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Verbesserte Putz-, Fugen- und Anstrichmassen
Die Erfindung bezieht sich auf neuartige verbesserte Putz-, Fugen- und Anstrichmassen, die insbesondere auf der Basis nicht hydraulisch erhärtender Binder aufgebaut sind. Bekannte Beispiele hiefür sind die auf Leim- bzw. Kunstharzdispersionen aufgebauten Fugen-, Putz- und Anstrichmassen, die heute in der Technik in weitem Umfange angewendet werden. Diese Massen haben z. B. Bedeutung als Feinputzschichten, die auf die üblichen Kalk-Zement-Sandmörtel verputzten Wände und Decken vor dem Anstrich aufgebracht werden, aber auch auf glatten Betonflächen, Fertigbauteilen oder Bauplatten direkt aufgetragen sein können.
Wichtige andere Anwendungsgebiete sind das Ausgleichen von Unebenheiten, Löchern oder Fugen zwischen Bauplatten, wobei oft das Material in beträchtlicher Schichtstär - ke aufgebracht werden muss. Entsprechendes kann bei dem Abdecken von Rissen, insbesondere grösseren Rissen, oder Niveauunterschieden von Setzrissen notwendig sein, z. B. bei der Restaurierung beschädigter oder älterer Gebäude. Diese im allgemeinen auf der Basis von Leim-bzw. Kunstharzdispersionen aufgebauten Putz-, Fugen- und Anstrichmassen unterscheiden sich im Abbindeprozess von den bekannten hydraulisch abbindenden Putzmörtelmassen prinzipiell.
Während bei den hydraulisch abbindenden Mörtelmassen während des Abbindeprozesses eine Kristallisation stattfindet, die die einzelnen Teilchen des gesamten Systems untereinander verankert und durch die sich bildenden, meist nadelförmigen Kristalle verfestigt, tritt ein solcher Verfestigungseffekt bei den hier insbesondere interessierenden Bindersystemen nicht ein.
Bei diesen Leim- und Bindersystemen trocknet vielmehr das vorhandene Wasser ein, dabei kommt es gezwungenermassen zu einer Volumenkontraktion der Masse, die zur Schrumpfung und Rissbildungen führen kann.
Die einzelnen Teilchen der gesamten Masse verankern sich nicht gegenseitig, sondern bleiben während des gesamten Austrocknungsprozesses gegeneinander verschiebbar. Im Augenblick der eigentlichen Verfestigung bzw. der Phasenumänderung des Bindersystems treten meistens noch Festigkeitsstörungen auf, die Elastizität wird dabei so gering, dass bei bereits niedriger mechanischer Belastung die Masse zu reissen beginnt. Infolgedessen konnten diese Verputz- und Anstrichmassen nur in verhältnismässig geringer Stärke, z. B. von 2 bis 3 mm, aufgetragen werden. Die Überbrückung von Netzrissen, insbesondere grösseren Rissen, und Unebenheiten war nur mit Hilfe von selbständig angefertigten Geweben und Vliesen aus Kunststoff, Textilien oder Glas möglich.
Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der bekannten Putz-, Fugen- und Anstrichmassen, insbesondere auf der Basis von Leim- bzw. Kunstharzdispersionen, bei der die beschriebenen Nachteile dieser Massen ausgeschaltet sind. Es wurde nämlich gefunden, dass man die mechanischen Eigenschaften dieser Massen dann ganz erheblich verbessern kann, wenn man ihnen vor dem Aufbringen auf die zu beschichtenden Flächen oder vor dem Einbringen in die abzudeckenden Fugen Faserstücke beimischt, die in vorzugsweise etwa gleichmässiger Konzentration, aber in ungerichteter Anordnung die gesamte
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nen, die beim Trocknen einem Schrumpfvorgang unterliegen, welche Massen dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einen Gehalt an feinen elastischen Fasern,
nämlich kurzen Glas-und/oder Synthesefasern von bis etwa 20 mm Länge und bis etwa 100 Stärke aufweisen, die in ungerichteter Anordnung etwa in der Art eines Wirrfaservlieses die Masse durchsetzen. Dieses Vlies aus kurzen und dabei möglichst dünnen Fasern armiert die Putzmasse, die Füllmasse oder den Anstrichfilm, etwa wie der Armierungsstahl den Beton. Überraschenderweise können gerade durch die kurzen, dünnen Fasern, die praktisch nicht richtungsorientiert sind, die bisher aufgetretenen Nachteile der Rissbildung beim Arbeiten mit wässerigen Dispersionen beseitigt werden.
