Die Erfindung betrifft ein schnell härtendes, zementäres, hydraulisches Bindemittel geringer Schwindung, insbesondere für Putze und Estriche. Weiters betrifft die Erfindung einen Putzmörtel und einen Estrichmörtel sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bindemittels.
Gegenstand der Erfindung ist im Wesentlichen ein neues, schnell härtendes, zementäres Bindemittel geringer Schwindung, enthaltend einen schnell härtenden (Portland-)Zement-Klinker, der ohne oder nur durch geringe CaSO4-Anteile und gegebenenfalls aluminatischer Beschleuniger seine hohe Frühfestigkeit erreicht, eine reaktive CaSO4-Verbindung, vorzugsweise aus der Rauchgasentschwefelung, spezielle Zusätze, die die Abbindezeit regulieren und das Abbindeschwinden des schneller härtenden (Portland-)Zement-Klinkers verringern.
Ein Bindemittel, enthaltend Zement, alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat und weitere Zusätze, ist beispielsweise aus der DE OS 2 436 365 bekannt. Es handelt sich um schnell abbindende Zementgemische von hoher Festigkeit, wobei eine lang dauernde Festigkeit angestrebt wird. Als Zement soll ein Portlandzement verwendet werden, der nur sehr geringe Mengen an Tricalciumaluminat enthält, da das Tricalciumaluminat im Portlandzement teilweise sehr langsam reagiert und mit dem Sulfat des Gipses Ettringit bildet. Der Ettringit verursacht aber bei seiner Bildung eine Volumenzunahme des abgebundenen Zements. Diese verursacht eine verringerte Festigkeit, Rissbildung, ein Absplittern und sogar ein Zerkrümeln der ausgehärteten Zementmasse.
Es soll deshalb nach diesem Stand der Technik nur Portlandzement verwendet werden, der nicht mehr als 7 Massen-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Massen-%, Tricalciumaluminat enthält. Weiterhin soll dieser Portlandzement nur sehr geringe Mengen an Tetracalcium-Aluminatferrit enthalten. Die Bindemittel enthalten im Allgemeinen 5 bis 50 Massen-% Portlandzement, 49 bis 94 Massen-% Calciumsulfat-Halbhydrat und ca. 1 Massen-% fluidisierende oder dispergierende Mittel. Weiterhin ist erwähnt, dass in gewissen Fällen auch Abbindeverzögerer zugesetzt werden können. Eine genauere Untersuchung dieser Bindemittel hat ergeben, dass zwar eine länger dauernde Festigkeit erzielt werden kann, jedoch auch diese Gemische bei längerer und intensiver Belastung durch die Bildung von Ettringit ihre Beständigkeit verlieren.
Aus der DE-OS 2 222 490 ist eine schnell härtende Gussmischung hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitungsdauer und schnellem Aushärtungsvermögen bekannt, welche Calciumsulfat-Halbhydrat als Hauptbestandteil, Portlandzement als Sekundärbestandteil, einen Abbindeverzögerer und ein PIastifizierungsmittel enthält. Diese Gussmischungen lassen sich zwar gut herstellen und verarbeiten, jedoch ist damit zu rechnen, dass sie bei späterer Belastung durch Feuchtigkeit und starke Temperaturschwankungen die bekannten Zersetzungserscheinungen aufweisen, zumal offensichtlich üblicher Portlandzement zur Anwendung gelangt ist.
Aus DE-AS 1 241 330 ist ein Verfahren zur Herstellung eines wasserfesten Bindemittels aus Gipsstein, Zement und sauren Zusätzen, wie Kieselgur oder anderen sauren Gesteinen sedimentärer oder vulkanischer Herkunft oder sauren Schlacken und Aschen, bekannt, bei dem der gemahlene Gipsstein im Kocher dehydratisiert wird, bei oder nach Erreichen der Halbhydratstufe dem Produkt 10 bis 50 Massen-% Zement zugefügt werden und das gewonnene Gemisch bis zu einem homogenen Zustand vermischt und bis zu einer Endtemperatur von 130 bis 170 DEG C gekocht wird, woraufhin dem Gemisch die sauren Zusätze zu beliebiger Zeit während des Prozesses im Verhältnis 4 Massenanteile Gips zu 1 Massenanteil des oder der sauren Zusätze zugefügt werden.
Durch Zusatz von Alkali, Erdalkali- oder Eisenchlorid kann die Temperatur der Dehydration des Gipses gesenkt werden und dadurch eine erhöhte Ausbeute an alpha-Halbhydrat erzielt werden. Dies verbessert die Festigkeit des wasserfesten Dreikomponenten-Bindemittels. Weiterhin wird festgestellt, dass bei hohem Gehalt an Aluminatverbindungen im Zement grössere Mengen Kieselgur oder der anderen sauren Zusätze erforderlich sind, während bei geringem Gehalt an Aluminatverbindungen im Zement dementsprechend geringere Mengen notwendig sind. Das Vorhandensein der sauren Zusätze im Dreikomponenten-Bindemittel schützt die Erzeugnisse aus Gips und Zement angeblich vor der zerstörenden Wirkung der Hydrosulfoaluminatverbindungen.
Die verbesserte Wasserfestigkeit und die sonstigen verbesserten Eigenschaften werden insbesondere darauf zurückgeführt, dass der gemahlene Gipsstein zusammen mit dem Zement gekocht wird, wobei je nach Feuchtigkeitsgehalt mehr alpha-Halbhydrat oder mehr beta -Halbhydrat entsteht.
Aus der DD-PS 78 948, entsprechend der AT-PS 303 599, ist ein Verfahren zur Herstellung von Baustoffen bekannt, bei dem 50 bis 95 Massenanteile Calciumsulfat-Bindemittel mit einer Mischung verwendet wird, die so aufeinander abgestimmt ist, dass eine schnelle Bindung des freien Kalkes zu Ettringit möglich ist. Es soll somit nicht die Ettringitbildung vermieden werden, sondern dafür gesorgt werden, dass sich Ettringit so rasch wie möglich und vorwiegend über die Lösungsphase bildet, sodass die bekannte und gefürchtete Treiberscheinung vermieden wird.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass auch ein schnell gebildeter Ettringit zwar zur Abbindung und Härtung beiträgt, jedoch bei längerfristiger Belastung durch Wasser und Temperaturschwankungen dazu führt, dass die abgebundenen Gemische rissig werden, ihre Festigkeit verlieren und letztendlich durch Belastung zerstört werden.
