Auftragsmasse für Bauzwecke und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung betrifft eine zur unmittelbaren Verwendung geeignete Auftragsmasse für Bauzwecke, welche Sand sowie Wasser und ein wasserlösliches Zellulosederivat enthält, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es sind bereits vom Erfinder selbst anfangs der 50er Jahre entwickelte Putz- odier Spachtelmassen bekannt, die vielfach auch als Sandspachtelmassen, Sandfarbe oder Kabeteck -Massen bezeichnet werden.
Durch diese wurde die wesentliche Voraussetzung für die heutige Betonbauweise mit fertiggegossenen glatten Wandflächen geschaffen. Mit ihnen lassen sich hinreichend starke und haltbare Putzschichten herstellen, die wesentlich dünner sein können als bei Verwendung der traditionellen Putzmassen, bei denen das Bindemittel aus Kalk und/oder Zement und/oder Gips besteht. Die Putzoder Sandspachtelmassen trocknen und erhärten auch in wesentlich kürzerer Zeit als die aus traditionellem Mörtelputz hergestellten Putzschichten. Mörtelputzschichten können bekanntlich erst 10 bis 14 Tage nach Beendigung des Verputzens tapeziert oder angestrichen werden, da andernfalls die fertige Oberfläche durch Feuchtigkeit, Schimmel oder Freiwerden von nichtkarbonisiertem Kalk unansehnlich wird.
Dagegen kann man auf Putzschichten, die mit den eingangs erwähnten Massen hergestellt sind, schon nach 10 bis 12 Stunden Tapeten aufkleben oder Malerfarbe auftragen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Auftrags massen noch weiter zu verbessern und ihre Anwendungsbereiche zu erweitern, insbesondere auch ihr spezifisches Gewicht zu verkleinern und ihre Feuef- festigkeit und ihre wärmeisolierenden und schalldämmenden Eigenschaften zu steigen.
Die erfindungsgemässe Auftragsmasse ist gekennzeichnet durch einen Gehalt an feinkörnigem, porösem mineralischem Material. Als feinkörniges, poröses mineralisches Material eignet sich Perlit, Vermiculit oder ein anderes, durch Wärmebehandlung expandiertes Material und!oder pulverisierter Leichtbeton. Vorzugsweise beträgt dabei die Summe des Gehalts an feinkörnigem, porösem mineralischem Material mindestens 3 Gewichtsprozent, gerechnet auf das Gesamtgewicht der Auftragsmasse.
Es wurde gefunden, dass eine solche Putz- oder Spachtelmasse eine hervorragende Wärme- und Schalldämmung gewährleistet. Ihr spezifisches Gewicht kann etwa zwischen 0 75 und 1,35 liegen. Es empfiehlt sich, den Zusatz an feinverteiltem Material dementsprechend zu dotieren.
Da eine normale Sandspachtelmasse ein spezifisches Gewicht von zwischen 1,5 und 2,0 hat, ist ohne weiteres ersichtlich, dass eine derartige Putzmasse in vielen Beziehungen andere Eigenschaften als die oben erwähnten, bekannten Spachtelmassen aufweist.
Durch die Erfindung wird insbesondere erreicht, dass die Masse auch als sehr dünne Schicht brennbare und wärmeempfindliche Unterlagen wirksam gegen Feuer und Hitze zu schützen vermag. Die genannten Zusätze verleihen der Masse gemäss der Erfindung ein besonders niedriges spezifisches Gewicht und eine sehr hohe Porosität. Eine daraus hergestellte Putzschicht vermag beispielsweise, auch wenn sie nur etwa 1 bis 2 mm dick ist, Unterlagen wie Bauplatten aus Holzfaser, Styrolschaumstoff oder dergleichen gegen Feuer und Hitze wirksam zu schützen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann auch die Beimischung einer Wasserlösung oder einer Wasserdispersion eines Polymerisates von Akrylsäure oder Metakrylsäure insbesondere in solcher Menge von Vorteil sein, dass die Putzmasse höchstens etwa 1 % oder vorzugsweise 0,3 bis 0,1 S des erwähnten Polymerisates enthält. Beispielsweise kann das unter der Handelsbezeichnung Rohagit SD 15 (R) bekannte Polymerisat (Hersteller: Röhm & Haas, Darmstadt) verwendet werden.
Es wurde gefunden, dass durch solche Zusätze sowohl die Haftfähigkeit der Masse auf die Unterlage als auch ihre Geschmeidigkeit und Bearbeitbarkeit we & nt- lich verbessert werden, insbesondere wenn in der Masse ausser anderen gradierten mineralischen Füllstoffen auch ein hoher Gehalt an Perlit und/oder Vermiculit vor- handen ist. Die genannten Dispersionen verhalten sich gewissermassen wie Schmiermittel; sie wirken der Rauheit bzw. der inneren Reibung entgegen, welche die in dem hochporösen Füllmaterial eingeschlossene Luft mit sich bringt.
Geeignete Zusätze von Rohagit können zur Folge haben, dass auch Massen, die sehr grosse Zusätze von Perlit und/oder Vermiculit enthalten, mit dem Pinsel aufgetragen werden können. Ausserdem wirkt ein Zusatz der vorgeschlagenen Dispersionen auch als Verdickungsmittel und Stabilisierungsmittel, so dass die Haltbarkeit der noch nicht verarbeiteten Masse, also ihre Lagerfähigkeit, verbessert wird. Bei Verwendung von Dispersionen, die ein Verbindungspolymerisat von Metakrylsäure oder Polymetakrylsäure und anderen polymerisierbaren Stoffen enthalten, ist es wichtig, den pH-Wert der Masse durch Zusatz von Ammoniak oder anderer Alkalien etwas oberhalb des neutralen Punktes einzustellen, beispielsweise auf eine Alkalität, die einen pH-Wert 7-8 oder höchstens 9 aufweist. Hierdurch wird die beste Wirkung erzielt.
Die Polymerisate quellen merklich in Wasser - unter gleichzeitiger Steigerung der Viskosität - bei Zusatz kleiner Mengen von Alkalien.
