DE2442183A1

DE2442183A1 - Verfahren zur herstellung von estrichen aus anorganischen bindemitteln im fliessverfahren

Info

Publication number: DE2442183A1
Application number: DE2442183A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Hinsche; Kurt Dr Schaupp
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1974-09-03
Publication date: 1976-03-11
Also published as: ES440641A1; NO144541C; ATA670775A; NO752879L; NL182500B; FR2284011A1; CH594119A5; DD121152A5; IT1044437B; FR2284011B1; US4072786A; SE7509730L; NO144541B; DK393275A; BE832901A; NL182500C; AT352974B; SE407254B; DE2442183C2; GB1512457A

Description

Bayer Aktiengesellschaft 2442183

Zentralbereich

r Patente, Marken

und Lizenzen

r ·

Rn-her 509 Leverkusen. Bayerwerk

2. Sept.

Verfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen Bindemitteln im Fließverfahren

Es ist ein Verfahren bekannt, nach dem_xEstriche 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 auoh 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 15 692 - 1 -

609811/020 7

ο φ»

Bei den genannten Verfahren wird die Fließfähigkeit der Mörtelmassen meist durch die Verwendung spezieller chemischer Hilfsstoffe erreicht. Diese Hilfsstoffe ermöglichen es, den die Fließfähigkeit des Mörtels bzw. Bindemittelbreies bestimmenden Wasser-Bindemittel-Faktor gerade so groß zu halten, daß die erreichten Festigkeiten den gestellten Anforderungen entsprechen. So wird in der DOS 1 9*K5 63²I- die Fließfähigkeit 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 sulfit- 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 Schaden 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 15 692 - 2 -

609811/0207

tet, und zwar bei einem Gewichtsverhältnis Anmachwasser: Anhydrit von 0,25 - 0,40, wobei sich beim Ausgießen ein Fließwinkel von 0 - 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 kostenminderhd zur Wirkung kommt.

Nach einem älteren, bisher unveröffentlichten Vorschlag zur Herstellung von Estrischen aus anorganischen Bindemitteln im Fließverfahren wird das Bindemittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Hilfsstoffen, in ungeir.agerter oder gemagerter Form unter Zugabe von Wasser zu einer fließfähigen Masse angeteigt und diese Masse auf eine wasseraufnehmende Schicht aufgebracht. Nach diesem Verfahren lassen sich auch ohne Einsatz von chemischen Hilfsstoffen und-ohne Notwendigkeit einer mechanischen Oberflächenbehandlung Estrichflächen mit ebener und glatter Oberfläche erhalten, wenn ein Binde mittelbrei in gemagerter oder ungemagerter Form eingesetzt wird, der mit soviel Wasser angemischt ist,, daß eine leicht fließfähige Masse entsteht. Diese "Nivelliermasse" wird auf eine Unterlage ausgegossen, die die Fähigkeit, Wasser aufzunehmen, besitzt. Sie 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 Bindemittel hat sich Anhydrit - sowohl synthetischer wie auch natürlicher Herkunft - erwiesen, welcher im Bindemittelbrei einen Wasser-Bindemittel-Faktor von 0,j8 - 0,75, vorzugsweise C,45 - 0,60 besitzt. Ein derartiger Anhydrit-Binde-

Le A 15 692 - 3 -

609811/^207

brei läßt sich beispielsweise in einem schnelllaufenden Mischer kontinuierlich oder auch chargenweise leicht herstellen. Es entsteht dabei eine sämige, homogene Suspension, die vorteilhafterweise 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 und andere Schall- und wärmeisolierende Stoffe; die Füllstoffe können, bezogen auf das Bindemittel, in Mengen von 10 bis JOO 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 verwendet, 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.

Die 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 er-

Le A 15 692 - 4 -

609811/0207

.forderliche 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 sich 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 wässeraufnehmende Schicht verwendete Stoff pro Flächeneinheit der zu erstellenden Estrichschicht 2,5 bis 42 Gew.-% der über die Nivellier-, masse pro Flächeneinheit eingebrachten Feststoffmenge betragen, wobei mit steigenden Wasser-Bindemittel-Faktoren der Nivelliermasse jeweils der Gewichtsanteil der wasseraufnehmenden Schicht mitansteigt. Für Nivelliermassen mit bevorzugten Wasser-Bindemittel-Faktoren von 0,45 bis 0,60 liegen die Gewichtsanteile der als wasseraufnehmende Schicht verwendeten Stoffe pro Flächeneinheit bei 5 bis 27 Gew.-^ der über

Le A 15 692 - 5 -

609811/0207

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 wasser aufnehmenden Schicht I^ bis 20 Gew.-%.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird die wasseraufnehmende Schicht mit einer wasserdurchlässigen Trennschicht abgedeckt.