Aus der EP 0 427 064 B1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung eines wasserfesten Bindemittels, bestehend aus 40 bis 60 Massen-% alpha-Halbhydrat, 40 bis 60 Massen-% aluminatarmem Zement, 3 bis 10 Massen-%, vorzugsweise 5 bis 8 Massen-% feinteiliger Kieselsäure sowie gewünschtenfalls bis zu 2 Massen-% Verflüssiger, Verzögerer und/oder Beschleuniger, wobei das alpha-Halbhydrat aus Rauchgasgips hergestellt ist und eine Teilchengrösse von 98% < 40 mu m aufweist. Vorzugsweise weist der Rauchgasgips eine Einstreumenge von mindestens 250 g nach DIN 1168, ein Wasser-Gips-Verhältnis von 0,41 oder weniger bei einem Fliessmass von 21 cm gemäss DIN 51020 auf. Alpha-Halbhydrat aus natürlichem Gips muss die gleichen Spezifikationen aufweisen. Auch sollte vorzugsweise eine Teilchengrösse 98% < 40 mu m aufweisen.
Als aluminatarmer Zement wird vorzugsweise Portlandzement HS nach DIN 1164 verwendet, weicher einen C3A-Gehalt von < 3% besitzt. Als feinteilige Kieselsäure wird vorzugsweise das Abfallprodukt der Ferro-Silizium-Herstellung und/oder das salzsaure Aufschlussprodukt von Schmelzkammergranulaten verwendet. Die Herstellung dieses Aufschlussproduktes und die Eigenschaften dieses Aufschlussproduktes sind ausführlich beschrieben in der deutschen Patentanmeldung P 3 922 508.9 (KW-29). Erfindungswesentlich ist dort die Verwendung eines aluminatarmen Zementes und sowie feinteiliger Kieselsäure, dass diese den Gehalt an freiem und später frei werdendem Calciumhydroxid binden kann, sodass sich aus den geringen Mengen an Aluminat des Zementes kein Ettringit bildet.
Aus der DE 4 410 130 C1 ist ein rissefreier Zementfliessestrich bekannt, der als Bindemittel eine reaktive CaSO4-Verbindung (als "aktiver Anhydrit" bezeichnet) von 5-25 Massen-%, Portlandzement PZ 375 von 10-40 Massen-%, übliche Zusätze sowie Kalksteingriess-Zuschläge von 1-3 Massenanteile auf einen Massenanteil Bindemittelmischung enthält. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein schwindungsarmes, schnell härtendes, zementäres Bindemittel zu entwickeln für den Einsatz in Putz- und Estrichmörteln, die gegen Wasser (auch sulfathaltiges Wasser) beständig sind. Diese Aufgabe kann überraschend einfach dadurch gelöst worden, dass das erfindungsgemässe Bindemittel bestehend aus
a. 85-97 Massen-% Schnellzement mit einem C3A-Klinkerphasenanteil zwischen 4 und 12 Massen-% (bezogen auf die Menge an Schnellzement) und mit einem maximalen CaSO4-Massenanteil von 2% (bezogen auf die Menge an Schnellzement)
gemischt mit
b. 3-15 Massen-% einer reaktiven, vorzugsweise gemahlenen CaSO4-Verbindung, nämlich Calciumsulfat-Anhydrit
und weiters gemischt mit
c. Calciumhydroxid (Ca(OH)2) in einer Menge von insgesamt bis zu 3 Massen-%
und gegebenenfalls weiters gemischt mit
d. Additiven - wie beispielsweise Abbindeverzögerer, Abbindebeschleuniger, Verflüssiger, Anti-Schaummittel und/oder Anti-Sedimationsmittel und Anti-Schwindungsmittel - in einer Gesamtmenge von maximal 4 Massen-%.
Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der
1. der zementäre Anteil besteht aus 85 bis 95 Massen-% eines schnell härtenden Portlandzement-Klinkers, der ohne oder nur durch geringe SO3-Anteile sowie gegebenenfalls aluminatische Abbindebeschleuniger eine hohe Frühfestigkeit erhält, dessen C3A-Anteil > 7% ist (muss definiert sein) und dessen Aufmahlungsgrad einem Blaine-Wert > 3500 cm<2>/g entspricht.
2. der sulfatische Anteil besteht aus 6 bis 15 Massen-% einer reaktiven CaSO4-Verbindung, vorzugsweise Anhydrit oder alpha-Halbhydrat aus der Rauchgasentschwefelung, dessen rasche Lösungsreaktion durch seine Teilchengrössen von 50% < 20 mu m (98% < 40 mu m) begünstigt wird, wobei der zu wählende Massenanteil in Bezug zu setzen ist auf den C3A-Anteil des verwendeten, schnellhärtenden Portlandzement-Klinkers, wobei bei voll ständiger Bindung der Sulfatphase im Ettringit 100 Teile CaSO4 ca. 66 Teile C3A erfordern.
3. die Abbindezeitregelung durch Additive erreicht wird, bestehend aus z.B. Aluminiumsulfat oder Aluminiumhydroxid und Verzögerern wie Hydroxycarbonsäuren, Aminosäuren, Eiweisshydrolysate, tierischer Leim und deren Kombinationen in der Grössenordnung zwischen 0 bis 3%.
4. die Abbindeschwindung des Portlandzementklinkers durch den Zusatz von niedrigmolekularem Polyglykol zwischen 0 bis 0,5% verringert wird.
5. die charakteristischen Putz- und Mörteleigenschaften erreicht werden durch den Zusatz von Celluloseether, Stärkeether, Tensiden, Verflüssigern auf Melamin-Formaldehydbasis, Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Basis oder Lignin-Sulfonat-Basis, Entschäumern und Hydrophobierungsmitteln auf Stearat- oder Oleat-Basis in der Grössenordnung zwischen 0 bis 1%.
(Alle %-Angaben sind Massen-%).
Erfindungswesentlich ist, dass es sich um einen schnell härtenden (Portland-)Zement-Klinker handelt, ohne oder nur mit geringen CaSO4-Anteilen, einer reaktiven CaSO4-Verbindung, die zusammen mit dem C3A-Anteil des (Portland-)Zement-Klinkers eine gezielte Ettringitbildung bewirkt, sodass die Erhärtungsreaktion des erfindungsgemässen Bindemittels expansiv verläuft (z.B. in der Grössenordnung zwischen 0 bis 0,8 mm/m) und der Hauptanteil des Sulfates im Ettringit in der Erhärtungsphase gebunden wird und der gegebenenfalls verbleibende Anteil auch bei längerfristiger Durchleuchtung zu keiner gefügezerstörenden Sekundärettringit-Bindung führt.