Bei der Wirkung der zugesetzten Faserstoffe ist zu berücksichtigen, dass sowohl eine Schrumpfung senkrecht zur aufgebrachten Fläche, also eine vertikale Schrumpfung, als auch eine Schrumpfung parallel zur aufgebrachten Fläche, also eine horizontale Schrumpfung, eintritt. Es wird daher erfindungsgemäss bevorzugt, die bereits beschriebene wirrfaservliesartige Anordnung der Fasern in der Masse sicherzustellen, u. zw. auch nach dem Aufbringen dieser Masse z. B. als Putzmörtel. Die Fasern sollen sich also nicht bei dem hiebei üblichen Streichen oder Rollen hauptsächlich längs der Arbeitsrichtung der Bürste oder des Farbrollers legen, sondern in der fertigen Schicht durcheinander verkreuzt liegen.
Diese Voraussetzung wird durch die Beschaffenheit der eingearbeiteten Fasern sichergestellt.
Bevorzugt werden feinste Fasern aus zugfesten Werkstoffen, die den starken, bei der Rissbildung auftretenden Kräften entgegenwirken können. Beispiele hiefür sind Glasfasern oder Synthesefasern aus z. B. Polyamiden, wie Nylon oder Perlon, Polyestern oder Viskose. Aber auch weniger feste und elastische Fasern, z. B. Asbestfasern, können im erfindungsgemässen Sinne eingesetzt werden. Besonders bevorzugt kann es hiebei sein, Fasergemische aus verschiedenen Werkstoffen einzusetzen.
Die Konzentration der Fasern in der Putz-, Fugen- und/oder Anstrichmasse ist dabei nach oben durch die Anforderung beschränkt, dass noch eine ausreichend leichte Verarbeitung dieser Massen gewährleistet sein muss. Solange diese Bedingung erfüllt ist, sind die zugesetzten Fasermengen nach oben hin unbeschränkt. Eine bevorzugte obere Grenze liegt beispielsweise bei etwa 10 Gew.-o Fasern, bezogen auf die Gesamtmasse.
Hiebei handelt es sich um verhältnismässig hohe Faserkonzentrationen, die dann zweckmässig sein können, wenn besonders schwierige Full- un Deckaufgaben zu bewältigen sind. Es handelt sich hiebei insbesondere um Fälle, bei denen bisher die getrennte Anwendung eines Textilgewebes oder Faservlieses für notwendig erachtet wurde. In diesem Fall stellt die erfindungsgemässe Deck- und Füllmasse ein "flüssiges Vlies" dar, das allen Anforderungen an erhöhte Full- un Deckkraft gerecht wird, ohne dass eine nachträgliche Bildung von Rissen zu befürchten ist. Bei weniger schwieriger Full- un Deckaufgaben, z. B. bei den üblichen Zwischenputzen, können befriedigende Ergebnisse schon mit wesentlich ge-
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bezogen auf die Gesamtmasse, angesehen werden.
Insgesamt werden die zugesetzten Fasermengen von der jeweiligen Faserlänge, der Faserstärke und dem Anwendungszweck bestimmt, wobei schliesslich auch der Zustand der Faserverteilung, d. h. der Ausbildung des Wirrfaservlieses in der Masse, von Bedeutung ist. Dieses leitet sich daraus ab, dass handelsüblich diese Fasern als Stapelfaserbündel geliefert werden, die in Form eines mehr oder weniger dicken Stranges eine Vielzahl kleiner Fäserchen enthalten. Bei der Einarbeitung dieser Faserstrangstücke werden diese Faserbündel aufgelöst und das Wirrfaservlies der einzelnen Fasern gebildet. Wenn dieser Vorgang der Auflösung der Stapelfaserbündel nicht sehr weit vorangetrieben wird, kann naturgemäss eine höhere Konzentration von Fasern ohne nachteilige Beeinflussung der Verarbeitungseigenschaften der Gesamtmasse vorliegen.
