktiengesellschaft

Zentralbereich Patente. Marken und Lizenzen

_Gr/_IK 509 Leverkusen. Bayerwerk

U, April 1973

Verfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen

Bindemitteln im Fließverfahren ■

Es ist ein Verfahren bekannt, nach dem Estriche aus calciumsulfathaltigem Bindemittel, gegebenenfalls in Gegenwart von Zusatzstoffen, unter Verwendung spezieller Hilfsstoffe wie wasserlöslicher Polysaccharide in einem einzigen Arbeitsgang als harte, vollkommen ebene und waagerechte Flächen nach einem einfachen Fließverfahren hergestellt werden. Der für die Herstellung des Estrichs verwendete bindemittelhaltige Brei muß dabei genügend flüssig sein, um aufgrund der Schwerkraft allein frei zu verfließen. Dabei bildet sich von selbst eine ebene und waagerechte Oberfläche aus.

In ähnlicher Weise kann auch aus Anhydrit durch Verwendung spezieller Hilfsstoffe ein Mörtel bzw. ungemagerter Bindemittelbrei in so flüssiger Konsistenz hergestellt werden, daß er ähnlich wie Wasser selbständig in der gewünschten Form verläuft. So werden z. B. Estriche hergestellt, bei denen sich die Oberfläche glatt und waagerecht einstellt, ohne daß dazu mechanische Hilfen verwendet werden. Gleichermaßen können Fertigelemente, beispielsweise Platten, mit den genannten fließfähigen Bindemittelmassen gegossen werden.

Le A 14 7*7 . - 1 -

409844/0130

■ 2318069

Bei den genannten Verfahren wird die Fließfähigkeit der Mörtelinas sen meist durch die Verwendung¹ spezieller chemischer Hilfsstoffe erreicht. Diese Hilfsstoffe ermöglichen es, den die Fließfähigkeit des Mörtels bzw. Bindemittelbreies bestimmenden Wasser-Bindemittel-Paktor gerade so groß zu halten, daß die erreichten Festigkeiten den gestellten Anforderungen entsprechen. So wird in der DOS 1 94j dftk die Fließ-, fähigkeit einer Mörtelmasse aus Anhydrit durch den Zusatz einer sedimentationsverzögernden Substanz in Form eines wasserlöslichen Zelluloseäthers so erhöht, daß sich die Mörtelmasse möglichst schnell und gleichmäßig auf der Unterlage ausbreitet. Daneben wird in der genannten DOS ein Hilfsstoff zur Erhöhung der Festigkeit, z. B. in Form eines sulflt- oder sulfonsäuremodifizierten Harzes auf Basis eines Aminos-Triazins mit mindestens 2 Aminogruppen verwendet, der es ermöglicht, den Anhydritmörtel mit mehr Wasser und damit in fließfähiger Konsistenz zu verarbeiten.

Der Nachteil dieser Arbeitsweise liegt besonders darin, daß die für das Verfahren notwendigen chemischen Hilfsstoffe sowie die erforderliche Anmachwassermenge auf die Eigenschaften des jeweils eingesetzten Anhydrits sehr genau abgestimmt werden müssen. Ist dies nicht der Fall, können erhebliche Nachteile und Schäden auftreten, z. B. in Form von Rissen, von Schalenbildungen in der Oberfläche, von ungenügenden Festigkeiten und zu langen Erhärtungszeiten. Darüber hinaus macht der notwendige Einsatz von relativ teuren chemischen Hilfsstoffen dieses Verfahren trotz der Einsparung von Arbeitszeit kostenaufwendig.

Bei einem anderen Verfahren wird Anhydrit zusammen mit Wasser und entsprechenden Zusatzmitteln mit Hilfe eines schnelllaufenden Mischers zu einem gut fließfähigen Brei verarbei-