Günstig ist ferner, wenn die Schwindung des schnell härtenden (Portland-)Zement-Klinkers bis zu seiner Austrocknung maximal die Grössenordnung der in der Abbindephase erreichten und durch die Ettringitbildung verursachten Expansion einnimmt, sodass in Summe ein bewegungsneutrales Abbindeverhalten des Bindemittels erreicht wird.
Auf Grund des sehr geringen Anteiles an Calciumsulfat-Dihydrat (Gips) im abgebundenen Zustand des Bindemittels ist das Produkt als wasserfest zu bezeichnen und geeignet für den Einsatz als Bindemittel in Putz- und Estrichmörteln.
Bei der reaktiven CaSO4-Verbindung handelt es sich günstigerweise um einen in einem speziellen Brennverfahren hergestellten REA-Anhydrit, der auf Grund seiner hohen Lösungsreaktion mit der Aluminat-, Aluminatferrit- und Glasphase des Zementes Ettringit mit hoher Stabilität bildet durch ein geringes Überangebot an Calciumsulfatdihydrat.
Beispiel 1 Putzmörtel:
Innenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>14,0<SEP>Massen-% Schnellzement
<tb><SEP>1,0<SEP>Massen-% REA-Anhydrit
<tb><SEP>4,0<CEL AL=L>Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
<tb><SEP>3,0<SEP>Massen-% Perlite 0-1 mm
<tb><SEP>78,0<SEP>Massen-% Feinsand 0-1 mm + Additive
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Wasserfaktor:<SEP>0,30
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Verarbeitungszeit:<SEP>ca. 100-180 Minuten
<tb><SEP>7-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<CEL AL=L>2,20 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZF:<SEP>0,80 N/mm<2>
<tb><SEP>28-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>2,60 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZF:<SEP>1,00 N/mm<2>
<tb></TABLE>
Beispiel 2 Putzmörtel:
Aussenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>18,5<SEP>Massen-% Schnellzement
<tb><SEP>1,5<SEP>Massen-% REA-Anhydrit
<tb><SEP>4,0<CEL AL=L>Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
<tb><SEP>2,5<SEP>Massen-% Perlite 0-1 mm
<tb><SEP>0,1<SEP>Massen-% Oleat
<tb><SEP>73,4<SEP>Massen-% Feinsand 0-2 mm + Additive
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Wasserfaktor:<SEP>0,30
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Verarbeitungszeit:<SEP>ca. 90-150 Minuten
<tb><SEP>7-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>3,1 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZF:<SEP>1,0 N/mm<2>
<tb><SEP>28-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>3,5 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZF:<SEP>1,2 N/mm<2>
<tb></TABLE>
Die Additive für die Beispiele 1 und 2 sind eine Mischung aus
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>0,10%<SEP>Weinsäure
<tb><SEP>0,12%<SEP>Celluloseether
<tb><SEP>0,02%<CEL AL=L>Stärkeether
<tb><SEP>0,04%<SEP>Tenside
<tb><SEP>0,12%<SEP>Polyglykol
<tb><SEP>(Angaben in Massen-%)
<tb></TABLE>
Der Wasserfaktor ist abhängig von der Korngrössenverteilung bzw. von der Art des Zuschlagstoffes.
Der erfindungsgemässe Putzmörtel erreicht eine definierte Abbindezeit, die in weiten Bereichen unabhängig ist vom Putzuntergrund und von der vorherrschenden Temperatur. Herkömmliche Putzmörtel auf Kalk-Zement-Basis sind in ihrer Abbindezeit kaum steuerbar und in sehr starkem Masse abhängig vom Putzuntergrund und der Temperatur. Dies verzögert fallweise die Bearbeitung der Putze nach dem Auftragen auf den Putzuntergrund erheblich, sodass die Leistung abnimmt.
Das nahezu schwindneutrale Verhalten des erfindungsgemässen Bindemittels führt in weiterer Folge nur zu geringen Schwindspannungen, sodass derartige Putze auch auf so genannten "instabilen Putzuntergründen", wie z.B. auf Leichtbauplatten, im Vergleich zu herkömmlichen Kalk-Zement-Putzen, entscheidend weniger risseanfällig sind.
Das erfindungsgemässe Bindemittel eignet sich für die Herstellung eines rissefreien Zementfliessestrichs mit rascher Erhärtung und Austrocknung, bestehend aus einer CaSO4-Verbindung, schnell bindendem (Portland-)Zement, der ohne oder mit Zusatz von aluminatischen Erstarrungsbeschleunigern und durch Weglassen der die Zementabbindung verzögernden Gips-Komponente hohe Frühfestigkeiten erreicht und den speziellen Zusätzen wie Abbindeverzögerer, Verflüssiger, Entschäumer und Mittel, die eine Sedimentation der Zuschlagstoffe reduzieren bzw. verhindern und das Schwinden des Zementes verringern sowie den üblichen Zuschlägen.
Der rasche Erhärtungsverlauf und die kurze Austrocknungszeit der erfindungsgemässen Fliessestrichmasse haben ihre Ursache in der verwendeten Bindemittelkombination und bei höherer Magerung mit silikatischen Zuschlägen, im sehr niedrigen Wasser-Bindemittel-Wert.
Bereits 48 Stunden nach dem Anrühren mit Wasser erreicht die Fliessestrichmasse eine Festigkeit, die eine Belastung entsprechend der planmässig vorgesehenen Grössenordnung zulässt. Nach einer Woche liegt die Festigkeit bei über 90% seiner 28-Tagesfestigkeit und seine Restfeuchtigkeit < 3,5%. Damit ist der erfindungsgemässe Zementfliessestrich bereits nach ca. einer Woche ab der Verlegung geeignet für die Belagsaufbringung.