Von der Festigkeit her gesehen wird es aber bevorzugt, eine möglichst weite Auflösung dieser Stapelfaserbündel zu erreichen, so dass im allgemeinen keine besonderen Vorteile zu sehen sind, wenn grössere Mengen der Fasern unter nur mangelhafter Auflösung der Faserbündel in die Putzmasse eingearbeitet werden.
Die angegebenen Begrenzungszahlen beziehen sich dabei auf gut eingearbeitete und aufgeschlossene Fasern mit einem hohen Auflösungsgrad der ursprünglichen Stapelfaserbündel. Die untere Grenze beim Faserzusatz liegt im allgemeinen bei etwa 0, 2 bis etwa 0, 3 Gew.-%. Zwar haben auch noch geringere Zusätze schon eine erkennbare Verfestigungswirkung, im allgemeinen ist es jedoch nicht mög- lich, mit geringeren Zusätzen den von der Praxis gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Neben der Konzentration der Fasern insgesamt in der Putz- oder Fugenfüllmasse sind insbesondere zu berücksichtigen die Faserstärke, die Faserlänge, die Oberflächenbeschaffenheit der Fasern und die
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stoffliche Zusammensetzung der Fasern.
Bezüglich der Faserstärke wurde gefunden, dass die Verfestigungswirkung umso günstiger ist je dünner die zugesetzten Fasern sind, wobei vorausgesetzt wird, dass im Einmischprozess die Stapelbündel tatsächlich auch aufgeschlossen werden. Eine vom Standpunkt der Faserstärke aus sehr günstige Faser, z. B. nämlich sehr dünne Asbestfasern, bewährt sich unter Umständen deshalb nicht im erwähnten Umfange, weil im normalen Knet- oder Mischvorgang sich diese Faser nicht ausreichend aus ihren Bündeln
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B. Glasfasern15 ju einsetzen. Soweit dünnere Fasern erhältlich werden, steht zu erwarten, dass hier eher noch bessere Ergebnisse erzielt werden können. Nach oben liegt eine brauchbare Grenze für die Faserstärke bei z. B.
100J. ohne die Erfindung hierauf zu beschränken. Bevorzugt werden Faserstärke bis etwa 60ju.
Die Faserlänge beeinflusst die Verarbeitbarkeit der entstehenden Masse. Insoweit ist sie also auch beschränkt. Ein Verstreichen oder Spritzen der Masse kann auf Schwierigkeiten stossen, wenn die Fasern über 20 mm lang sind. Zwar kann man durch die Zugabe von Verlaufmitteln hier die Verarbeitbarkeit des Gemisches fördern. Erfindungsgemäss wird es jedoch bevorzugt, solche Faserlängen nicht zu überschreiten. Besonders bevorzugt sind hiebei Faserlängen im Bereich von etwa 1 bis 15 mm.
Die Oberflächenbeschaffenheit der Faser wirkt sich insoweit aus, als sich glatte Fasern zwar besser aufschliessen und einarbeiten lassen, anderseits aber Fassern mit ungleichmässiger Oberfläche und Querschnittsveränderungen besonders vorteilhafte Verfestigungseigenschaften in der aufgetrockneten Masse zeigen, wahrscheinlich, weil damit eine bessere Verankerungsmöglichkeit der Faser in der Verputz. J masse gegeben ist. Der Praktiker wird hiebei jeweils das Optimum mit den zur Verfügung stehenden Fäs- sern leicht einstellen können.
