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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff sowie Verfahren zu dessen
Herstellung und zu seiner Verwendung.
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Stand der Technik
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Die
in dieser Schrift als „Baustoffe” bezeichneten
Systeme gehören
zu den Gruppen
- • der flächig als Belag auf einen Untergrund
aufzuklebenden Platten (z. B. Boden- oder Wandfliesen, Natursteinplatten,
Verbundkacheln, ...),
- • der
zum aufeinander Schichten bestimmten Steine (z. B. Mauerziegel,
Betonsteine, Leichtbetonelemente, ...) und
- • der
flächig
auf einen Untergrund aufzuklebenden Dämmstoffe (z. B. Wärmedämmplatten
aus PS, Mineralwolle, Blähglas,
...).
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Diese
Systeme haben gemein, dass sie mit zumindest überwiegend mineralischen, mit
Wasser abbindenden Klebstoffen verarbeitet werden. Die verwendeten
Klebstoffe werden auch als Mörtel
bezeichnet. Mörtel
sind mineralische Bindemittel, die bei Zugabe von Wasser hydraulisch
abbinden und damit eine feste Verbindung zwischen Baustoff und Klebestelle
gewährleisten.
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Dem
Stand der Technik zufolge werden die o. g. Baustoffsysteme überwiegend
folgendermaßen verarbeitet:
- • Herstellung
der Baustoffe
- • Herstellung
des Klebstoffs, d. h. des trocken vorgemischten Mörtelpulvers
(im folgenden als Mörtel
bezeichnet)
- • Bereitstellung
der Baustoffe und des Mörtels
auf der Baustelle
- • Anmischen
des Mörtels
mit Wasser
- • Aufbringen
des wässrigen
Mörtels
auf den Untergrund und/oder den Baustoff
- • Positionieren
des Baustoffs
- • Abbinden
des wässrigen
Mörtels
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Diesem
Stand der Technik zufolge wird der Mörtel unabhängig vom zu verklebenden Baustoff
auf der Baustelle bereit gestellt. Die Mörtelmenge muss passend zur
Baustoffmenge beschafft werden, was einen zusätzlichen logistischen Aufwand
erforderlich macht. Der Mörtel
muss mit speziellen Werkzeugen angemischt, zwischengelagert und
zur Verarbeitungsstelle transportiert werden. Beim Anmischen des
Mörtels
wird häufig
Staub frei, der gesundheitliche Schäden verursachen kann. Der angemischte Mörtel muss
mit entsprechenden Werkzeugen aufgebracht werden. Das richtige Mischungsverhältnis mit Wasser
muss eingehalten werden. Das richtige Aufbringen des Mörtels (Menge
und Verteilung) erfordert häufig
Erfahrung (z. B. Dünnbettmörtel bei
Planziegeln, Fliesen legen, Wandarbeiten) und körperliche Kraft (insbesondere über Kopf
Arbeiten, Arbeiten an Wänden).
Mörtelmengen,
die nicht im Verarbeitungszeitraum verbraucht werden, müssen entsorgt
werden. Die Werkzeuge, Lager- und Transportgefäße müssen gereinigt werden.
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Aufgrund
dieser vielfältigen
Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme besteht
ein Bedarf an verklebbaren Baustoffen, die mit geringerem Aufwand
auf der Baustelle verarbeitet werden können.
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Darstellung der Erfindung
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Hier
setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet
ist, liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundwerkstoff bereitzustellen,
der in einfacher, kostengünstiger
und zeitsparender Weise verarbeitet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Verbundwerkstoff gemäß Anspruch
1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Beispielen.
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Der
erfindungsgemäße Verbundwerkstoff besteht
aus einem formstabilen, zumindest eine im wesentlichen ebene Oberfläche aufweisenden
Baustoff und einer fest mit der im wesentlichen ebenen Oberfläche des
Baustoffs verbundenen Mörtelschicht.
Die Mörtelschicht
besteht aus zumindest einem mineralischen Bindemittel und zumindest
einem zwischen 40°C
und 600°C
schmelzenden, wasserlöslichen
oder durch Wasser zersetzbaren Zuschlagstoff.
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Bei
den erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffen
handelt es sich also um kleberbeschichtete Baustoffe, die die zur
Verklebung erforderliche Menge an Mörtel bereits in trockener Form
auf dem Baustoff fixiert haben. Zur Verlegung ist lediglich eine
Befeuchtung mit der zum Abbinden der Mörtelmischung erforderlichen
Menge Wasser nötig.