Der erfindungsgemässe Zementfliessestrich erreicht in der Erhärtungsphase innerhalb von 3 Tagen eine Expansion bis zu 0,8 mm/m und hält diesen Wert über eine Woche konstant. Innerhalb der folgenden 2 bis 4 Wochen ist eine geringe Schwindung erkennbar, die etwa die Grössenordnung der vorangegangenen Expansion erreicht. Zusammen mit dem raschen Aushärtungs- und Trocknungsverlauf der Estrichmasse und ihrer Bewegungscharakteristik ist der erfindungsgemässe Fliessestrich rissefrei und geeignet für den fugenlosen Einbau auch in grösseren Flächeninhalten. Auch der bei zementären (Fliess-)Estrichen bekannte Effekt des so genannten "Aufschüsselns" im Trocknungszeitraum tritt nur in äusserst geringem Ausmass auf und führt zu keiner Qualitätseinbusse.
Von besonderer, erfindungswesentlicher Bedeutung ist der rasche Trocknungsverlauf der Fliessestrichmasse, die zu einer wesentlichen Verkürzung der Bauzeit führt. Während die bisher bekannten Zementfliessestriche auf Basis Portlandzement und insbesondere jene mit höheren Anteilen an Calciumsulfatdihydrat gegenüber herkömmlichen Zementestrichen eine deutlich längere Austrocknungszeit benötigen, erreicht der erfindungsgemässe Zementfliessestrich seine Belagsreife schon nach ca. einer Woche.
Die für den Fliessestricheinbau erforderliche Zeitspanne von > 60 Minuten wird durch die Zudosierung eines geeigneten Verzögerers, z.B. Weinsäure, erreicht. Damit bleibt die Fliessestrichmasse während dieser Zeit flüssig und nivellierfähig.
Als Verflüssiger wird ein auf die Erfordernisse abgestimmtes Melamin-Formaldehydharz verwendet, für eine schaum- und blasenfreie Estrichoberfläche ist die Verwendung eines Antischaummittels erforderlich.
Celluloseether gibt der Fliessestrichmischung die nötige Stabilität und verhindert das die Oberflächenqualität einschränkende "Bluten" im flüssigen Zustand.
Für die Minimierung der chemischen Schwindung des verwendeten, schnell abbindenden Zements ist die Zugabe von Polyglykol vorteilhaft.
(Dünnschicht-)Verbundestriche, als z.B. eine Anwendungsvariante des erfindungsgemässen Fliessestrichs, erreichen eine bessere Haftung zum Betonuntergrund, wenn der Fliessestrichmischung ein Dispersionspulver zugegeben wird.
In den nachfolgenden Beispielen sind Ausführungsformen der Erfindung für Zementfliessestriche näher erläutert. Unter dem Begriff "Additive" ist stets die Mischung
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>0,15% <SEP>Weinsäure
<tb><SEP>0,20% <SEP>Melamin-Formaldehydharz
<tb><SEP>0,12% <CEL AL=L>Polyglykol
<tb><SEP>0,02% <SEP>Celluloseether
<tb><SEP>0,01% <SEP>Antischaummittel
<tb></TABLE>
zu verstehen.
Beispiel 3:
Zementfliessestrich für den schwimmenden Einbau
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>22,0<SEP>Massen-% Schnellzement gemäss Patentanspruch 1
<tb><SEP>1,5<SEP>Massen-% REA-Anhydrit oder alpha-Halbhydrat-Gips
<tb><SEP>0,5<SEP>Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
<tb><SEP>74,0<SEP>Massen-% silikatischer Sand 0-2 mm + Additive
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>Wasserfaktor:<SEP>0,14 / W/B-Faktor: 0,58
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Verarbeitungszeit:<SEP>ca. 2 Stunden
<tb><SEP>7-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<CEL AL=L>32,0 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZ:<SEP>5,8 N/mm<2>
<tb><SEP>28-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>35,0 N/mm<2>
<tb><CEL CB=2 AL=L>- BZ:<SEP>6,2 N/mm<2>
<tb><SEP>Restfeuchtigkeit<SEP>7d:<SEP>3,20% bei 4 cm Estrichdicke bei Normalklima
<tb></TABLE>
Beispiel 4:
Hochwertiger Zementfliessestrich für Verbundausführung,
auch als Dünnschicht-Verbundestrich ab 15 mm Dicke
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>29,0<SEP>Massen-% Schnellzement gemäss Patentanspruch 1
<tb><SEP>2,5<SEP>Massen-% REA-Anhydrit oder alpha-Halbhydrat-Gips
<tb><SEP>0,5<SEP>Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
<tb><SEP>0,5<SEP>Massen-% Dispersionspulver (verbessert die Haftung, aber nicht unbedingt erforderlich)
<tb><SEP>67,5<SEP>Massen-% silikatischer Sand 0-2 mm + Additive
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Wasserfaktor:<SEP>0,16 / W/B-Faktor 0,5
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Verarbeitungszeit:<SEP>ca. 1,5 Stunden
<tb><SEP>7-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<CEL AL=L>38,0 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZ:<SEP>7,5 N/mm<2>
<tb><SEP>28-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>42,0 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZ:<SEP>8,2 N/mm<2>
<tb><SEP>Restfeuchtigkeit <SEP>7d:
<SEP>3,50% bei 4 cm Estrichdicke bei Normalklima
<tb></TABLE>
Die Verwendung von feineren Quarzsanden oder karbonatischen Sanden mit grösserer spezifischer Oberfläche erhöht den Wasserbedarf, reduziert dementsprechend die erreichbare Festigkeit und verlängert die Austrocknungszeit des erfindungsgemässen Zementfliessestrichs.
Beispiel 5 für die Anwendung als schwindungsarmer, schnell bindender Estrich
Im nachstehenden Beispiel sind unter dem Begriff "Additive" folgende Mischungen zu verstehen:
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>0,18%<SEP>Weinsäure
<tb><SEP>0,15%<SEP>Polyglykol
<tb><SEP>0,02%<SEP>Tenside
<tb></TABLE>
Estrichzusammensetzung (Beispiel 5)
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>18,15<SEP>Massen-% Schnellzement gemäss Anspruch 1
<tb><SEP>1,2 <SEP>Massen-% reaktive CaSO4-Verbindung, vorzugsweise REA-Anhydrit
<tb><SEP>0,3<SEP>Massen-% Kalkhydrat
<tb><SEP>80,35<SEP>Massen-% Estrichsand 0-4 mm + Additive
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Wasserfaktor<SEP>0,10 / W/B-Faktor 0,50 (erdfeucht)
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=3
<tb><SEP>Verarbeitungszeit:<SEP>ca. 60-90 Minuten
<tb><SEP>7-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>28,0 N/mm<2>
<tb><SEP>- BZF:<SEP>3,7 N/mm<2>
<tb><SEP>28-Tagesfestigkeit<SEP>- DF:<SEP>29,5 N/mm<2>
<tb><CEL CB=2 AL=L>- BZF:
<SEP>4,5 N/mm<2>
<tb><SEP>Restfeuchtigkeit<SEP>7d:<SEP>2,2% bei 5 cm Estrichdicke bei Normalklima
<tb></TABLE>
Die Zugabe von CaO (Calciumoxyd) oder Ca(OH)2 (Calciumhydroxyd) ist im Fliessestrich nicht erfindungswesentlich, kann aber im Unteranspruch genannt werden. Beim Putzmörtel ist nur Ca(OH)2 zulässig und wird obligatorisch in grösserer Menge verwendet, um die Atmungsaktivität des Putzes zu verbessern.