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 gar keine Festigkeiten aufweisen und sehr risseanfällig sind, können mit diesem Verfahren Estriche mit ebener und glatter Oberfläche hergetellt werden, die sich durch schnelle Erstarrung und gute Festigkeiten auszeichnen. Ein Vorteil des 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 nach diesen Verfahren möglich ist. Derartige Hilfsstoffe sind z. B. die eingangs genannten modifizierten Melaminharze, ferner Methyl Zellulose, Entschäumer, wie z. B. Tributy!phosphat Beschleuniger, wie z. B. Calciumsulfat-Dihydrat usw.

Die so 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

Le A 15 692 - 6 -

609811/0207

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 Schäden.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen Bindemitteln nach dem 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 und auf eine wasseraufnehmende Schicht aufgebracht wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die wasseraufnehmende Schicht aus einem festen porösen offenzelligen Material besteht.

Durch Einsatz fester, poröser Materialien tritt die wasseraufnehmende Wirkung so verzögert auf, daß im allgemeinen auf eine wasserdurchlässige Trennschicht zwischen der fließfähigen Masse (Nivelliermasse) und der "wasseraufnehmenden Schicht (Saugschicht) zur, Steuerung des Saugeffektes verzichtet werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung können Estrichkonstruktionen hergestellt werden, die sich z.B. im Vergleich zu denen des älteren Vorschlags durch ein relativ geringes Raumgewicht und durch Materialersparnis auszeichnen. Das Raumgewicht kann durch das Porenvolumen der Saugschicht in weiten Grenzen variiert werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß derartige Saugschichten ausgezeichnete Isolationseigenschaften, z.B. gegen Schall und Wärme, besitzen. Somit kann auch auf die normalerweise zwischen Unterlage und Estrich eingesetzte Dämmschicht verzichtet werden.

Le A 15 692 - 7 -

609811/0207

Als poröses festes Material eignen sich alle Materialien, die in der Lage sind, Wasser aufzunehmen. Es ist nicht notwendig, das aufgenommene Wasser chemisch zu binden. Zur Herstellung des porösen Materials wird eine flüssige Masse aufgebläht oder aufgeschäumt, die sich unter Erhalt der Schaumstruktur verfestigt. Geeignet sind anorganische, organische und anorganisch-organische Materialien. Vorzugsweise wird das poröse Material aus Stoffen hergestellt, die unter Wasseraufnahme abbinden und hohe Festigkeiten ergeben. Solche Stoffe sind z.B. natürlicher oder synthetischer Anhydrit, Gips, Zement, Kalk oder Mischungen dieser Stoffe.

Das Verschäumen wäßriger Suspensionen von Calciumsulfathalbhydrat,bekannt unter der Bezeichnung Stuckgips, oder von wasserfreiem Calciumsulfat, genannt Anhydrit, ist im Prinzip bekannt. So kann man aus einer Gipsmaische und einem getrennt davon hergestellten wäßrigen Schaum durch Vermischen einer mit Luftporen durchsetzte Masse erhalten, die unter weitgehender Erhaltung der Porenstruktur abbindet (OE-PS 176 495, DT-OS 2 056 255). Nach anderen bekannten Verfahren wird in der Maische durch chemische Reaktion ein Gas erzeugt, durch welches dann die gewünschte Porenstruktur entsteht. Bevorzugt ist die Erzeugung von Kohlendioxid als Treibgas durch die Reaktion von Carbonaten mit Säuren oder sauer reagierenden Salzen, wie z.B. Aluminiumsulfat (DT-AS 1 300 459, DT-AS 1 571 575). Ferner ist es auch möglich, in anorganischen Bindemitteln Wasserstoffperoxid in alkalischem Medium katalytisch zu zersetzen, wobei Sauerstoff entwickelt wird (US-PS 2 662 825, DT-PS 928 029, OE-PS 176 495). Zur katalytischen Zersetzung des HpOp werden dabei Manganverbindungen verwendet. Geschäumte Schichten oder Körper auf anorganischer und evtl. organischer Grundlage können ferner aus Metallsilicaten bzw. Kieselsolen sowie Polyisocyanaten hergestellt werden (DT-OS 2 210 8j57, DT-OS 2 165 912, DT-PS 2 227 608, DT-OS 2 226 84l, DT-OS 2 228 559).