Die chemische Beschaffenheit der Fasern kann gewisse Unterschiede in der erstrebten Verbesserung der Oberflächenhärte, der Elastizität und der Rissbeständigkeit geben und es kann eine bestimmte Beschaffenheit der Faser auch eine Gewähr für eine langdauernde Haltbarkeit unter bestimmten chemischen Beanspruchungen bieten. Auf alle Fälle sind aber die übrigen geschilderten Eigenschaften, nämlich die Stärke, die Länge und die Oberflächenbeschaffenheit der Fasern, von erheblich grösserer Bedeutung.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden. dass Fasergemisehe eingesetzt werden können. Dieses gilt sowohl für Gemische bezüglich der chemischen Beschaffenheit als auch für Gemische verschiedener Stapellänge und verschiedenen Durchmessers. Hiemit können sowohl die Rissbildung als auch die Schrumpfneigung, die Härte, die Elastizität und die Füllkraft der Putz- und Fugenmassen günstig beeinflusst wer-
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fasern, kann allerdings ein leicht getöntes Produkt anfallen.
Die Herstellung der neuen Putz- und Fugenmassen kann in einfacher Weise durch Kneten des dickflüssigen oder pastösen Bindermaterials mit den Fasern erfolgen. Hiebei wird z. B. eine halbe oder eine ganze Stunde lang ausreichend intensiv vermischt, so dass eine vliesartige Wirrfaserstruktur die gesamte Masse durchsetzt.
Beispiel l : Die unter dem Handelsnamen Alsecco S vertriebene Spritzputzmasse für den Innenputz von Gebäuden wird zunächst ohne Faserzusatz in verschiedenen Schichtstärken auf Hartfaserplatten aufgetragen. Es zeigt sich hiebei, dass ab einer Auftragsstärke von 3 mm Rissbildung beim Aus-
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dung erst ab 4 mm Schichtstärke ein. Die Rissbreite beträgt hier bis zu 1 mm. Die Vertikalschrumpfung ist maximal 15%. Wird der Glasfaserzusatz auf 2% erhöht, tritt jedoch bis zu einer Auftragsstärke von 20 mm keinerlei Rissbildung ein. Die Schrumpfung beträgt maximal 10%.
Wird an Stelle der Glasfasern eine Perlonfaser mit einem Durchmesser von 21p und einer Faserlänge von 10 mm eingesetzt, so zeigt der Zusatz von 0, 25 Gew.-lo der Perlonfasern etwa vergleichbare Ergebnisse mit den Glasfasern. Auch ist bei einem Zusatz von 2% keine Rissbildung mehr zu beobachten. Die Vertikalschrumpfung ist etwas schlechter als bei dem Glasfaserzusatz. Bei einem Zusatz von 5% der Perlonfasern ist die Verarbeitbarkeit ohne Verlaufmittel im Spritzverfahren etwas eingeschränkt.
Werden an Stelle der bisherigen Fasern Viskosefasern mit einer Stärke von zirka 18 J. L und einer Länge von etwa 10 mm eingesetzt, so ist eine deutliche Verbesserung des Verhaltens der Spritzputzmasse festzustellen, wenn auch die Wirkung des Zusatzes der Perlonfasern nicht erreicht wird.
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Der Zusatz von Polyesterfasern eines Durchmessers von 131L und einer Länge von 10 mm gibt bereits bei 0. 250/0 bis zu 10 mm Auftragsstärke eine völlige Rissfreiheit. Die Vertikalschrumpfung ist etwa vergleichbar mit der beim Zusatz der Glasfasern.
Beim Zusatz von Asbestfasem ist eine etwas höhere Dosierung des Zuschlagsstoffes erforderlich.
Hier erhält man je nach der eingesetzten Asbestfaser ab etwa 5% Zusatz keine Rissbildung mehr und auch praktisch keine Vertikalschrumpfung.
Beispiel 2 : Zu der Spritzputzmasse des Beispiels 1 werden jeweils Ilo Perlonfasern unterschiedlicher Faserstärke zugesetzt, wobei jeweils die Faserlänge 4 mm beträgt. Die eingesetzten Fasern haben einen Durchmesser von 2611, 41p und 541L. Es ist ein deutlicher Abfall der Faserwirkung hinsichtlich der Rissbildung und der Vertikalschrumpfung bei steigendem Faserdurchmesser zu beobachten. Beim
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Rissbreite von 1 mm, bei den 541L. Fasern beginnt die Rissbildung bereits bei 3 mm Schichtstärke mit einer maximalen Rissbreite von 1. 5 mm.