Eine Röntgen-Differential-Analyse wurde durchgeführt und hat Folgendes ergeben:
Folgende Proben wurden geprüft (alle Angaben in Massen-%)
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>Probe 1: <SEP>Schnellzement "Mobilcrete" der Fa. Leube
<tb><SEP>Probe 2: <SEP>Schnellzement "Mobilcrete" 92,5% + 7,5% reaktiver Anhydrit + 0,05% Weinsäure
(als Verzögerer)
<tb><SEP>Probe 3: <SEP>Schnellzement "Mobilcrete" 91,0% + 7,5% reaktiver Anhydrit + 1,5% Kalkhydrat Ca(OH)2 + 0,05% Weinsäure (als Verzögerer)
<tb></TABLE>
<tb><TABLE> Columns=2
<tb><SEP>Umwandlung C3S und C2S:<SEP>Die Umwandlung von C3S und C2S erfolgt bei den untersuchten Proben unterschiedlich schnell.
<tb><SEP>Probe 1 zeigt den langsamsten Verlauf, gefolgt von Probe 2.
Probe 3 ist bei weitem rascher im hydraulischen Umwandlungsprozess und daher im Erhärtungsverlauf auch wesentlich schneller.
<tb><SEP>Umwandlung C3A:<SEP>Auch hier zeigt sich annähernd das gleiche Ergebnis bezüglich des
Hydrationsverlaufs wie oben. Allerdings wird in den Proben 2 und 3 C3A zusammen mit dem reaktiven Anhydrit zu Ettringit umgewandelt.
Dies ist in den Diagrammen deutlich erkennbar. Besonders beschleunigt wird dieser Prozess durch die Zugabe von Kalkhydrat in Probe 3.
<tb><SEP>Umwandlung CaSO4:<SEP>Wie aus den Diagrammen erkenntlich, ist der reaktive Anhydrit (CaSO4) in Probe 2 nach einer Reaktionszeit von 4 Stunden noch vorhanden,
in Probe 3 (mit Kalkhydrat) hingegen nach 2,5 Stunden schon sehr weit in Ettringit umgewandelt. Wichtig ist, dass nahezu der gesamte Anhydrit im Ettringit gebunden wird und nicht zu Gips hydratisiert.
In beiden
Proben (2 und 3) ist bei vollständigem Abbau des Anhydrites kein Gips-Peak erkennbar.
<tb><SEP>Ettringitbildung:<SEP>In Probe 1 ist verständlicherweise keine Ettringitbildung nachweisbar,
in den Proben 2 und 3 jedoch sehr ausgeprägt. Dies ist erwünscht und führt zu einer Expansion des Bindemittels in der Abbindephase. Die Ettringitbildung ist mit zunehmender Erhärtung abgeschlossen, damit die Raumstabilität gesichert ist.
<tb></TABLE>
Wenngleich bei den obigen Beispielen ein C3A-Anteil zusammen mit der reaktiven CaSO4-Verbindung zur gewünschten Ettringitbildung führte, ist es auch denkbar, den C3A-Anteil durch Aluminiumhydroxid und/oder Aluminiumsulfat ganz oder teilweise zu ersetzen und dass dann diese Verbindungen mit der reaktiven CaSO4-Verbindung zum Ettringit führt.
The invention relates to a fast-curing, cementitious, hydraulic binder with low shrinkage, in particular for plasters and screeds. The invention further relates to a plastering mortar and a screed mortar and to a method for producing the binder.
The object of the invention is essentially a new, fast-curing, low-shrinkage cementitious binder containing a fast-curing (Portland) cement clinker that achieves its high early strength without or only through low CaSO4 components and optionally aluminate accelerators, a reactive CaSO4 -Compound, preferably from flue gas desulfurization, special additives that regulate the setting time and reduce the setting rate of the faster-curing (Portland) cement clinker.
A binder containing cement, alpha-calcium sulfate hemihydrate and other additives is known for example from DE OS 2 436 365. It is a fast-setting cement mixture of high strength, with the aim of long-term strength. A Portland cement containing only very small amounts of tricalcium aluminate is to be used as cement, since the tricalcium aluminate in the Portland cement sometimes reacts very slowly and forms ettringite with the sulfate of the gypsum. However, the ettringite causes the volume of the set cement to increase when it is formed. This causes reduced strength, cracking, chipping and even crumbling of the hardened cement mass.
According to this prior art, therefore, only Portland cement should be used which contains not more than 7% by mass, preferably not more than 5% by mass, of tricalcium aluminate. Furthermore, this Portland cement is said to contain only very small amounts of tetracalcium aluminate ferrite. The binders generally contain 5 to 50% by mass of Portland cement, 49 to 94% by mass of calcium sulfate hemihydrate and approx. 1% by mass of fluidizing or dispersing agents. It is also mentioned that in certain cases setting retarders can also be added. A closer examination of these binders has shown that, although a longer lasting strength can be achieved, these mixtures also lose their resistance under prolonged and intensive exposure due to the formation of ettringite.
From DE-OS 2 222 490 a fast-curing casting mixture of high density with an extended processing time and quick curing capacity is known, which contains calcium sulfate hemihydrate as the main component, Portland cement as the secondary component, a setting retarder and a plasticizer. Although these casting mixtures can be easily produced and processed, it is to be expected that they will show the known signs of decomposition when later exposed to moisture and strong temperature fluctuations, especially since apparently customary Portland cement has been used.