Ein Verdickungsmittel wie Bentonit kann die Verarbeitbarkeit der Masse weiterhin günstig beeinflussen.
Auch durch einen hohen Gehalt an Gips lassen sich Putzmassen gemäss der Erfindung noch weiter verbessern. Ein hoher Gipsgehalt ist sowohl zwecks Feuerfestigkeit der Putzmasse als auch zwecks Erzielung heller, freundlicher Pastellfarben oder einer besonders fei- nen weissen Farbe der Putzschicht von Vorteil.
Die Verbesserung der Feuerschutzwirkung durch einen hohen Gipsgehalt der Masse beruht auf dem hohen Gehalt des Gips es an Kristallwasser (CaSO4 .2 H-,O), das zum grössten Teil ausgetrieben wird, wenn die Putzschicht durch Feuer oder grosse Hitze beansprucht wird. Da die Dampfbildung grosse Wärmemengen verbraucht und der Dampf ausserdem den Luftzutritt versperrt, steigert ein hoher Gipsgehait die Feuerbeständigkeit einer Oberflächenschicht bedeutend, auch wenn die Wärmeleitfähigkeit der Oberflächenschicht grösser ist als die der hochporösen Putzschicht mit hohem Gehalt an Perlit.
Dass die Farbe einer Putzschicht durch Erhöhen des Gipsgehaltes heller gemacht werden kann, ist zwar an sich bekannt. Durch die Erfindung wird jedoch überraschenderweise erreicht, dass auch aus Putzmassen, die sehr grosse Mengen eines relativ dunkel gefärbten gradierten Sandes enthalten, nahezu vollkommen weisse Putzschichten hergestellt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Auftragsmasse ist dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, Sand und eine das wasserlösliche Zellulosederivat enthaltende Bindemittellösung mechanisch gernischt, dabei mit dem porösen mineralischen Material versetzt und das Mischen ununterbrochen fortgesetzt wird, bis die Masse ihre Erstarrungsfähigkeit verloren hat, und dass danach die Masse gegen die Aussenluft dicht abgeschlossen wird, so dass kein Wasser aus ihr verdunsten kann.
Durch intensives Umrühren wird der Stuckgips daran gehindert, in gewohnter Weise Wasser aufzunehmen und sich in reinen kristallinen Gips, d. h. in grosse Kristalle aus reinem Gips (CaSO4. 2 H2O), umzuwandeln. Stattdessen haften die Stuckgipskörner zunächst stark an den Sandkörnern und/oder an den übrigen in der Masse vorkommenden, häufig dunkel gefärbten Körner; erst dann nehmen die Stuckgipskörner Wasser auf und gehen in die kristalline Form über, d. h. in reinen Gips (CaSOt .2 2 H2O).
Hierdurch werden die dunkelfarbigen Teilchen mit einem äusserst dünnen Belag von sehr kleinen Gipskristallen überzogen, die die dunklen Körner vollständig bedecken. Über- raschenderweise lässt sich also mit sehr kleinen Zusätzen von Stuckgips eine Putz- oder Spachtelmasse herstellen, die nahezu ebenso weiss ist wie reiner Gips.
Natürlich ist es auch möglich, einer solchen Masse durch Zusatz verschiedener Farbstoffe helle und freundliche Farben, insbesondere Pastellfarben, zu verleihen.
Eine Steigerung der Helligkeit nach weiss hin ist auch bei den eingangs erwähnten, früheren Sandspachtelmassen, allerdings nur mit Hilfe sehr grosser Gipszusätze möglich. In seinen früheren Veröffentlichungen empfahl der Erfinder einen Zusatz grosser Mengen Gips auf dem Bauplatz unmittelbar vor Beginn der Putzarbeiten, teils, um dadurch eine sehr weisse Putzschicht und eine be besonders gleichmässige Oberflächenstruktur zu erzielen, teils um die Geschmeidigkeit und Handlichkeit der Putzmasse zu verbessern. Es hat sich jedoch gezeigte, dass eine solche Mischung von Gips und einer entsprechend grossen Menge Wasser am Bauplatz häufig nicht mit hinreichender Sorgfalt ausgeführt und dadurch die Putzschicht unnötig verschlechtert wird.
Durch die Erfindung wird es nun möglich, bereits in der Fabrik, in der die Putzmasse hergestellt wird, hinreichend grosse Mengen Stuckgips einzumischen, ohne dass die Masse innerhalb kurzer Zeit sich in feste Klumpen verwandelt, die sich dann nicht mehr - oder nur durch eine mechanische Bearbeitung mit sehr sehr grossem Arbeitsaufwand - in eine geschmeidige, leicht verstreichbare Putzmasse zurück- verwandeln lässt. Durch die Erfindung lässt sich also der grosse Sorgfalt erfordernde Vorgang der Beimischung von Gips zu der Masse vom Bauplatz weg in die Fabrik für die Herstellung der Putzmasse verlegen, was eine grössere Wirtschaftlichkeit und auch eine erhöhte Sicherheit für die Gewährleistung einer sorgfältigen Dosierung bedeutet.
Dabei hindert der Gipszusatz bereits in der Fabrik bei der Herstellung der Putzmasse keineswegs die Anwendung eines Zusatzes von Portlandzement auf dem Bauplatz unmittelbar vor Verwendung der Masse (etwa
2 bis 3 Stunden vorher).
In der Tabelle I sind Ausführungsbeispiele für die Zusammensetzung von Putz- oder Spachtelmassen nach der Erfindung angegeben. Dabei sind die Mengen des porösen Materials wie Perlit bzw. Vermiculit in Litern angegeben, während die Mengen der übrigen Bestand- teile in kg angegeben sind.