Le A 15 692 - 8 -

609811/0207

•Besonders gute Ergebnisse werden mit porösen offenzelligen Schichten erzielt, die nach bisher unveröffentlichten Vorschlägen wie folgt hergestellt werden. Bei dem einen Verfahren werden wäßrige alkalische Suspensionen aus Gips - wobei unter Gips teilweise oder vollständig dehydratisiertes Calciumsulfat verstanden wird, das unter Wasserzutritt abbindet, also' z.B. Halbhydrat, Stuckgips, Estrichgips, wie auch synthetischer oder natürlicher Anhydrit - durch Zugabe einer wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung in Anwesenheit von Mangansalzen verschäumt wird. Als Additiv für die Schaumstabilisierung und Erhaltung der Porenstruktur werden Aluminiumsalze verwendet. Im Einzelnen wird eine Mischung verschäumt, die auf 100 Teile Gips etwa 0,1 bis 1,0 Teile einer wasserlöslichen Aluminiumverbindung, soviel Calciumoxid oder Calciumhydroxid, daß die fertige Mischung einen pH-Wert von 10 bis 1J5 aufweist, Zersetzungskatalysatoren, Wasser und auf 100 Teile Gemisch 0,5 bis 5 Teile Wasserstoffperoxid, gerechnet als 35 %-lge Lösung enthält, wobei das Verhältnis von Feststoffen zu Flüssigkeit 1:0,4 bis 1:1 beträgt.

Das Gemisch soll in wäßriger Suspension alkalisch reagieren. Synthetischer Anhydrit enthält normalerweise 0,3 bis 3 % Calciumoxid oder eine äquivalente Menge an Calciumhydroxid. In allen anderen Fällen werden dem Gips basische Bestandteile zugesetzt. Das Calciumsulfatmaterial soll jeweils mindestens 0,1 % CaO oder entsprechende Basen wie Ca(OH)₂ enthalten. Neben CaO und Ca(OH)ρ können auch MgO oder Mg(OH)₂ Verwendung finden.

Der Zusatz an wasserlöslichen Aluminiumsalzen wird so bemessen, daß in der Mischung mindestens ein 4.0' j6-iger molarer Überschuß an CaO oder Ca(OE)₂ vorliegt. Bei einem höheren Anteil an Aluminiumionen wird die stabilisierende Wirkung auf den Schaum verschlechtert. Im allgemeinen reichen wesentlich geringere Mengen an Aluminiumsalzen aus. Bevorzugt beträgt der Anteil 0,05 bis 0,20

Le A 15 692 - 9 - ■

60981 1/Ö207

. ίο.

Äquivalente, bezogen auf Calciumoxid. Bezogen auf das Gemisch beträgt z.B. der Anteil an Al(NO,),.9 HgO etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 Gew.-^. Für andere Aluminiumsalze ergeben sich entsprechende Äquivalente. Die Aluminiumsalze sollen ausreichend in Wasser löslich sein, geeignet sind z.B. Aluminiumchlorid, Aluminate, wobei bevorzugt Aluminiumsulfat-Doppelsalze (Alaune) und basische Seize, wie z.B. basisches Aluminiumnitrat verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse werden mit Aluminiumnitrat erzielt.

Als Katalysatoren eignen sich alle Manganverbindungen, wie z.B. Mangansulfat und Manganchlorid. Besonders wirksam sind im Alkalischen lösliche Manganverbindungen, z.B. Manganate und Permanganate. Die Katalysatoren können dem Gips entweder in fester Form oder einer Gipssuspension als wäßrige Lösung zugesetzt werden. Die Katalysatoren werden . gut mit dem Material vermischt, damit eine gleichmäßige Sauerstoffentwicklung gewährleistet wird. Die eingesetzten Mengen richten sich nach der Wirksamkeit des jeweiligen Katalysators. Etwa 100 Teilen Gips werden z.B. 0,1 bis 0,5 Teile KMnOh zugesetzt. In der Wirksamkeit entsprechen 0,3 Teile KMnO^ etwa 1 Teil MnSO₂^ oder MnCO, oder 3 Teilen Braunstein. Es können auch allgemein gebräuchliche Anreger wie z.B. Kaliumsulfat für synthetischen Anhydrit oder KIeselsol für Stuckgips verwendet werden, die zusätzlich das Abbindeverhalten des Anhydrits bzw. Gipsgemisches in jeweils gewünschter Weise beeinflussen.