Le A 14 74? - 2 -

40 9844/0130

tet, und zwar bei einem Gewichtsverhältnis Anmaehwasser: Anhydrit von 0,25 - 0,40, wobei sich beim Ausgießen ein Fließwinkel von O - 30° einstellt. Eine ebene und glatte Oberfläche wird entweder durch Einschalten eines Vibrators und/oder durch maschinelles Glätten erreicht (DOS 2 107 484)'. Bei diesem Verfahren kann die Anhydrit-Masse zwar unter Verzicht auf spezielle teure chemische Hilfsstoffe ohne großen Arbeitsaufwand eingebracht werden, doch .ist zur Erzielung einer einwandfrei ebenen und glatten Oberfläche während bzw. nach der Verlegung eine mechanische Behandlung notwendig, so daß der beim Einbringen der Anhydrit-Masse eingesparte Arbeitsaufwand nicht voll kostenmindernd zur Wirkung kommt.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen Bindemitteln im Fließverfahren gefunden, bei dem das Bindemittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Hilfsstoffen, in ungemagerter oder gemagerter Form unter Zugabe von Wasser zu einer fließfähigen Masse angeteigt wird, dadurch gekennzeichnet, das diese Masse auf eine wasseraufnehmende Schicht aufgebracht wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch ohne Einsatz von chemischen Hilfsstoffen und ohne Notwendigkeit einer mechanischen Oberflächenbehandlung Estrichflächen mit ebener und glatter Oberfläche erhalten, wenn ein Bindemittelbrei in gemagerter oder ungemagerter Form eingesetzt wird, der mit soviel Wasser angeraischt ist, daß eine leicht fließfähige Masse entsteht. Die erfindungsgemäß bereitete fließfähige Masse wird im folgenden "Nivelliermasse" genannt. Die Nivelliermasse wird auf eine Unterlage ausgegossen, die die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen, besitzt, paßt sich der vorhandenen Form durch freies Verfließen an und erstarrt nach Stunden zu einer festen Masse mit ebener und glatter Oberfläche. Als besonders vorteilhaftes anorganisches

Le A 14 747 - 3 -

409844/0130

Bindemittel hat sich Anhydrit - sowohl synthetischer wie auch natürlicher Herkunft - erwiesen, welcher im Bindemittelbrei einen Wasser-Bindemittel-Paktor von O,j58 - 0,75, vorzugsweise 0,45 - 0,60 besitzt. Ein derartiger Anhydrit-Bindemittelbrei läßt sich beispielsweise in einem schnelllaufenden Mischer kontinuierlich oder auch chargenweise leicht herstellen. Es entsteht dabei eine sämige, homogene Suspension, die vorteiIhafterweise vom Mischer direkt bis zur Verarbeitungsstelle gepumpt wird und dort über der auf dem tragenden Untergrund aufgebrachten wasseraufnehmenden Schicht verfließt. Es ist jedoch auch möglich, andere Bindemittel, wie z. B. Zement, Gips oder Magnesiazement zu verwenden. Die Bindemittel können dabei in ungemagerter oder mit Füllstoffen versetzter gemagerter Form zur Anwendung gelangen. Als Füllstoffe sind z. B. geeignet: Feinsand, Blähton, Bims, Filterasche; die Füllstoffe können, bezogen auf das Bindemittel,in Mengen von 10 bis 200 Gew.-^, vorzugsweise von 50 bis 150 Gew.-% eingesetzt werden. Vorzugsweise werden jedoch ungemagerte Bindemittelbreie verwendet.

Als wasseraufnehmende Schicht wird vorteilhafterweise ein Material verwendet, welches das aufgenommene Wasser so fest bindet, daß dieses auch bei erhöhten Temperaturen nicht freigesetzt wird. Vorzugsweise werden hierzu unter Wasseraufnahme abbindende Stoffe, wie z. B. Gips, natürlicher oder synthetischer Anhydrit, Zement oder Mischungen dieser Stoffe eingesetzt, die mit dem aufgenommenen Wasser Verbindungen hoher Festigkeit ergeben. Das wasseraufnehmende Material kann dabei in Pulverform bzw. kompaktierter Form, z, B. als feinteiliges Granulat oder als Preßplatte, eingesetzt werden.

Le A 14 747 - 4 -

409844/0130

Die erfindungsgemäß wasseraufnehmende Schicht soll in der Lage sein, überschüssiges, für das freie Fließen der Nivelliermasse jedoch notwendiges Wasser in einem solchen Maß aufzunehmen, daß die für eine Hydratation des Bindemittels erforderliche Wassermenge bei Berücksichtigung der zwangsläufig auftretenden Verdunstungsverluste noch gewährleistet ist. Ferner soll die Schicht ihre wasseraufnehmende Wirkung erst dann voll zur Entfaltung bringen, wenn ein Fließen der eingebrachten Nivelliermasse nicht mehr erforderlich ist. Das ist dann der Fall, wenn die für den zu erstellenden Estrich angestrebte Stärke nach freiem Verfließen der Nivelliermasse erreicht und eine ebene und glatte Oberfläche erzielt ist. Die notwendige Kapazität der wasseraufnehmenden Schicht, d. h. Menge des aufgenommenen Wassers, richtet sich nach der Dicke der einzubringenden Estrichschicht und dem Wasser-Bindemittel-Faktor der Nivelliermasse, während sieh die Intensität, d. h. Geschwindigkeit der Wasseraufnahme durch die wasseraufnehmende Schicht nach dem Flächen-Volumen-Verhältnis der Nivelliermasse richtet.