DE-AS 1 241 330 discloses a process for producing a waterproof binder from gypsum stone, cement and acidic additives, such as diatomaceous earth or other acidic rocks of sedimentary or volcanic origin or acidic slags and ashes, in which the ground gypsum stone is dehydrated in the stove , when or after reaching the hemihydrate level, 10 to 50% by mass of cement are added to the product and the mixture obtained is mixed to a homogeneous state and boiled to a final temperature of 130 to 170 ° C., whereupon the mixture contains any acidic additives Time during the process in a ratio of 4 parts by mass of gypsum to 1 part by mass of the acidic additive (s) are added.
By adding alkali, alkaline earth metal or iron chloride, the temperature of the dehydration of the gypsum can be reduced and an increased yield of alpha hemihydrate can thereby be achieved. This improves the strength of the waterproof three-component binder. Furthermore, it is found that if the aluminate compound content in the cement is high, larger amounts of diatomaceous earth or other acidic additives are required, whereas if the aluminate compound content is low, correspondingly smaller amounts are necessary. The presence of the acidic additives in the three-component binder supposedly protects the gypsum and cement products from the destructive effects of the hydrosulfoaluminate compounds.
The improved water resistance and the other improved properties are attributed in particular to the fact that the ground gypsum stone is boiled together with the cement, with more alpha hemihydrate or more beta hemihydrate being formed, depending on the moisture content.
From DD-PS 78 948, corresponding to AT-PS 303 599, a process for the production of building materials is known, in which 50 to 95 parts by mass of calcium sulfate binder is used with a mixture that is coordinated with one another in such a way that rapid binding of free lime to ettringite is possible. The aim is not to avoid ettringite formation, but to ensure that ettringite forms as quickly as possible and predominantly over the solution phase, so that the well-known and feared driver phenomenon is avoided.
However, studies have shown that even a rapidly formed ettringite contributes to setting and hardening, but with long-term exposure to water and temperature fluctuations leads to the set mixtures cracking, losing their strength and ultimately being destroyed by exposure.
EP 0 427 064 B1 discloses a method for producing a water-resistant binder consisting of 40 to 60% by mass of alpha hemihydrate, 40 to 60% by mass of low-aluminate cement, 3 to 10% by mass, preferably 5 to 8% by mass -% finely divided silica and, if desired, up to 2% by mass of liquefier, retarder and / or accelerator, the alpha hemihydrate being made from flue gas gypsum and having a particle size of 98% <40 μm. The flue gas gypsum preferably has a bedding quantity of at least 250 g according to DIN 1168, a water-gypsum ratio of 0.41 or less with a flow of 21 cm according to DIN 51020. Alpha hemihydrate from natural gypsum must have the same specifications. A particle size should also preferably be 98% <40 μm.
Portland cement HS according to DIN 1164, which has a C3A content of <3%, is preferably used as low-aluminate cement. The waste product from the production of ferro-silicon and / or the hydrochloric acid digestion product of melting chamber granules is preferably used as the finely divided silica. The production of this digestion product and the properties of this digestion product are described in detail in German patent application P 3 922 508.9 (KW-29). Essential to the invention is the use of a low-aluminate cement and finely divided silica so that it can bind the content of free and later released calcium hydroxide, so that no ettringite is formed from the small amounts of aluminate in the cement.
From DE 4 410 130 C1 a crack-free cement floor screed is known, which as a binder is a reactive CaSO4 compound (referred to as "active anhydrite") of 5-25 mass%, Portland cement PZ 375 of 10-40 mass%, customary additives as well as limestone powder surcharges of 1-3 parts by mass to one part by mass of binder mixture. The present invention has set itself the task of developing a low-shrinkage, fast-curing, cementitious binder for use in plastering and screed mortars that are resistant to water (including sulfate-containing water). This object can be achieved surprisingly simply by the binder according to the invention consisting of
a. 85-97% by mass of quick cement with a C3A clinker phase fraction between 4 and 12% by mass (based on the amount of quick cement) and with a maximum CaSO4 mass fraction of 2% (based on the amount of quick cement)
mixed with
b. 3-15 mass% of a reactive, preferably ground CaSO4 compound, namely calcium sulfate anhydrite
and further mixed with
c. Calcium hydroxide (Ca (OH) 2) in a total amount of up to 3% by mass
and optionally mixed with
d. Additives - such as setting retarders, setting accelerators, plasticizers, anti-foaming agents and / or anti-sedimentation agents and anti-shrinking agents - in a total amount of a maximum of 4% by mass.
A variant in which
1. The cement portion consists of 85 to 95% by mass of a fast-curing Portland cement clinker, which receives a high early strength without or only through low SO3 portions and possibly aluminate setting accelerators, the C3A portion of which is> 7% (must be defined ) and the degree of grinding corresponds to a Blaine value> 3500 cm <2> / g.
2. The sulfate component consists of 6 to 15% by mass of a reactive CaSO4 compound, preferably anhydrite or alpha hemihydrate from the flue gas desulfurization, the rapid solution reaction of which due to its particle sizes of 50% <20 μm (98% <40 μm) is favored, whereby the mass fraction to be selected is related to the C3A fraction of the fast-curing Portland cement clinker used, whereby 100 parts CaSO4 require approx. 66 parts C3A if the sulfate phase is completely bound in the ettringite.
3. the setting time control is achieved by additives, consisting of e.g. Aluminum sulfate or aluminum hydroxide and retarders such as hydroxycarboxylic acids, amino acids, protein hydrolyzates, animal glue and their combinations in the order of magnitude between 0 and 3%.
4. The setting shrinkage of the Portland cement clinker is reduced by the addition of low molecular weight polyglycol between 0 to 0.5%.
5. The characteristic cleaning and mortar properties are achieved by the addition of cellulose ether, starch ether, surfactants, plasticizers based on melamine-formaldehyde, naphthalenesulfonic acid-formaldehyde-based or lignin-sulfonate-based, defoamers and water repellents based on stearate or oleate On the order of 0 to 1%.
(All% figures are mass%).
It is essential to the invention that it is a fast-curing (Portland) cement clinker, without or only with a small proportion of CaSO4, a reactive CaSO4 compound, which together with the C3A portion of the (Portland) cement clinker Targeted formation of ettringite causes the hardening reaction of the binder according to the invention to be expansive (for example in the order of magnitude between 0 and 0.8 mm / m) and the majority of the sulfate in the ettringite to be bound in the hardening phase and the remaining part, if any, to none at all in the long-term fluoroscopy structure-destroying secondary ring ringite bond.
It is also favorable if the shrinkage of the fast-curing (Portland) cement clinker until it dries out is at most of the order of magnitude of the expansion achieved in the setting phase and caused by the formation of ettringite, so that in total a movement-neutral setting behavior of the binder is achieved.