Tabelle I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Beispiel kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg Wasser 25 25 30 28 30 25 30 25 21 44 Wasserlösliches Zellulosederivat (Trockensubstanz) wie Methyl oder Äthylcellulose oder
Zelluloseglykolat 1,0 0,3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,2 1,0 1,0 1,5 Alkyd (Trockensubstanz) in Lösung oder in Dispersion - 2,0 0,5 1,0 - 0,4 0,75 1,0 1,0 1,0 In Rohagit SD 15 (Trocken substanz) 1,0 - 1,5 1,0 1,0 0,1 0,05 - 1,0 Polyvinylacetat (Trockensubstanz) in Emulsion - 1,0 - 1,0 2,0 0,5 - 0,5 1,0 Gestuftes Sandmaterial und/oder zerquetschter Marmor, Korn grösse höchstens 0,5 mm 30 35 25 - 25 35 30 30 45
Gips, als CaSO4. 1/2 H2O gerechnet - - 7 2,0 5 23 20 20 16 Schlämmkreide 12,5 16,7 - 30 6 10 5 - 12 20 Bimsstein,
pulverisiert - - - - - - 3 2 - Bentonit 0,5 - - - - 2 - - 1,0 Leichtbeton, pulverisiert - - - - - - - 20 -
Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit.
Poröses Material, wie Perlit oder
Vermiculit 15 25 35 30 30 15 10 0,5 1 45
Das Raumgewicht des porösen Materials darf zwischen 35 und 800 g/l schwanken. Bei Perlit-Materialien kann trotz gleicher Herkunft und gleicher Qualitätsbezeichnung das Raumgewicht von Lieferung zu Liefe rung erheblich schwanken. Insbesondere kann bei schweren Qualitäten das Raumgewicht im oberen Teil ein und derselben Verpackung niedriger und im unteren Teil der Verpackung höher sein. Für die Herstellung einer Putzschicht mit besonders harter Oberfläche empfiehlt es sich, ein Perlit mit relativ hohem Raumgewicht zu verwenden. Wo die Oberflächenhärte von geringerer Bedeutung ist, wie beispielsweise bei einem Akustikputz an Zimmerdecken, kann ein Perlit mit sehr niedrigem Raumgewicht verwendet werden.
Tatsächlich gibt dabei jede der zehn senkrechten Spalten der Tabelle I nicht ein einzelnes Ausführungsbeispiel einer Masse nach der Erfindung an, sondern eine ganze Gruppe von Ausfüh rungsbeispielen, und zwar Beispiele sowohl sehr leichter Mischungen, in denen ein Teil des zur Mischung gehörigen porösen Materials aus hochporösem, durch Erhitzung stark expandiertem Material mit einem Raumgewicht von etwa 35 g/l besteht, als auch Beispiele schwerer Mischungen, d. h. solcher, in denen das zur Mischung gehörige poröse Material ein grösseres Raumgewicht bis zu 800 g/l hat. Durch Verwendung relativ grosser Mengen hochporöser, durch Erhitzen stark expandierender Materialien erhält man Mischungen, die bei der Verwendung ausserordentlich gut wärmeisolie- rende und geräuschisolierende Putzschichten ergeben.
Mischungen, in denen das zur Mischung gehörige Perlit bzw. Vermiculit ein Raumgewicht von etwa 800 g/l hat, ergeben äusserlich ähnliche Putzschichten wie die eingangs erwähnten Sandspachtelmassen. Die Putzmassen nach der vorliegenden Erfindung ergeben jedoch Putzschichten, die erheblich bessere Geräusch- und Wärmeisolierung aufweisen als die aus den früheren Sandspachtelmassen. Wenn es sich um die Wahl einer für einen gewissen Zweck zweckmässiger Putzmischung handelt, darf nicht vergessen werden, dass auch die Korngrösse der festen Bestandteile einen grossen Einfluss auf die Eigenschaften sowohl der Putzmasse als auch der fertigen Putzschicht hat. Daher soll das verwendete Sandmaterial oder der gemahlene Marmor einen sehr grossen Anteil (z.
B. 50 %) von Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 0,5 mm enthalten, wenn besonders starke und harte Putzschichten hergestellt werden sollen. Zur Herstellung von gegen Feuer und Hitze stark isolierende Putzschichten empfiehlt es sich, nicht nur eine Qualität von Perlit bzw. von Vermiculit mit niedrigem Raumgewicht (z. B. 35 bis 100 g/l) zu wählen, sondern auch eine solche, die einen ziemlich grossen Anteil (z. B. 50 %) relativ grober Teilchen enthält (z. B. Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 1 mm). Für Putzmassen, die durch Spritzen mit einer Luftpistole an Mauerflächen aufgebracht werden sollen, ist jedoch die Verwendung von allzu groben Teilchen nicht zweckmässig.
Alle in der Tabelle I angegebenen Mischungen ergeben, wie die Erfahrung bestätigt, einwandfreie, sehr feste, gegen Hitze und Geräusche gut isolierende und gegen Feuer ausserordentlich widerstandsfähige Putzschichten. Gestützt auf entsprechende Untersuchungen und weitere Versuche, bei denen der Gehalt eines der Bestandteile der obigen Mischungen innerhalb ziemlich enger Grenzen verändert wurde, wurde gefunden, dass die Anteilverhältnisse zwischen den wichtigsten Bestand teilen sich vorzugsweise innerhalb von Grenzwerten hai- ten sollen, wie sie aus der folgenden Tabelle II ersichtlich sind.
Tabelle II Wasser 15-30 kg (vorzugsweise 25 kg) Gradierter Sand oder andere, gradierte, zerkleinerte Mineralien . . . . . 20-50 kg (vorzugsweise 30 kg) Schlämmkreide . . . . . . . . . 5-20 kg (vorzugsweise 10 kg) Wasserlösliches Zellstoffderivat . . . 0,3-2 kg (vorzugsweise 0,7 kg) Gradiertes Perlit oder andere, durch
Wärmebehandlung expandierte minera lische Stoffe . . . . . 545 1 (vorzugsweise 25 1)
Das Raumgewicht der letztgenanaten Stoffe darf, wie oben erwähnt, zwischen 35 g und 800 g/i schwanken.