Die Stärke der wasseraufnehmenden Schicht wird also auf die durch die Nivelliermasse insgesamt eingebrachte Wassermenge abgestimmt, die - wie bereits ausgeführt - vom Wasser-Bindemittel-Faktor der Nivelliermasse und der Dicke der im Fließverfahren zu erstellenden Estrichschicht abhängt. Deshalb wird die Stärke der wasseraufnehmenden Schicht zweckmäßigerweise für Nivelliermassen mit verschiedenen Wasser-Bindemittel-Faktoren als Bruchteil der jeweils über die Nivelliermasse eingebrachten Feststoffmenge pro Flächeneinheit angegeben. So wird z. B. für Nivelliermassen mit Wasser-Bindemittel-Faktoren von etwa 0,38 bis 0,75 der als wasseraufnehmende Schicht verwendete Stoff pro Flächeneinheit der zu erstellenden Estrichschicht 2,5 bis 42 Gew.-^ der über die Nivelliermasse pro Flächeneinheit eingebrachten Feststoffmenge betragen, wobei mit steigenden Wasser-Bindemittel-Faktoren der Nivellier-

Le A 14 7^7 - 5 -

409844/0130

masse jeweils der Gewichtsanteil der wasseraufnehmenden Schicht mitansteigt. Für Nivelliermassen mit bevorzugten Wasser-Bindemittel-Faktoren von ÖA5 bis 0,60 liegen die Gewichtsanteile der als wasseraufnehmende Schicht verwendeten Stoffe pro Flächeneinheit, bei 5 bis 27 Gew.-% der über die Nivelliermasse pro Flächeneinheit eingebrachten Feststoff menge. Für Nivelliermassen mit besonders bevorzugten Wasser-Bindemittel-Faktoren von 0,50 bis 0,55 betragen die entsprechenden Werte für die Gewichtsanteile der wasseraufnehmenden Schicht 13 bis 20 Gew.-%.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die wasseraufnehmende Schicht mit einer wasserdurchlässigen Trennschicht abgedeckt. Als Materialien hierfür geeignet sinds Papier, Pappe, perforierte Kunststofffolien, textile Gewebe, Kies- bzw. Sandschichten oder ein sich unter Feuchtigkeitseinwirkung langsam auflösendes Material (z. B. ein wasserlöslicher Kleber).

Die Intensität ₉ d. h. die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme d^reh die wasseraufnehmende Schicht wird.dabei bei Verwendung eines sich nicht auflösenden Trennschichtmaterials bestimmt von der Durchlässigkeit dieser Trennschicht, die ihrerseits bestimmt wird durch ihre eigene Saugfähigkeit und/oder eine mehr oder minder starke Perforierung} bei Verwendung eines sich langsam auflösenden Trennschichtmaterials hängt die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme durch die wasseraufnehmende Schicht ab von der Saugfähigkeit und der Auflösungsgeschwindigkeit der Trennschicht.

Die Wahl des als Trennschicht verwendeten Materials hat mit einen Einfluß auf die Abmessungen der im Fließverfahren zu gießenden Fläche, da der zeitliche Beginn des Wirksamwerdens der Saugkraft der wasseraufnehmenden Schicht auf

Le A 14 7*7 - β -

409844/0130

die eingebrachte Nivelliermasse von der Beschaffenheit der Trennschicht abhängt. Je größer das Intervall zwischen dem ersten Einbringen von Nivalliermasse und dem Beginn des Wirksamwerdens der Saugkraft der wasseraufnehmenden Schicht auf die eingebrachte Nivelliermasse ist, desto größer kann die dabei hergestellte Estrichfläehe (bei gegebener Estrichstärke) sein. Denn sobald dieses vom verwendeten Trennschichtmaterial abhängige Zeitintervall verstrichen ist, ist ein freies Verfließen der Nivelliermasse nicht mehr gewährleistet; die Nivellierung der Nivelliermasse muß also spätestens bis zu diesem Zeitpunkt erfolgt sein. Das Zeitintervall zwischen dem Beginn des Einbringens von Nivelliermasse auf die durch eine Trennschicht abgedeckte wasseraufnehmende Schicht und dem Beginn des Wirksamwerdens der Saugkraft der wasseraufnehmenden Schicht durch die Trennschicht auf die Nivelliermasse wird im folgenden die "Diffusionszeit" der Trennschicht genannt. Die Diffusionszeiten betragen im Mittel für:

Textile Gewebe 7-28 Min.