Due to the very low proportion of calcium sulfate dihydrate (gypsum) in the set state of the binder, the product can be described as waterproof and suitable for use as a binder in plaster and screed mortars.
The reactive CaSO4 compound is favorably a REA anhydrite produced in a special combustion process, which due to its high solution reaction with the aluminate, aluminate ferrite and glass phase of the cement forms ettringite with high stability due to a small excess supply of calcium sulfate dihydrate.
Example 1 plastering mortar:
Interior light plaster based on lime-cement
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 14.0 <SEP> mass% quick cement
<tb> <SEP> 1.0 <SEP> mass% REA anhydrite
<tb> <SEP> 4.0 <CEL AL = L> mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
<tb> <SEP> 3.0 <SEP>% by mass Perlite 0-1 mm
<tb> <SEP> 78.0 <SEP> mass% fine sand 0-1 mm + additives
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Water factor: <September> 0.30
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Processing time: <September> ca. 100-180 minutes
<tb> <SEP> 7-day strength <SEP> - DF: <CEL AL = L> 2.20 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZF: <SEP> 0.80 N / mm <2>
<tb> <SEP> 28-day strength <SEP> - DF: <SEP> 2.60 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZF: <SEP> 1.00 N / mm <2>
<Tb> </ TABLE>
Example 2 plastering mortar:
Exterior light plaster based on lime-cement
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 18.5 <SEP> mass% quick cement
<tb> <SEP> 1.5 <SEP> mass% REA anhydrite
<tb> <SEP> 4.0 <CEL AL = L> mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
<tb> <SEP> 2.5 <SEP>% by mass Perlite 0-1 mm
<tb> <SEP> 0.1 <SEP> mass% oleate
<tb> <SEP> 73.4 <SEP> mass% fine sand 0-2 mm + additives
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Water factor: <September> 0.30
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Processing time: <September> ca. 90-150 minutes
<tb> <SEP> 7-day strength <SEP> - DF: <SEP> 3.1 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZF: <SEP> 1.0 N / mm <2>
<tb> <SEP> 28-day strength <SEP> - DF: <SEP> 3.5 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZF: <SEP> 1.2 N / mm <2>
<Tb> </ TABLE>
The additives for Examples 1 and 2 are a mixture of
<tb> <TABLE> Columns = 2
<Tb> <September> 0.10% <September> tartaric acid
<Tb> <September> 0.12% <September> cellulose ethers
<tb> <SEP> 0.02% <CEL AL = L> starch ether
<Tb> <September> 0.04% <September> Surfactants
<Tb> <September> 0.12% <September> polyglycol
<tb> <SEP> (data in mass%)
<Tb> </ TABLE>
The water factor depends on the grain size distribution or the type of aggregate.
The plastering mortar according to the invention achieves a defined setting time, which is largely independent of the plaster base and the prevailing temperature. Conventional lime-cement-based plastering mortars can hardly be controlled in their setting time and depend to a large extent on the plaster base and the temperature. In some cases, this considerably delays the processing of the plasters after application to the plaster base, so that the performance decreases.
The almost shrink-neutral behavior of the binder according to the invention subsequently only leads to low shrinkage stresses, so that such plasters can also be used on so-called "unstable plaster substrates", e.g. on lightweight building boards are significantly less susceptible to cracking compared to conventional lime-cement plasters.
The binder according to the invention is suitable for the production of a crack-free cement floor screed with rapid hardening and drying out, consisting of a CaSO4 compound, fast-binding (Portland) cement, without or with the addition of aluminatic setting accelerators and by omitting the gypsum component which delays the setting of the cement high early strengths and special additives such as setting retarders, plasticizers, defoamers and agents that reduce or prevent sedimentation of the aggregates and reduce the shrinkage of the cement, as well as the usual aggregates.
The rapid hardening process and the short drying time of the liquid screed composition according to the invention are due to the binder combination used and, in the case of higher emaciation, with silicate additives, in the very low water-binder value.
As soon as 48 hours after mixing with water, the self-leveling screed mass reaches a strength that allows a load in accordance with the planned order of magnitude. After a week, the firmness is over 90% of its 28-day firmness and its residual moisture <3.5%. Thus, the cement floor screed according to the invention is suitable for the covering application already after approximately one week from the laying.
The cement floor screed according to the invention reaches an expansion of up to 0.8 mm / m within 3 days in the hardening phase and keeps this value constant over a week. A slight shrinkage can be seen within the following 2 to 4 weeks, which is roughly on the order of magnitude of the previous expansion. Together with the rapid hardening and drying process of the screed mass and its movement characteristics, the liquid screed according to the invention is crack-free and suitable for seamless installation even in larger areas. The known effect of so-called "pouring" on cementitious (flowing) screeds in the drying period only occurs to an extremely small extent and does not lead to any loss in quality.
Of particular importance to the invention is the rapid drying process of the liquid screed mass, which leads to a significant reduction in the construction time. While the previously known cement floor screeds based on Portland cement and in particular those with higher proportions of calcium sulfate dihydrate require a significantly longer drying time than conventional cement screeds, the cement floor screed according to the invention reaches its maturity after only one week.
The time required for installing the screed of> 60 minutes is determined by adding a suitable retarder, e.g. Tartaric acid. The liquid screed mass remains liquid and levelable during this time.
A melamine-formaldehyde resin tailored to the requirements is used as the plasticizer, and an anti-foam agent is required for a foam- and bubble-free screed surface.
Cellulose ether gives the liquid screed mixture the necessary stability and prevents the "bleeding" in the liquid state which limits the surface quality.
The addition of polyglycol is advantageous to minimize the chemical shrinkage of the quick-setting cement used.
(Thin-layer) composite screeds, e.g. An application variant of the self-leveling screed according to the invention achieve better adhesion to the concrete substrate if a dispersion powder is added to the self-leveling screed mixture.
In the following examples, embodiments of the invention for cement floor screeds are explained in more detail. The term "additives" is always the mixture
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 0.15% <SEP> tartaric acid
<tb> <SEP> 0.20% <SEP> melamine-formaldehyde resin
<tb> <SEP> 0.12% <CEL AL = L> polyglycol
<tb> <SEP> 0.02% <SEP> cellulose ether
<tb> <SEP> 0.01% <SEP> anti-foaming agent
<Tb> </ TABLE>
to understand.