Es wurden auch gründliche Versuche durchgeführt zur Untersuchung nicht nur der Güte der aus den Putzmassen hergestellten Putzschichten, sondern auch zur Feststellung der Einflüsse verschiedener Bestandteile auf die Eigenschaften, die von Bedeutung für die Verarbeitbarkeit der Massen und insbesondere für ihre Spritzbarkeit beim Verputzen sowie für ihr Verhalten beim Trocknen der Wandfläche unmittelbar nach Beendigung des Verputzens sind. Diese Versuche haben ergeben, dass die Zusammensetzung der gipshaitigen Putzmischungen zwischen Grenzwerten liegen soll, die sich auf Grund der Angaben in der folgenden Tabelle III übersehen lassen.
Tabelle III Wasser 10-30 kg (vorzugsweise 20 kg) Gradierter Sand und/oder zerkleinerte gradierte Mineralien . . . . . . 20-45 kg (vorzugsweise 25 kg) Gips (Stuckgips) CaSO4- ¸ H2O) . . . 3-20 kg (vorzugsweise 10 kg) Wasserlösliches Zellstoffderivat . . . 0,4-2 kg (vorzugsweise 0,5 kg Gradiertes Perlit oder andere, durch
Wärmebehandlung expandierte minera lische Stoffe 5-45 1 (vorzugsweise 30 1)
Das Raumgewicht der letztgenannten Stoffe darf zwischen 35 gel und 800 g/l schwanken.
Nachstehend noch zwei weitere Ausführungsbeispiele einer Putz- und Spachtelmasse gemäss der Erfindung.
Tabelle IV
Beispiel 11 Beispiel 12 Wasser 20 kg 25 kg Gradierter Sand 25 kg 20 kg Gips 10 kg 10 kg
Beispiel 11 Beispiel 12 Schlämmkreide 10 kg 10 kg Bimsstein oder zerkleinerter
Leichtbeton 8 kg 10 kg Wasserlösliches Zellstoff derivat 0,6 kg 0,8 kg Alkyd in Emulsion 0,5-2,5 kg 0,5 kg Polymerisat von Akrylsäure oder Metakrylsäure - 0,01-0,2 kg Perlit 25 1 25 1
Ein weiteres Beispiel einer besonders harten, leicht hantierbaren Putzmasse mit sehr geringem Raumgewicht, sehr geringer Schrumpfung und sehr unbeden- wender Rissbildung ist folgendes:
Tabelle V
0,30-0,60 kg wasserlösliches Zellstoffderivat (z. B.
Modocoll E 600 und/oder E 1200 )
0,5-1 kg Faserstoffe, feinverteilt und in breiiger
Konsistenz oder synthetischer oder mineralischer Asbest
18-25 kg Wasser
0,5-1,5 kg Bentonit
0,3-2,0 kg Kunstharz wasserlöslich oder dispergiert
25-40 kg Sand und/oder andere mineralische
Stoffe mit zweckmässiger Korngrössen verteilung
0,1-0,5 kg Alkyd in Emulsion
5-12 kg Gips
5-8 kg Kreide und/oder mineralische, fein pulverisierte Stoffe
0-0,1 kg konsistenzverbessernde Stoffe
Konservierungsmittel
10-25 1 expandierte, gradierte Stoffe (Raum gewicht 0,26-0,7) z. B. Perlit.
Eine Putzmasse nach der Erfindung, die aufgrund hohen Gipsgehaltes einen hohen Gehalt an Weiss besitzt und sich vorteilhaft in freundlichen, hellen Farben streichen lässt, kann wie folgt hergestellt werden: Ein wasserlösliches Zellstoffderivat in Form von Methyl- oder Äthylzellulose wird unter langsamem Umrühren reinem Wasser in solcher Menge zugesetzt, dass der Gehalt von Zellstoffderivat zwischen 0,2-2 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Mischung beträgt. Die so erhaltene Mischung lässt man hierauf stehen und etwa 2 Stunden lang reifen. Dann setzt man unter intensivem Umrühren die mineralischen Bestandteile mit Ausnahme des Stuckgipses (CaSO4. 1/2 HO) zu.
Die Reihenfolge, in der diese Bestandteile zugesetzt werden, scheint gleichgültig zu sein, sofern ein zweckmässiges Mischgerät verwendet und für ununterbrochenes Urnriihfen gesorgt wird. Im allgemeinen hat es sich als zweckmässig erwiesen, den Sand zuerst zuzusetzen. Seine Korngrösse soll bei gipshaltigen Putzmassen zwischen etwa 0,3-0,15 mm liegen.
Nach dem Sand wird zweckmässig Perlit oder ein anderer expandierter, mineralischer, zerkleinerter Stoff, Schlämmkreide und Bentonit in der genannten Reihen folge zugesetzt. Hierauf wird Stuckgips zweckmässig in solcher Menge zugesetzt, dass der Gipsgehalt, als reiner kristallisierter Gips (CaSO4 - 2 H2O) gerechnet, zwischen 5-30 Gewichtsprozent beträgt, berechnet auf das Gesamtgewicht der fertigen Masse. Während des Zusetzens des Gips es darf die Stärke des Umrührens nicht abnehmen, sie soll eher in eine noch kräftigere mechanische Bearbeitung übergehen. Diese Bearbeitung ist fortzusetzen, bis die Mischung ihr Erstarrungsvermögen verloren hat. Erstarrung erfolgt nur, wenn das Wasser Gelegenheit hat, aus der Masse zu verdunsten, bzw.
bei ihrer Verwendung zar Herstellung von Putzschichten auf Wand- und Deckenflächen. Wenn der zugesetzte Gips durch das Umrühren sein Bindevermögen verloren hat, wird die mechanische Bearbeitung beendet, worauf die Masse in Behältern aus für Wasser und Wasserdampf undurchlässigem Werkstoff, beispielsweise aus Blech oder einer biegsamen, undurchlässigen Kunststofffolie verpackt wird.
Da die erfindungsgemässen Putz- und Spachtelmassen stark porös sind und grosse Mengen Luft oder anderes
Gas enthalten, und da sie zur Herstellung von schützenden und/oder dekorativen Belägen auf Wand- oder Dek kenflächen oder für andere Zwecke verwendet werden sollen, für die der Rauminhalt, dagegen nicht das Gewicht, eine entscheidende Rolle spielt, werden diese Massen zweckmässig nach Volumeinheiten und nicht nach Gewichtseinheiten zugemessen und verkauft. Ein bestimmtes Volumen (z. B. ein Sack) der Masse reicht jeweils zur Deckung oder zur Ausfüllung einer bestimmten Wand- oder Deckenfläche. Beim Verpacken der Masse soll daher jede Verpackungseinheit mit einem bestimmten, genau gemessenen Volumen der Masse gefüllt werden.