Papier 10-35 Min.

Perforierte Kunststoffolien 15 - 50 Min. .

In Abhängigkeit von diesen Diffusionszeiten können bei Einsatz eines Misch- und Fördergerätes mit einer Leistung von 3 vor Nivelliermasse/h bei einer Estrichdicke von 3 cm folgende Flächen verlegt werden, ehe die Saugwirkung der wasseraufnehmenden Schicht das freie Verfließen der Masse be- bzw. verhindert:

Als Trennschic	ht	2/28	min	Größe der	Fläche in qm, für die ein-
	10/35	min	wandfreies	Verfließen gewährleistet ist
verwendete Materialien			ca.	10 - 44
Textile Gewebe			ca.	15-55
Papier	15/50	min
Perforierte
Kunststoff-	ca.	23 - 80
folien

Le A 14 74?

409844/0130

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich beliebig große Estrichflächen herstellen, die entsprechend den vorliegenden Angaben bezüglich des Trennschichtmaterialeinflußes in Abhängigkeit von der Leistung des verwendeten Misch- und Fördergerätes zunächst auch in Teilflächen ausgeführt werden können.

In der alltäglichen Bäupraxis kommen im allgemeinen Estriche mit klar definierter Stärke zur Vorlegung. Als besonders bevorzugte Stärken sind für Estriche auf Trennschicht 25 mm, 30 mm und 35 t™ und f^ür schwimmende Estriche J>0 mm, 35 nun und 40 mm anzusehen. Desgleichen werden die Größen der nach diesem Verfahren technisch und wirtschaftlich sinnvoll zu verlegenden Estrichflächen zwischen 25 und 8O m liegen. Geht man davon aus, daß gleichzeitig die Nivelliermassen mit den vorgenannten besonders bevorzugten Wasser-Bindemittel-Faktoren vorrangig eingesetzt werden, so sind für die in der Praxis besonders häufig vorkommenden Ausführungsfälle sämtliche die Saugschicht und die Trennschicht bestimmenden Parameter bekannt. Für diese definierten Fälle kann die wasseraufnehmende Schicht in geeigneter Schichtdicke zusammen mit der geeigneten Trennschicht als vorgefertigtes kombiniertes Element, z. B. als Platte oder Matte, zur Anwendung kommen. Diese vorgefertigten Platten oder Matten können beispielsweise dadurch hergestellt Werden, daß man maschinell zwischen eine untere dichte Polyäthylenfolie und eine obere perforierte Polyäthylenfolie das Saugschichtmaterial in der geeigneten Stärke einbringt und die beiden Folien an den Rändern miteinander vernäht oder verschweißt*

Während Estriche, die bei den bislang bekannten Fließverfahren mit den genannten hohen Wasser-Bindemittel-Faktoren hergestellt werden, für die Praxis unzumutbar lange Erhärtungszeiten benötigen, nur ungenügende oder praktisch

Le A 14 747 - 8 -

' 4Ό 9 8 4 W 0 1 3 U

gar keine Festigkeiten aufweisen und sehr risseanfällig sind, können mit dem erfindungsgemaßen Verfahren Estriche mit ebener und glatter Oberfläche hergeteilt werden, die sich durch schnelle Erstarrung und gute Festigkeiten auszeichnen. Ein Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens liegt ferner darin, daß die im Vergleich zu den konventionellen Mörtelverfahren schnelle und wenig arbeitsaufwendige Einbringung der härtbaren Masse nicht durch den Einsatz teurer chemischer Hilfsstoffe erkauft werden muß, wobei jedoch der zusätzliche Einsatz von chemischen Hilfsstoffen auf anorganischer und/oder organischer Basis auch noch diesen Verfahren möglich ist. Derartige Hilfsstoffe sind z. B. die eingangs genannten modifizierten Melaminharze, ferner Methylzellulose, Entschäumer, wie z. B. Tributylphosphat Beschleuniger, wie z. B. Calciumsulfat-Dihydrat usw.