Ferner kann das Fließverhalten durch sogenannte Verflüssiger wie z.B. modifizierte Melaminharze oder Celluloseäther und andere eingestellt werden. Vorzugsweise werden der Mischung noch oberflächenaktive Substanzen zugesetzt, die die Schaumbildung fördern, wobei in der Regel auf 100 Teile des trockenen Gemisches 0,01 bis 0,1 Teile an Netzmittel verwen-

Le A 15 692 - 10 -

60981 1/0207

det werden. Besonders geeignet sind Netzmittel auf Basis Alkylsulfonat.

Als Gips werden ganze oder teilweise dehydratisiertes Calciumsulfate verwendet, die unter Wasserzutritt abbinden, also z.B. Gips oder'synthetischer oder natürlicher Anhydrit. Es können auch Mischungen aus Halbhydrat und Anhydrit in beliebigen Verhältnissen verwendet werden, be vorzugt sind Mischungen mit einem Gehalt von bis zu 50 % Halbhydrat und besonders geeignet sindÄnhydrit-Halbhydratmischungen, die zur Einstellung des Abbindeverhaltens 10 bis 40 % Halbhydrat (Stuckgips) enthalten. Es ist jedoch ferner möglich, Gips in Mischungen mit anderen anorganischen Bindemitteln zu verwenden»

Ferner können der Mischung auch noch die bekannten Zuschlagstoffe mit schall- oder wärmeisolierenden oder die Festigkeit fördernden Eigenschaften zugesetzt werden, also z.B. Sand, Calciumsulfatdlhydrati Kork, Blähton, Bims, Glasfasern, Glaswolle, Mineralwolle, organische Fasern, geschäumte Glaspartikeln, Kunststoffgranulate,. wie auch Pigmente. Das Verfahren läßt sich sowohl chargen weise, als auch besonders bevorzugt kontinuierlich durchführen. Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise wird eine trockene Mischung aus Gips, die ein Aluminiumsalz, ein Mangansalz und freies Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid enthält, im Mischraum der im Bauwesen gebräuchlichen Maschinen mit Wasser suspendiert. In die alkalische Suspension wird eine wäßrige Wasserstoffperoxidlösung, die gegebenenfalls noch ein Netzmittel enthält, gegeben. Die geschäumte Masse wird mittels Schlammpumpe ausgetragen und vergossen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Zugabe der-Peroxidlösung erst nachdem die Suspension den Mischraum verlassen hat,

Le A 15 692 - 11 -

6 0 981 1/0207

vorteilhaft unmittelbar nach der Schlammpumpe. Die Suspension wird dabei nach der Förderung in einem Schlauch verschäumt, worauf die geschäumte Masse direkt vergossen werden kann. Das Eintragsverhältnis von Feststoffen zu Wasserzu Schaumerlösung kann beliebig variiert werden, wobei leaiglich das Verhältnis von Feststoff zu Flüssigkeit im Bereich von 1:0,4 bis 1:1 liegen soll. Die ausgegossene Schicht ist nach wenigen Stunden soweit verfestigt, daß sie sich selbst trägt und zeigt nach dem vollständigen Abbind'm und Trocknen nach ca. 24 Stunden hervorragende Festigkait. Die Druckfestigkeiten betragen in Abhängigkeit vom Jeweiligen Raumgewicht 4 bis 50 kp/cm . Das Raumgewicht kann in weiten Grenzen durch die eingesetzte Menge Wasserstoffperoxid variiert werden und liegt zwischen 200 und 800 kg pro m . Die Poren sind gleichmäßig verteilt und besitzen eine einheitliche Größe von 0,1 bis 4 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 2 mm.