Eine Vergleichsmischung mit einer Stapellänge von 8 mm zeigt beim stärkeren Auftrag, d. h. bei Schichtdicken über 10 mm, ein ungünstigeres Verhalten als die Gemische mit der kurzen Faser. Beim Auftrag bis zu 10 mm sind die Differenzen nicht so ausgeprägt.
Beispiel 3 : Eine Kombination von Perlonfasern, von denen die eine Faser eine Faserstärke von zirka 32p bei 5 mm Stapellänge aufweist, während die andere Faser bei 10 mm Stapellänge einen Durchmesser von zirka 21p hat im Verhältnis von 1 : 1, zeigt gegenüber den entsprechenden Bindergemischen mit den Einzelfasern ein günstigeres Verhalten im Risstest.
Bei Mischungen von Polyesterfasern zirka 13p 10 mm lang und Perlonfasern zirka 26p 4 mm lang im Verhältnis 2 : 1 werden bei einer Faserzusatzmenge von 0, 5 und 1% bessere Eigenschaften erhalten, als wenn ein Mischungsverhältnis der Fasern von einem Teil Polyesterfaser zu zwei Teilen Perlon eingesetzt wird. Gleichzeitig zeigen jedoch beide Gemisch bessere Eigenschaften als entsprechende Putzmassen mit den Einzelfasern. Ähnliches gilt für die Kombination von Polyesterfasern mit Glasfaser, wobei sich hier jedoch ein etwas höherer Glasfaserzusatz, bezogen auf das Mischungsverhältnis der Fasern untereinander, noch günstiger auswirkt.
Beispiel 4 : Bei Anstrichmitteln auf der Basis von Kunstharzdispersionen wird in vielen Fällen eine Füllwirkung des Anstriches erwartet. Bei diesen Systemen, bei denen die Anstrichstärke bis zu 2 mm betragen kann, ist ohne den Faserzusatz die Bildung von feinen Rissen (Haarrissen) möglich und häufig festzustellen. Werden z. B. 0, 30/0 Glasfasern diesen Anstrichstoffen zugemischt, wird bereits eine bedeutende Verbesserung bezüglich der Rissbildung erhalten. Beim Zusatz von 1% Glasfasern oder Poly-
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unter 10 mm eine glattere Oberfläche als bei den 10 mm und längeren Fasern erhält.
Mit steigendem Faserzusatz verbessert sich gleichzeitig die Füllwirkung erheblich. Ausgezeichnete Ergebnisse werden erhalten mit einem Zusatz von einer Mischung aus 1, 510 Perlon (2611, 4 mm) und 1,5%Glasfasern (1011, 10-mm) sowie mit 1. 50/0 Perlon (26p, 4mm) und 1, 5'% Polyesterfaser (13p, 10mm). Bei dieser Mischung werden gleichzeitig Risse im Untergrund bis zu 5 mm Breite so weit überdeckt und ausgefüllt, dass sie nach einem einmaligen dünnen Streichputzauftrag nicht mehr zu erkennen sind.
Beispiel 5 : Zur Abdeckung von Rissen in Putz- und Übergangsstellen zwischen verschiedenen Baumaterialien, wie Putz und Holz, wird an Stelle der bisher üblichen Gewebebinden oder Vliese ein "flüssiges Vlies" gemäss der Erfindung eingesetzt. Als Bindergrundlage wird dabei ein mit einem dünnflüssigen Binderkonzentrat versetztes Kunstharzmaterial eingesetzt. Die Faserkonzentration liegt dabei zwischen 3 und loto, insbesondere bis etwa 7%. Die Faserlänge beträgt 5 bis 15 mm. Besonders vorteilhafte Deckmassen werden erzielt, wenn Fasern dieser Länge mit kürzeren Fasern kombiniert werden.
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