Die erfindungsgemäß hergestellten Estriche zeichnen sich durch eine für die Aufbringung von Belägen besonders gut geeignete praktisch schlämmschichtfreie Oberfläche aus. Schlämmschichten treten bei den konventionellen Verfahren dann auf, wenn der Mörtel zu naß eingebracht wird und bei den eingangs vorgestellten neuen Verfahren dann, wenn die Einzelkomponenten nicht genau aufeinander abgestimmt sind. Sie verhindern eine einwandfreie Haftung zwischen Estrich und Belag und sind häufig die Ursache schwerwiegender Schaden.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden beispielhaft erläutert werden:

Beispiel

Ein Raum von 8,50 χ 7,00 m Grundfläche wird über der vorher verlegten Dämmschicht mit einer wasserdichten Folie wannen-

Le A 14 747 - 9 -

40984 4/

artig ausgeschlagen. Darauf wird eine 2 cm dicke Schicht aus trockenem Anhydritbinder aufgebracht, der anschließend festgewalzt bzw. gestampft wird. :

Diese Anhydritschicht wird-mit einer 0,5 mm dicken perforierten Polyäthylenfolie, an den Stößen 20 cm überlappend, abgedeckt. Unter Perforierung ist hierbei zu verstehen, daß die Folie mit 0,8 mm großen Löchern versehen ist, die im allseitigen Abstand.von 50 mm gestanzt sind. Auf die so vor- bereitete Fläche pumpt man mit einer kontinuierlichen Misch- und Förderanlage einen Anhydritbrei, hergestellt aus Anhydritbinder und 52 Gew.-% Wasser, bis auf ein Niveau, das 4 mm über der gewünschten Estrichhöhe liegt. Die Estrichdicke beträgt dabei 50 mm. Dieser dünnflüssige Brei verfließt frei ohne Einsatz mechanischer Hilfen über die gesamte Fläche. Etwa 50 Minuten nach Beendigung des Pumpens ist die gesamte eingebrachte Masse durch Wasserentzug so versteift, daß ein freies Verfließen nicht mehr möglich ist. Das Niveau wird im Verlauf von etwa 1 1/2 Stunden durch den Wasserentzug bis zur Sättigung der unteren Anhydritschicht um etwa 4 mm bis auf das gewünschte Estrichniveau gesenkt. Etwa zu diesem Zeitpunkt beginnt auch die Erstarrung der Anhydrit«⁷ ;sse. Bereits nach 20 Stunden kann die erhaltene Estrichplatte begangen werden. Nach 14 Tagen beträgt der Gehalt an nicht gebundenem Wasser in'der eigentlichen Estrichtragschicht 0,4 Gew.-% und in der Saugschicht noch 0,8 Gew.-%. Die Festigkeiten der Tragschicht betragen nach dieser Zeit: 55,8 kp/cm Biegezug und 276,- kp/cm Druck, geprüft am herausgeschnittenen Stück.

Le A 14 747 - 10 -

409844/013Q

Claims

Patentansprüche ι

^ lötverfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen Bindemitteln im Fließverfahren, bei dem das Bindemittel ge- * gebenenfalls unter Zusatz von Hilfsstoffen in ungemagerter oder gemagerter Form unter Zugabe von Wasser zu einer fließfähigen Masse angeteigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Masse auf eine wasseraufnehmende Schicht aufgebracht wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht aus Gips, natürlichem oder synthetischem Anhydrit, Zement oder Mischungen dieser Stoffe besteht.
j5) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel in der fließfähigen Masse vorzugsweise Anhydrit verwendet wird mit einem Wasser-Bindemittel-Faktor von 0,38 bis 0,75* vorzugsweise von 0,45 ■ bis 0,60.
4) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die durch die fließfähige Masse eingebrachte Feststoffmenge (pro Flächeneinheit) 2,5 bis 42 Gew.-^ des die wasseraufnehmende Schicht bildenden Stoffes (pro Flächeneinheit) verwendet werden.
5) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht mit einer die Diffusion des Wassers ermöglichenden Trennschicht abgedeckt wird.
6) Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

für die Ausbildung der Trennschicht Papier, Pappe, ein textiles Gewebe, vorzugsweise perforierte Kunststoffolie oder ein sich unter Wassereinwirkung auflösender Stoff verwendet wird.

Le A 14 747 - 11 -

40-9844/0130
7) Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht in geeigneter Schichtdicke mit der geeigneten Trennschicht als vorgefertigtes kombiniertes Element verwendet wird.

Le A Ik 7^7 - 12 -

409844/013