Beim Auftragen der Masse auf Gebäudeflächen wird mit Vorteil eine Spritzvorrichtung verwendet, bei der Druckluft zur Feinverteilung der Spachtelmasse benutzt wird. Hierbei wird die Luft von der Masse zum Teil aufgenommen, und dies bewirkt, dass die Porosität des Putzes mindestens dort, wo die Masse in dickeren Schichten aufgetragen wird, grösser wird. Diese Wirkung lässt sich durch Zusatz eines geeigneten, bekannten Schaummittels zur Spachtelmasse nach der Fertigmischung und unmittelbar vor der maschinellen Verpackung verstärken.
PATENTANSPRUCH 1
Zur unmittelbaren Verwendung geeignete Auftragsmasse für Bauzwecke, welche Sand sowie Wasser und ein wasserlösliches Zellulosederivat enthält, gekennzeichnet durch einen Gehalt an feinkörnigem, porösem mine- ralischem Material.
UNTERANSPRÜCHE
1. Auftragsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe des Gehalts an feinkörnigem, porösem mineralischem Material mindestens drei Gewichtsprozent, auf das Gesamtgewicht der Auftragsmasse gerechnet, beträgt.
2. Auftragsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wassergehalt zwischen
15 und 30 Gewichtsprozent, einen Gehalt an Sand zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent, einen Gehalt an
Schlämmkreide zwischen 2 und 25 Gewichtsprozent, einen Gehalt an feinkörnigem, porösem mineralischem Material zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent und einen Gehalt an wasserlöslichem Zellulosederivat zwischen 0,3 und 2,0 Gewichtsprozent aufweist.
3. Auftragsmasse nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Wassergehalt von zwischen 10 und 30 Gewichtsprozent, einen Gehalt an Sand zwischen 20 und 45 Gewichtsprozent, einen Gehalt an Gips, gerechnet als Stuckgips (CaSO4 - 1/2 H2O) zwischen 2 und 25 Gewichtsprozent, einen Gehalt an feinkomi- gem, porösem mineralischem Material zwischen 5 und 45 Gewichtsprozent und einen Gehalt an wasserlöslichem Zellulosederivat zwischen 0,5 und 2 Gewichtsprozent.
4. Auftragsmasse nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem wasserunlöslichen Bindemittel, zum Beispiel einer Poly akfylsäure.
5. Auftragsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem beutelförmigen Behälter aus einem wasser-, wasserdampf- und luftundurchlässigen Material dicht abgeschlossen verpackt ist.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung einer Auftragsmasse nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, Sand und eine das wasserlösliche Zellulosederivat enthaltende Bindemittellösung mechanisch gemischt, dabei mit dem porösen mineralischen Material versetzt und das Mischen ununterbrochen fortgesetzt wird, bis die Masse ihre Erstarrungsfähigkeit verloren hat, und dass danach die Masse gegen die Aussenluft dicht abgeschlossen wird, so dass kein Wasser aus ihr verdunsten kann.
UNTERANSPRÜCHE
6. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass einer Mischung aus Sand, Wasser und wasserlöslichem Zellulosederivat Stuckgips (CaSO4. 1/2 H2O) in solcher Menge zugesetzt wird, dass der Gipsgehalt, gekennzeichnet als CaSO4 2 H2O in der fertigen Mischung, zwischen 10 und 40 Gewichtsprozent beträgt.
7. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass einer aus Wasser und wasserlöslichem Zellulosederivat bestehenden B indemitteliösung Sand mit Korngrössen zwischen 0,1 bis 0,5 mm, als feinkörniges poröses Material Perlit und Stuckgips in solcher Menge beigemischt wird, dass der Gehalt an Sand in der fertigen Mischung etwa 25 Gewichtsprozent und der Gehalt an Perlit etwa 25 Gewichtsprozent der fertigen Mischung beträgt.
8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass einer Bindemittellösung, die Wasser und wasserlösliches Zellulosederivat enthält, Sand mit Körnern von 0,1 bis 0,5 mm und Stuckgips (CaSOo 1/2 H2O) sowie als feinkörniges poröses Material Perlit, ferner Schlämmkreide, Bimsstein und Betonit beigemischt werden, wobei die Mengen der ver schiedenen Zusätze so gewählt werden, dass der Gipsgehalt, gerechnet als CaSO4 - 2 H2O, in der fertigen Mischung, zwischen 15 und 30 Gewichtsprozent beträgt.
9. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass in die Bindemittellösung vor dem Zusatz von Stuckgips ein Verzögerer eingearbeitet wird, der die Fähigkeit des Stuckgipses, Wasser zu binden und in kristallisierten Gips überzugehen, hemmt, worauf die übrigen Bestandteile zugesetzt werden.
**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.
Application compounds for building purposes and processes for their manufacture
The invention relates to a coating composition suitable for direct use for building purposes, which contains sand and water and a water-soluble cellulose derivative, and a method for its production.
Plaster or leveling compounds developed by the inventor himself at the beginning of the 1950s are known, which are often referred to as sand leveling compounds, sand paint or Kabeteck compounds.
This created the essential prerequisite for today's concrete construction with finished, smooth wall surfaces. With them, sufficiently strong and durable plaster layers can be produced, which can be much thinner than when using traditional plaster compounds, in which the binding agent consists of lime and / or cement and / or gypsum. The plaster or sand leveling compounds dry and harden in a much shorter time than the plaster layers made from traditional mortar plaster. It is well known that layers of mortar plaster can only be wallpapered or painted 10 to 14 days after plastering has been completed, as otherwise the finished surface will become unsightly due to moisture, mold or the release of non-carbonized lime.
On the other hand, you can stick wallpaper or paint on layers of plaster made with the masses mentioned at the beginning after 10 to 12 hours.