Es ist ein Vorteil dieses Verfahrens, daß die geschäumte Masse schon spätestens nach 1 Minute bereits 90 % des endgültigen Volumens erreicht hat. Die Schaumstruktur ist durch den Zusatz der Aluminiumsalze derart stablilisiert, daß sie während der weiteren Aufarbeitung nicht gestört wird. Andererseits läßt sich die Verfestigung der geschäumten Masse in einem relativ weiten Bereich einstellen. Sie kann von wenigen Minuten bis zu 30 Minuten betragen. Diese Zeit, bis die Verfestigung eintritt, kann einerseits durch das Verhältnis Anhydrit zu Halbhydrat durch Zugabe von Anregern, wie z.B. Kaliumsulfat sowie vor allem auch durch eine Kombination mit den zugesetzen Aluminiumsalzen eingestellt werden. Die Verwendung von Aluminiumsulfaten wie auch von Alaun verkürzt die Abbindezeit, während nicht sulfatische Aluminiumsalze den Beginn der Versteifung bis auf JO Minuten verzögern.

Le A 15 692 -.12 -

60981 1 /0207

Bei dem anderen Verfahren zur Herstellung poröser Materialien auf Basis Gips und/oder Anhydrit mittels katalytischer Zersetzung von Wasserstoffperoxid oder dessen Derivate werden dem alkalische Bestandteile (CaO, Ca(OH)₂, MgO, Mg(OH)₂) enthaltenden Gips- bzw. Anhydritgemisch Substanzen zugesetzt, die aktive Was.serstoffionen abspalten können. Besonders geeignet hierfür sind z.B. wasserlösliche Mono-, und Dihydrogen-phosphate (z.B. K-, Na-, Mono- und Dihydrogenphosphate, Al-Hydrogenphosphate usw.). Gegebenenfalls können auch noch Zusätze von wasserlöslichen Hydrogensulfaten zugesetzt werden.

Durch Zugabe dieser Substanzen gelingt es, eine langsame und steuerbare Entwicklung des pH-Wertes zu ermöglichen und dadurch die Gasentwicklung und Treibreaktion jeweils genau auf das Abbindeverhalten des Gipses bzw. Anhydrits abzustimmen.

Die sauer reagierenden Zusätze werden dabei in einer solchen Menge zugegeben, die zur vollständigen .Neutralisation nicht ausreicht. Bevorzugt wird ein End-pH-Wert der Suspension von etwa 10 - I^ eingestellt.

Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß man die zu verschäumende Masse im Verlauf von mehreren Minuten gründlich anmaischen kann, ohne daß eine vorzeitige Zersetzung des Treibmittels durch einen Anstieg des pH-Wertes erfolgt. Die flüssige Mischung kann so in die auszuschäumende Form gebracht werden und beginnt nach der gewünschten - durch Zugabe der entsprechenden Zusätze - eingestellten Zeit langsam zu wachsen.

Nach Beendigung des Wachstums, das sieh innerhalb eines Zeitraumes von bis zu etwa 6o Minuten erstrecken kann, ist der . Schaum noch fließfähig und beginnt bei konstantem Volumen

Le A 15 692

6 0 9 8 11/0207

abzubinden. In einer bevorzugten AusfUhrungsform dieses Verfahrens wird die pH-Entwicklung der Maische in dem alkalischen Bereich über einen solchen Zeitraum ausgedehnt, der von den jeweiligen Erfordernissen bestimmt wird. Ein Zeitraum von etwa 15 Minuten ist in den meisten Fällen ausreichend. Die dazu erforderliche Menge an sauren Substanzen liegt dann i.a. unter 50 % der zu einer vollständigen Neutralisation erforderlichen Menge.

Bei einem CaSO₂,-Material, das z.B. einen CaO-Gehalt von bis zu 2 % aufweist, sind 0,2 - 0,6 % der gut wirksamen Hydrogenphosphate ausreichend. Der Neutralisationsgrad liegt dann unter 20 %.

Die aus porösem Material hergestellte wasseraufnehmende Schicht soll in der Lage sein, überschüssiges, für das freie Fließen der Nivelliermasse jedoch notwendiges Wasser aufzunehmen. Die mindestens erforderliche Kapazität der wasseraufnehmenden Schicht, d.h. die Menge an aufzunehmenden Wasser, richtet sich nach der Schichtdicke der aufzubringenden Nivelliermasse und ihrem Wasser-Bindemittel-Faktor. Die Kapazität der Wasseraufnahme kann jeweils in einem einfachen Vorversuch bestimmt werden.

Die Intensität, d.h. die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme durch die poröse Saugschicht, ist abhängig von der Porenstruktur und der Restfeuchtigkeit der Saugschicht und wird auf das Flächen-Volumen-Verhältnis abgestimmt. Aus porösem Material hergestellte Saugschichten bringen ihre wasseraufnehmende Wirkung im allgemeinen erst dann voll zur Entfaltung, wenn ein Fließen der aufgebrachten 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 worden ist.