Example 3:
Cement floor screed for floating installation
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 22.0 <SEP>% by mass quick-setting cement according to claim 1
<tb> <SEP> 1.5 <SEP> mass% REA anhydrite or alpha hemihydrate gypsum
<tb> <SEP> 0.5 <SEP> mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
<tb> <SEP> 74.0 <SEP>% by mass silicate sand 0-2 mm + additives
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> water factor: <SEP> 0.14 / W / B factor: 0.58
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Processing time: <September> ca. 2 hours
<tb> <SEP> 7-day strength <SEP> - DF: <CEL AL = L> 32.0 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZ: <SEP> 5.8 N / mm <2>
<tb> <SEP> 28-day strength <SEP> - DF: <SEP> 35.0 N / mm <2>
<tb> <CEL CB = 2 AL = L> - BZ: <SEP> 6.2 N / mm <2>
<tb> <SEP> residual moisture <SEP> 7d: <SEP> 3.20% with 4 cm screed thickness in normal climate
<Tb> </ TABLE>
Example 4:
High quality cement floor screed for composite construction,
also as a thin-layer composite screed from 15 mm thickness
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 29.0 <SEP>% by mass quick-setting cement according to claim 1
<tb> <SEP> 2.5 <SEP> mass% REA anhydrite or alpha hemihydrate gypsum
<tb> <SEP> 0.5 <SEP> mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
<tb> <SEP> 0.5 <SEP>% by mass of dispersion powder (improves adhesion, but not absolutely necessary)
<tb> <SEP> 67.5 <SEP>% by mass silicate sand 0-2 mm + additives
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<tb> <SEP> water factor: <SEP> 0.16 / W / B factor 0.5
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Processing time: <September> ca. 1.5 hours
<tb> <SEP> 7-day strength <SEP> - DF: <CEL AL = L> 38.0 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZ: <SEP> 7.5 N / mm <2>
<tb> <SEP> 28-day strength <SEP> - DF: <SEP> 42.0 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZ: <SEP> 8.2 N / mm <2>
<tb> <SEP> residual moisture <SEP> 7d:
<SEP> 3.50% with 4 cm screed thickness in normal climate
<Tb> </ TABLE>
The use of finer quartz sands or carbonate sands with a larger specific surface increases the water requirement, correspondingly reduces the achievable strength and extends the drying time of the cement floor screed according to the invention.
Example 5 for use as a low-shrinkage, fast-setting screed
In the example below, the term "additives" means the following mixtures:
<tb> <TABLE> Columns = 2
<Tb> <September> 0.18% <September> tartaric acid
<Tb> <September> 0.15% <September> polyglycol
<Tb> <September> 0.02% <September> Surfactants
<Tb> </ TABLE>
Screed composition (example 5)
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> 18.15 <SEP>% by mass quick-setting cement according to claim 1
<tb> <SEP> 1.2 <SEP>% by mass of reactive CaSO4 compound, preferably REA anhydrite
<tb> <SEP> 0.3 <SEP> mass% hydrated lime
<tb> <SEP> 80.35 <SEP>% by mass screed sand 0-4 mm + additives
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<tb> <SEP> water factor <SEP> 0.10 / W / B factor 0.50 (earth-moist)
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 3
<Tb> <September> Processing time: <September> ca. 60-90 minutes
<tb> <SEP> 7-day strength <SEP> - DF: <SEP> 28.0 N / mm <2>
<tb> <SEP> - BZF: <SEP> 3.7 N / mm <2>
<tb> <SEP> 28-day strength <SEP> - DF: <SEP> 29.5 N / mm <2>
<tb> <CEL CB = 2 AL = L> - BZF:
<SEP> 4.5 N / mm <2>
<tb> <SEP> residual moisture <SEP> 7d: <SEP> 2.2% with 5 cm screed thickness in normal climate
<Tb> </ TABLE>
The addition of CaO (calcium oxide) or Ca (OH) 2 (calcium hydroxide) is not essential to the invention in the liquid screed, but can be mentioned in the subclaim. Only Ca (OH) 2 is permitted for plastering mortar and is used in larger quantities to improve the breathability of the plaster.
An X-ray differential analysis was carried out and revealed the following:
The following samples were tested (all data in mass%)
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> Sample 1: <SEP> quick cement "Mobilcrete" from Leube
<tb> <SEP> Sample 2: <SEP> quick cement "Mobilcrete" 92.5% + 7.5% reactive anhydrite + 0.05% tartaric acid
(as a retarder)
<tb> <SEP> Sample 3: <SEP> quick cement "Mobilcrete" 91.0% + 7.5% reactive anhydrite + 1.5% hydrated lime Ca (OH) 2 + 0.05% tartaric acid (as a retarder)
<Tb> </ TABLE>
<tb> <TABLE> Columns = 2
<tb> <SEP> C3S and C2S conversion: <SEP> The conversion of C3S and C2S takes place at different speeds in the samples examined.
<tb> <SEP> Sample 1 shows the slowest course, followed by Sample 2.
Sample 3 is by far faster in the hydraulic conversion process and therefore also much faster in the hardening process.
<tb> <SEP> C3A conversion: <SEP> Here, too, approximately the same result can be seen with regard to the
Hydration course as above. However, in samples 2 and 3, C3A is converted to ettringite together with the reactive anhydrite.
This can be clearly seen in the diagrams. This process is particularly accelerated by the addition of hydrated lime in sample 3.
<tb> <SEP> CaSO4 conversion: <SEP> As can be seen from the diagrams, the reactive anhydrite (CaSO4) is still present in sample 2 after a reaction time of 4 hours,
in sample 3 (with hydrated lime), on the other hand, was converted to ettringite after 2.5 hours. It is important that almost all of the anhydrite is bound in the ettringite and not hydrated to gypsum.
In both
Samples (2 and 3) show no gypsum peak when the anhydrite is completely broken down.
<tb> <SEP> Ettringite formation: <SEP> Understandably, no ettringite formation is detectable in sample 1,
in samples 2 and 3, however, very pronounced. This is desirable and leads to expansion of the binder in the setting phase. The ettringite formation is completed with increasing hardening, so that the spatial stability is ensured.
<Tb> </ TABLE>
Although in the above examples a C3A portion together with the reactive CaSO4 compound led to the desired ettringite formation, it is also conceivable to replace the C3A portion with aluminum hydroxide and / or aluminum sulfate in whole or in part and that these compounds with the reactive CaSO4 Connection leads to ettringite.