The purpose of the present invention is to further improve these order masses and to expand their areas of application, in particular also to reduce their specific weight and to increase their fire resistance and their heat-insulating and sound-absorbing properties.
The application compound according to the invention is characterized by a content of fine-grain, porous mineral material. As a fine-grained, porous mineral material, perlite, vermiculite or another material expanded by heat treatment and / or powdered lightweight concrete are suitable. The sum total of the fine-grain, porous mineral material content is preferably at least 3 percent by weight, calculated on the total weight of the application compound.
It has been found that such a plaster or filler ensures excellent heat and sound insulation. Their specific gravity can be between 0 75 and 1.35. It is recommended that the addition of finely divided material be doped accordingly.
Since a normal sand leveling compound has a specific gravity of between 1.5 and 2.0, it is readily apparent that such a plastering compound has in many respects different properties than the above-mentioned, known leveling compounds.
What is achieved by the invention in particular is that the mass, even as a very thin layer, can effectively protect flammable and heat-sensitive substrates against fire and heat. The additives mentioned give the composition according to the invention a particularly low specific weight and a very high porosity. A plaster layer made from it can, for example, even if it is only about 1 to 2 mm thick, effectively protect substrates such as building boards made of wood fiber, styrene foam or the like against fire and heat.
According to a further proposal of the invention, the admixture of a water solution or a water dispersion of a polymer of acrylic acid or methacrylic acid can be advantageous, especially in such an amount that the plaster compound contains at most about 1% or preferably 0.3 to 0.1% of the polymer mentioned . For example, the polymer known under the trade name Rohagit SD 15 (R) (manufacturer: Röhm & Haas, Darmstadt) can be used.
It has been found that such additives improve both the adhesiveness of the mass on the base and its suppleness and workability, especially if the mass contains not only other graded mineral fillers but also a high content of perlite and / or vermiculite is available. The dispersions mentioned behave to a certain extent like lubricants; they counteract the roughness or the internal friction which the air enclosed in the highly porous filling material brings with it.
Suitable additions of raw agite can mean that masses containing very large amounts of perlite and / or vermiculite can be applied with a brush. In addition, adding the proposed dispersions also acts as a thickener and stabilizer, so that the shelf life of the as yet unprocessed mass, that is to say its shelf life, is improved. When using dispersions that contain a compound polymer of methacrylic acid or polymetacrylic acid and other polymerizable substances, it is important to adjust the pH of the mass by adding ammonia or other alkalis to something above the neutral point, for example to an alkalinity that has a pH -Value 7-8 or at most 9. This will achieve the best effect.
The polymers swell noticeably in water - with a simultaneous increase in viscosity - when small amounts of alkalis are added.
A thickening agent such as bentonite can also have a beneficial effect on the workability of the compound.
Plaster compounds according to the invention can also be further improved by a high gypsum content. A high gypsum content is advantageous both for the purpose of fire resistance of the plaster compound and for the purpose of achieving light, friendly pastel colors or a particularly fine white color of the plaster layer.
The improvement of the fire protection effect through a high gypsum content of the mass is based on the gypsum's high content of crystal water (CaSO4 .2 H-, O), which is mostly expelled when the plaster layer is exposed to fire or extreme heat. Since the formation of steam consumes large amounts of heat and the steam also blocks the access of air, a high gypsum content increases the fire resistance of a surface layer significantly, even if the thermal conductivity of the surface layer is greater than that of the highly porous plaster layer with a high perlite content.
It is known per se that the color of a plaster layer can be made lighter by increasing the gypsum content. The invention, however, surprisingly means that almost completely white plaster layers can also be produced from plaster compounds which contain very large quantities of a relatively dark-colored, graded sand.
The method according to the invention for producing the application mass is characterized in that water, sand and a binder solution containing the water-soluble cellulose derivative are mechanically mixed, mixed with the porous mineral material and the mixing is continued uninterrupted until the mass has lost its solidification capacity, and that afterwards the mass is sealed off from the outside air so that no water can evaporate from it.
Vigorous stirring prevents the stucco from absorbing water in the usual way and turning into pure crystalline gypsum, i.e. H. into large crystals of pure gypsum (CaSO4. 2 H2O). Instead, the stucco grains adhere strongly to the sand grains and / or to the other, often dark-colored grains that occur in the mass; Only then do the stucco grains absorb water and change into the crystalline form, i.e. H. in pure gypsum (CaSOt .2 2 H2O).
As a result, the dark-colored particles are covered with an extremely thin layer of very small gypsum crystals that completely cover the dark grains. Surprisingly, with very small additions of plaster of paris, a plaster or filler compound can be produced that is almost as white as pure gypsum.
Of course, it is also possible to give such a mass light and friendly colors, especially pastel colors, by adding various dyes.
An increase in brightness towards white is also possible with the earlier sand fillers mentioned at the beginning, but only with the help of very large gypsum additives. In his earlier publications, the inventor recommended adding large amounts of plaster to the building site immediately before starting the plastering work, partly to achieve a very white plaster layer and a particularly even surface structure, partly to improve the suppleness and manageability of the plaster compound. It has been shown, however, that such a mixture of plaster of paris and a correspondingly large amount of water on the building site is often not carried out with sufficient care and the plaster layer is unnecessarily deteriorated as a result.
The invention now makes it possible to mix in sufficiently large quantities of plaster of paris in the factory in which the plaster mass is produced, without the mass turning into solid lumps within a short time, which then no longer - or only through a mechanical one Processing with a very, very large amount of work - can be converted back into a smooth, easily spreadable plaster mass. With the invention, the process of adding plaster of paris to the mass, which requires great care, can be moved from the building site to the factory for the production of the plaster mass, which means greater economy and also increased safety for ensuring careful dosing.
The addition of gypsum already in the factory during the production of the plaster compound does not in any way prevent the application of Portland cement on the building site immediately before the compound is used (e.g.
2 to 3 hours in advance).
In Table I, exemplary embodiments for the composition of plaster or filler compounds according to the invention are given. The quantities of the porous material such as perlite or vermiculite are given in liters, while the quantities of the other components are given in kg.