Le A 15 692 - 14 -

609811/0207

In einer speziellen Ausführungsform wird die Intensität ■ ■". . der Wasseraufnahme in einfacher· Weise zusätzlich durch-.'-'■■'■-Aufsprühen oder Auf streichen von fiImbildenden 'öder .wasser-" absperrenden Substanzen reguliert.: Folgende-i ·gegebenenfalls mit Wasser verdünnten Substanzen sind z.B» geeignet: Kunststoffdispersionen auf Basis von AcrylatcOpolymeri-saten oder nichtionogene, weichmacherfreie Kunststoffdispersionen eines Copolymerisate auf Basis Vinylacetat und Mäleinsäuredi-n-butylester oder eines Mischpolymerisats auf Basis Vinylpropionat. " ^: --■' - -. '

Eine derartige Oberflächenbehandlung, ist zum.Beispiel beim Verlegen großer Flächen oder bei Verwendung zu stark aus-, getrockneter Saugschichten vorteilhaft.

Als Nivelliermassen haben sich besonders¹die". ' ' beschriebenen Bindemittelzusa.mmensetzurigen bewährt. ^: Vorzugsweise wird ein ungemagerter oder schwach' gemagerter Bindemittelbrei eingesetzt. Als besonders vorteilhaftes "■ anorganisches Bindemittel hat sich synthetischer oder natürlicher Anhydrit erwiesen, weicher im Bindemittelbrei einen Wasser-Bindemittel-Faktor"von 0,38 bis 0,75* vorzugsweise 0,45 bis 0,60, besitzt. ' ^; '

Das vorliegende Verfahren kann wie folgt ausgeführt werden: Zunächst wird die wasseraufnehmende Schicht verlegt. Dazu können vorgefertigte Elemente, wie poröse Steine oder Platten verwendet werden. Vorzugsweise-wird die poröse'Saugschicht am Einsatzort hergestellt, wobei eine geschäumte fließfähige Masse auf eine Unterlage vergossen wird, die anschließend erhärtet. Es ist nicht notwendig, das vollständige Abbinden der Saugschicht abzuwarten, so daß bereits nach wenigen Stunden,die fließfähige Nivelliermasse aufgegossen werden kann. Ein Restwassergehalt der

Le A 15 692 - 15 -

60 98 1 1/0207

Saugschicht verbessert sogar die Haftung zwischen Saugschicht und Deckschicht. Die feinverfließende Nivelliermasse bildet ohne Einsatz mechanischer Hilfsmittel eine glatte und ebene Oberfläche, die je nach dem Wasserentzug durch die Saugschicht nach 15 bis 40 Minuten versteift. Diese Deckschicht kann bereits nach etwa 24 Stunden begangen werden.

Die Biegezugfestigkeit (gemessen am herausgeschnittenen Estrichstreifen) liegt im allgemeinen zwischen 45 und

2 2

65 kp/cm . Werte bis zu 85 kp/cm können erreicht werden.

Es liegt selbstverständlich im Bereich der Erfindung, z.B. in Formen vorgefertigte Platten herzustellen. Das Verfahren kann chargenweise und kontinuierlich durchgeführt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sehr einfach, ohne mechanische Oberflächenbehandlung Estrichflächen beliebiger Größe mit ebener und glatter Oberfläche nach dem Fließverfahren herstellen. Es sind keine langen Erstarrungszeiten notwendig. Der Estrich besitzt eine hohe Festigkeit und weist keine Rißbildung auf. Ein weiterer Vorteil besteht im verringerten Raumgewicht der gesamten Estrichkonstruktion. Durch Verwendung der gut isolierenden porösen Saugschicht wird eine hervorragende Isolierung erzielt.

Anhand der folgenden Beispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren noch näher erläutert werden:

In den Beispielen wird Anhydrit bzw. Anhydritbinder gemäß DIN 4208 und Stuckgips gemäß DIN II68 verwendet.

Le A 15 692 - 16 -

609811/0207

Beispiel 1: .