Table I.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Example kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg water 25 25 30 28 30 25 30 25 21 44 water-soluble cellulose derivative (dry matter) such as methyl or ethyl cellulose or
Cellulose glycolate 1.0 0.3 1.0 1.0 1.0 1.0 1.2 1.0 1.0 1.5 Alkyd (dry matter) in solution or in dispersion - 2.0 0.5 1.0 - 0.4 0.75 1.0 1.0 1.0 In Rohagit SD 15 (dry substance) 1.0 - 1.5 1.0 1.0 0.1 0.05 - 1.0 polyvinyl acetate (dry substance ) in emulsion - 1.0 - 1.0 2.0 0.5 - 0.5 1.0 Graduated sand material and / or crushed marble, grain size no more than 0.5 mm 30 35 25 - 25 35 30 30 45
Gypsum, as CaSO4. 1/2 H2O calculated - - 7 2.0 5 23 20 20 16 whiting chalk 12.5 16.7 - 30 6 10 5 - 12 20 pumice stone,
pulverized - - - - - - 3 2 - Bentonite 0.5 - - - - 2 - - 1.0 lightweight concrete, pulverized - - - - - - - 20 -
Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit. Lit.
Porous material such as perlite or
Vermiculite 15 25 35 30 30 15 10 0.5 1 45
The density of the porous material may vary between 35 and 800 g / l. In the case of perlite materials, despite the same origin and the same quality designation, the volume weight can vary considerably from delivery to delivery. In particular, in the case of heavy grades, the density in the upper part of the same packaging can be lower and higher in the lower part of the packaging. For the production of a plaster layer with a particularly hard surface, it is advisable to use a perlite with a relatively high density. Where the surface hardness is of less importance, such as acoustic plaster on ceilings, a perlite with a very low density can be used.
In fact, each of the ten vertical columns of Table I does not indicate a single embodiment of a mass according to the invention, but a whole group of Ausfüh approximately examples, both examples of very light mixtures in which part of the porous material belonging to the mixture is made of highly porous material with a density of about 35 g / l which has been greatly expanded by heating, as well as examples of heavy mixtures, d. H. those in which the porous material belonging to the mixture has a larger density of up to 800 g / l. The use of relatively large amounts of highly porous materials that expand rapidly when heated gives mixtures which, when used, result in extremely good heat-insulating and noise-insulating plaster layers.
Mixtures in which the perlite or vermiculite belonging to the mix has a density of about 800 g / l produce plaster layers that are externally similar to the sand fillers mentioned at the beginning. The plaster masses according to the present invention, however, result in plaster layers which have considerably better noise and heat insulation than those from the earlier sand fillers. When it comes to choosing a suitable plaster mixture for a certain purpose, it must not be forgotten that the grain size of the solid components also has a major influence on the properties of both the plaster compound and the finished plaster layer. Therefore, the sand material or the ground marble used should have a very large proportion (e.g.
B. 50%) of particles with a diameter between 0.3 and 0.5 mm if particularly strong and hard plaster layers are to be produced. For the production of plaster layers that are strongly insulating against fire and heat, it is advisable not only to choose a quality of perlite or vermiculite with a low density (e.g. 35 to 100 g / l), but also one that is quite contains a large proportion (e.g. 50%) of relatively coarse particles (e.g. particles with a diameter between 0.5 and 1 mm). For plaster masses that are to be applied to wall surfaces by spraying with an air gun, however, the use of excessively coarse particles is not advisable.
As experience has confirmed, all of the mixtures given in Table I result in flawless, very solid plaster layers that are good insulation against heat and noise and are extremely resistant to fire. Based on appropriate investigations and further experiments in which the content of one of the constituents of the above mixtures was changed within fairly narrow limits, it was found that the proportions between the most important constituents should preferably be within limit values, as derived from the Table II below can be seen.
Table II Water 15-30 kg (preferably 25 kg) Graduated sand or other graded, crushed minerals. . . . . 20-50 kg (preferably 30 kg) whiting chalk. . . . . . . . . 5-20 kg (preferably 10 kg) water-soluble cellulose derivative. . . 0.3-2 kg (preferably 0.7 kg) Graduated Perlite or others
Heat treatment of expanded mineral substances. . . . . 545 1 (preferably 25 1)
As mentioned above, the density of the last-mentioned substances may vary between 35 g and 800 g / l.
Thorough tests were also carried out to investigate not only the quality of the plaster layers produced from the plaster masses, but also to determine the effects of various components on the properties that are important for the workability of the masses and in particular for their sprayability when plastering and their behavior when the wall surface is dry immediately after plastering is finished. These tests have shown that the composition of the gypsum plaster mixes should lie between limit values that can be overlooked based on the information in Table III below.
Table III Water 10-30 kg (preferably 20 kg) graded sand and / or crushed graded minerals. . . . . . 20-45 kg (preferably 25 kg) plaster (stucco plaster) CaSO4- ¸ H2O). . . 3-20 kg (preferably 10 kg) water-soluble cellulose derivative. . . 0.4-2 kg (preferably 0.5 kg graded perlite or other
Heat treatment of expanded mineral substances 5 - 45 1 (preferably 30 1)
The density of the latter substances may vary between 35 gel and 800 g / l.
Below are two further exemplary embodiments of a plaster and filler compound according to the invention.
Table IV
Example 11 Example 12 Water 20 kg 25 kg Graduated sand 25 kg 20 kg gypsum 10 kg 10 kg
Example 11 Example 12 Chalk 10 kg 10 kg pumice stone or crushed stone
Lightweight concrete 8 kg 10 kg water-soluble cellulose derivative 0.6 kg 0.8 kg alkyd in emulsion 0.5-2.5 kg 0.5 kg polymer of acrylic acid or methacrylic acid - 0.01-0.2 kg perlite 25 1 25 1
Another example of a particularly hard, easy-to-use plaster compound with a very low volume weight, very little shrinkage and very insignificant cracking is the following:
Table V
0.30-0.60 kg water-soluble cellulose derivative (e.g.