Ein Raum von ca. 20 m² Grundfläche wird auf der Rohbetondecke mittels 0,3 mm starker Polyäthylenfolie, die an den Stoßen verschweißt wird, wannenartig ausgeschlagen. In, diese Wanne wird eine geschäumte Masse gegossen, die nach folgendem Verfahren hergestellt wurde: Eine wäßrige Lösung von 0,2 Teilen eines schäumenden Netzmittels auf der Basis von Alkylsulfonat in 100 Teilen Wasser wird in einem Rührbehälter mittels eines Rührbesens zu einem feinporigen. Schaum geschlagen. In diesen wäßrigen Schaum wird ein Gemisch aus 100 Teilen Anhydritbinder mit 1 % CaO und 50 Teilen Stuckgips eingerührt. Unmittelbar nach dem Einrühren wird die entstandene geschäumte Masse in die vorbereitete Wanne gegossen. Die Gießhöhe wird visuell auf 25 mm eingestellt. Das Raumgewicht des ausgetrockneten Schaumes liegt zwischen 0,40 t/rrP und 0,6c t/nP. Nach einer Standzeit von 24 Stunden ist die Schaumschicht soweit erhärtet, daß sie vorsichtig begangen werden kann. Nunmehr wird in einem schnelllaufenden Mischer kontinuierlich eine dünnflüssige Masse aus Anhydritbinder, der ca. 1,1 % CaO und 1,0 K₂ ^S04 ^als Anreger enthält, und Wasser· im Gew.-Verhältnis von 100:62 angerührt und diese in einer Stärke von J>0 mm unmittelbar auf die Schaumschichc ausgegossen, wo sie planeben verläuft. Ca. 150 Minuten nach Einbringen der Masse ist ihre Oberfläche optisch trocken, d.h. durch Saugwirkung trocken gezogen.

Diese Tragschicht ist nach weiteren 24 Stunden begehbar und weist nach 28 Tagen eine Biegezugfestigkeit von 54,3 kg/cm (geprüft am herausgeschnittenen Streifen) bei einem

τ;

Raumgewicht von 1,66 t/m'' auf.

Le A 15 692 - 17 -

8098 1 1/02Q7

Beispiel 2:

Ein Raum von 26 m² Grundfläche wird auf der Rohbetondecke mittels 0,3 mm starker Polyäthylenfolie, die an den Stößen verschweißt wird, wannenartig ausgeschlagen. Hiernach wird diese Fläche mit einer verschäumten Masse bis zu einer Höhe von 25 mm ausgegossen, die nach folgendem Verfahren hergestellt wird: Es wird ein trockenes Gemisch aus 70 Gew.-Teilen synthetischer Anhydrit mit einem CaO-Gehalt von 1 Gew.-%, 30 Gew.-Teilen Stuckgips, 0,4 Gew.-Teilen Aluminiumnitrat und 0,03 Gew.-Teilen Kaliumpermanganat hergestellt. Gleichzeitig wird eine sogenannte Schäumerlösung aus 2,0 Teilen 35 ^-igem Wasserstoffperoxid, 0,15 Teilen eines gut schäumen schäumenden Netzmittels und 3,0 Teilen Wasser vorbereitet. Das trockene Gemisch wird in einem in der Bauindustrie üblichen Gerät zum kontinuierlichen Anmischen von Gips suspendiert. Das Verhältnis von Feststoff zu Wasser wird auf 1,6:0,5 eingestellt. Die Suspension wird über eine Schlammpumpe aus dem Gerät in einen Förderschlauch ausgetragen. Mittels einer Dosierpumpe wird unmittelbar hinter der Schlammpumpe die Schäumerlösung in die Suspension eingetragen. Nach einer Förderstrecke im Schlauch, die einer Verweilzeit von 20 Sekunden nach Zugabe der Schäumerlösung entspricht, wird die geschäumte Masse in die vorbereitete Wanne vergossen. Die geschäumte Masse zeigt im Augenblick des Vergießens schon ihr endgültiges Volumen, so daß die gewünschte Gießhöhe visuell eingestellt werden kann. Nach einer Standzeit von 24 Stunden ist die Masse soweit verfestigt, daß sie begangen werden kann. Die so hergestellte Masse besitzt nach dem vollständigen Austrocknen ein Raumgewicht von ca. 0,45 t/cm .