Modocoll E 600 and / or E 1200)
0.5-1 kg of fiber, finely divided and in pulpy
Consistency or synthetic or mineral asbestos
18-25 kg of water
0.5-1.5 kg of bentonite
0.3-2.0 kg synthetic resin water-soluble or dispersed
25-40 kg of sand and / or other mineral
Substances with appropriate grain size distribution
0.1-0.5 kg of alkyd in emulsion
5-12 kg of plaster of paris
5-8 kg of chalk and / or mineral, finely powdered substances
0-0.1 kg consistency-improving substances
Preservatives
10-25 1 expanded, graded fabrics (volume weight 0.26-0.7) z. B. Perlite.
A plaster mass according to the invention, which has a high content of white due to the high gypsum content and can advantageously be painted in friendly, light colors, can be produced as follows: A water-soluble cellulose derivative in the form of methyl or ethyl cellulose is mixed with pure water while slowly stirring added in such an amount that the content of cellulose derivative is between 0.2-2 percent by weight of the total weight of the mixture. The mixture thus obtained is left to stand and mature for about 2 hours. Then the mineral components are added with vigorous stirring, with the exception of the plaster of paris (CaSO4. 1/2 HO).
The order in which these ingredients are added does not appear to matter, provided proper mixing equipment is used and uninterrupted flow is assured. In general, it has proven to be useful to add the sand first. Its grain size should be between about 0.3-0.15 mm for plaster compounds containing gypsum.
After the sand, perlite or another expanded, mineral, comminuted substance, whiting chalk and bentonite are added in the order mentioned. Stucco plaster is then added in such an amount that the gypsum content, calculated as pure crystallized gypsum (CaSO4-2 H2O), is between 5-30 percent by weight, calculated on the total weight of the finished mass. While the plaster is being added, the strength of the stirring must not decrease; it should rather change into an even stronger mechanical treatment. This processing must be continued until the mixture has lost its solidification capacity. Solidification only takes place when the water has the opportunity to evaporate from the mass or
when they are used, the production of plaster layers on wall and ceiling surfaces. If the added plaster of paris has lost its binding capacity due to stirring, the mechanical processing is ended, whereupon the mass is packed in containers made of material impermeable to water and water vapor, for example made of sheet metal or a flexible, impermeable plastic film.
Since the plaster and filler compounds according to the invention are very porous and large amounts of air or other
Contain gas, and since they are to be used for the production of protective and / or decorative coverings on wall or ceiling surfaces or for other purposes for which the volume, but not the weight, plays a decisive role, these masses are expediently according to volume units and not measured and sold according to units of weight. A certain volume (e.g. a sack) of the mass is sufficient to cover or fill a certain wall or ceiling surface. When packing the mass, each packaging unit should therefore be filled with a specific, precisely measured volume of the mass.
When applying the compound to building surfaces, it is advantageous to use a spray device in which compressed air is used for fine distribution of the filler compound. Here the air is partly absorbed by the mass, and this has the effect that the porosity of the plaster is greater at least where the mass is applied in thicker layers. This effect can be increased by adding a suitable, known foam agent to the filler after the finished mixture and immediately before machine packaging.
PATENT CLAIM 1
Application compound suitable for direct use for building purposes, which contains sand as well as water and a water-soluble cellulose derivative, characterized by a content of fine-grained, porous mineral material.
SUBCLAIMS
1. Application composition according to claim I, characterized in that the sum of the content of fine-grain, porous mineral material is at least three percent by weight, calculated on the total weight of the application composition.
2. coating composition according to claim I, characterized in that it has a water content between
15 and 30 percent by weight, a content of sand between 20 and 50 percent by weight, a content of
Chalk between 2 and 25 percent by weight, a content of fine-grained, porous mineral material between 5 and 45 percent by weight and a content of water-soluble cellulose derivative between 0.3 and 2.0 percent by weight.
3. Coating composition according to claim I, characterized by a water content of between 10 and 30 percent by weight, a sand content between 20 and 45 percent by weight, a gypsum content, calculated as plaster of paris (CaSO4 - 1/2 H2O) between 2 and 25 percent by weight, a content of fine-grain, porous mineral material between 5 and 45 percent by weight and a content of water-soluble cellulose derivative between 0.5 and 2 percent by weight.
4. coating composition according to claim I, characterized by an additional content of a water-insoluble binder, for example a poly akfyläure.
5. Application composition according to claim I, characterized in that it is packed tightly closed in a bag-shaped container made of a water, water vapor and air impermeable material.
PATENT CLAIM II
A method for producing an application compound according to claim I, characterized in that water, sand and a binder solution containing the water-soluble cellulose derivative are mechanically mixed, mixed with the porous mineral material and the mixing is continued uninterrupted until the compound has lost its solidification capacity, and that then the mass is sealed off from the outside air so that no water can evaporate from it.
SUBCLAIMS
6. The method according to claim II, characterized in that a mixture of sand, water and water-soluble cellulose derivative stucco (CaSO4. 1/2 H2O) is added in such an amount that the gypsum content, characterized as CaSO4 2 H2O in the finished mixture, between 10 and 40 percent by weight.
7. The method according to claim II, characterized in that a consisting of water and water-soluble cellulose derivative B indemitteliösung sand with grain sizes between 0.1 to 0.5 mm, as fine-grained porous material perlite and stucco is mixed in such an amount that the content of Sand in the finished mixture is about 25 percent by weight and the perlite content is about 25 percent by weight of the finished mixture.
8. The method according to claim II, characterized in that a binder solution containing water and water-soluble cellulose derivative, sand with grains of 0.1 to 0.5 mm and stucco (CaSOo 1/2 H2O) and pearlite as a fine-grained porous material, further Whiting chalk, pumice stone and betonite are added, the quantities of the various additives being chosen so that the gypsum content, calculated as CaSO4-2 H2O, in the finished mixture is between 15 and 30 percent by weight.
9. The method according to claim II, characterized in that a retarder is incorporated into the binder solution before the addition of stucco, which inhibits the ability of the stucco to bind water and to transform into crystallized gypsum, whereupon the other ingredients are added.
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