24 Stunden nach Herstellung dieser Schaumschicht wird in einem schnellaufenden Mischer kontinuierlich eine dünnflüs-

Le A 15 692 - 18 -

6 0 9811/0207

sige Masse aus Anhydritbinder, der 1,1 % CaO und 1,0 % KpSOh als Anreger enthält, und Wasser im Gewichtsverhältnis von 100:62 angerührt. Diese Suspension wird mit Hilfe einer unmittelbar mit dem Mischer verbundenen- Pumpe, in den Raum gefördert und in einer Stärke von JO tnrn direkt auf die Schaumschicht ausgegossen. Diese Masse bleibt ca. 25 Minuten fließfähig und verläuft so selbständig zu einer ebenen und glatten Fläche. Ca. 2 Stunden nach Einbringen der Masse ist ihre Oberfläche, optisch trocken, d.h. durch Saugwirkung trocken gezogen.

Diese Fläche ist nach 24 Stunden begehbar und weist nach 23 Tagen einen Restfeuchtigkeitsgehalt von 0,2 % in der Schaumschicht und 0,3 % in der Tragschicht auf. Zum.gleichen Zeitpunkt wird für die Estriehschlcht (Tragschicht) eine Biegezugfestigkeit von 59,8 kp/cra (am herausgeschnittenen Streifen) bei einem Raumgewicht von 1,73 t/m gemessen.

Beispiel 3: ' .

2 ■ "■■"""

Auf einer 15 m großen Rohbetondecke wird wie in Beispiel 2 mittels Polyäthylenfolie eine wasserdichte Wanne ausgebildet. Hiernach werden parallel zueinander mehrere Chargen einer Mischung aus 70 Teilen Anhydritbinder mit einem CaO-Gehalt von 1,2 4>, 30 Teilen stuckgips, 0,3 Teilen Kaliumhydrogenphosphat, 1,5 Teilen Wasserstoffperoxid (35 56-ig), 0,15 Teilen Braunstein und 46 Teilen Wasser angemacht, wobei die Komponenten über einen Zeitraum· von 10 Minuten angemaischt werden. Die einzelnen Chargen der Suspension werden unmittelbar nacheinander mit einem pH von ca. 6,5 in die vorbereitete Wanne gegossen. Die Gießhöhe beträgt 15 mm. Die Masse beginnt.nach ca. 2 Minuten zu treiben, wächst in 12 Minuten auf 35 mm Höhe und

Le A 15 692 - 19 -

609811/0207

beginnt bei konstantem Volumen nach 16 Minuten abzubinden. Der entstandene Schaum hat feine gleichmäßige Poren und besitzt nach völliger Austrocknung eine Dichte von 0,65 t/nr. Er ist nach 24 Stunden soweit verfestigt, daß er begangen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt wird eine gemäß Beispiel 2 zusammengesetzte und hergestellte Nivelliermasse in einer Stärke von 55 mm direkt auf die Schaumschicht auegegossen. Diese Masse bleibt ca. 20 Minuten fließfähig und verläuft zu einer planebenen und glatten Fläche. Ca. 2,5 Stunden nach Einbringen der Masse ist ihre Oberfläche optisch trocken, d.h. durch Saugwirkung trocken gezogen.

Diese Deckschicht ist nach 24 Stunden begehbar. Nach 28 Tagen beträgt der Feuchtigkeitsgehalt in der Schaumschicht 0,3 % und in der Deckschicht 0,4 %. Zum gleichen Zeitpunkt wird für die Deckschicht eine Biegezugfestigkeit von 52,8 kp/cm (am herausgeschnittenen Streifen geprüft) bei einem Raumgewicht von 1,62 t/nr gemessen.

Le A 15 692 - 20 -

6098 1 1 /0207

Claims

Patentansprüche:

1) Verfahren zur Herstellung von Estrichen aus anorganischen Bindemitteln nach dem Fließverfahren, bei dem' das Bindemittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Hilfsstoffen, in ungemagerter oder gemagerter Form unter Zugabe von Wasser zu einer fließfähigen Masse angeteigt und auf eine wasseraufnehmende Schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht aus einem festen, porösen offenzelligen Material besteht.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als festes poröses offenzelliges Material ein Material auf Basis Anhydrit, Gips, Zement, Kalk oder Mischungen derartiger Stoffe eingesetzt wird.

3) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht durch Vergießen einer fließfähigen geschäumten Masse hergestellt wird,, die unter Erhalt der Porenstruktur erhärtet.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche l,bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wasseraufnehmende Schicht mit filmbildenden oder wasserabweisenden Substanzen behandelt wird.

5) Estrich, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

Le A 15 692 - 21 -

609811/0207