Der Verbundwerkstoff kann also in denkbar einfacher Weise auf der
Baustelle verarbeitet werden.
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Baustoffe
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden folgende, eine im wesentlichen
ebene Oberfläche
aufweisende Baustoffe eingesetzt:
- • Flächig als
Belag auf einen Untergrund aufzuklebenden Platten,
- • zum
aufeinander Schichten bestimmte Steine (z. B. Mauerziegel, Betonsteine,
Leichtbetonelemente, ...) und
- • flächig auf
einen Untergrund aufzuklebenden Dämmstoffe (z. B. Wärmedämmplatten
aus PS, Mineralwolle, Blähglas,
...).
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Mit
dem Ausdruck „flächig als
Belag auf einen Untergrund aufzuklebenden Platten” sind alle
flächigen
Baustoffe gemeint, die mit zumindest überwiegend mineralischen Bindemitteln
(Mörtel)
auf einem entsprechenden Untergrund verklebt werden können. Insbesondere
fallen unter diese Definition Steine, steinähnliche Baustoffe und Metalle,
die im Bau eingesetzt werden. Beispiele für Platten im Sinne der vorliegenden
Erfindung sind keramische Fliesen, Glasfliesen, Steinzeugplatten,
Natursteinfliesen oder -bruchstücke,
auf textilen Strukturen befestigte Fliesenensembles, Mineral/Kunstharz-Verbundstoffe
(Polymerbeton), Edelstahlfliesen, Gipskartonplatten, Feuchtraumausbauplatten
und Estrichplatten.
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Mit
dem Ausdruck „zum
aufeinander Schichten bestimmte Steine” sind Baustoffe gemeint, die
mit zumindest überwiegend
mineralischen Bindemitteln (Mörtel)
aufeinander verklebt werden. Insbesondere fallen unter diese Definition
Mauerziegel, Betonsteine und Leichtbetonsteine.
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Mit
dem Ausdruck „flächig auf
einen Untergrund aufzuklebende Dämmstoffe” sind alle
flächigen Dammstoffe
gemeint, die mit zumindest überwiegend mineralischen
Bindemitteln (Mörtel)
auf einem entsprechenden Untergrund verklebt werden können. Insbesondere
fallen unter diese Definition Dämmstoffe
aus Kunststoff, Dammstoffe auf mineralischer Basis, Dämmstoffe
auf Basis nachwachsender Rohstoffe und Kombinationen davon. Beispiele
für Dammstoffe
im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Wärmedämmplatten aus Polystyrol, Wärmedämmplatten aus
aufgeschäumten
Duroplasten, Blähglaselemente,
Mineralwollelemente und gepresste Naturfasermatten.
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Mörtel und Kleber
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Bei
dem in dieser Schrift verwendeten Mörtel handelt es sich um zumindest überwiegend
pulverförmige,
mineralische Bindemittel, die durch Zugabe von Wasser abbindefähige Kleber
ergeben.
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Die
eingesetzten mineralischen Bindemittel (Mörtel) stammen bevorzugt aus
den Gruppen Kalk, Zement, Gips und Magnesit. Darüber hinaus können weitere
anorganische und auch organische Bindemittel eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt sind zementbasierte Binder, die wiederum bevorzugt
als pulverförmige
Trockenmischung verwendet werden.
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Zuschlagstoff und Mörtelmischung
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Den
erfindungsgemäßen Mörtelmischungen ist
gemeinsam, dass pulverförmige,
mineralische Bindemittel (Mörtel)
mit speziellen Zuschlagstoffen vermischt werden. Die Zuschlagstoffe
sind wasserlösliche
oder durch Wasser zersetzbare Substanzen, die bei relativ niedrigen
Temperaturen von 40°C
bis 600°C
schmelzen.
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Diese
wasserlöslichen
Zuschlagstoffe stammen bevorzugt aus den Gruppen:
- • organische
Polymere, besonders bevorzugt Polyvinylalkohol, Acryl-Maleinsäure-Copolymere, Poyethylenglykol,
PVPVA
- • Zucker
- • Harnstoff
- • Salze,
ggf. als Hydrate wie z. B. Acetat, Meta-Borat, Ortho-Phosphat, Tartrat
und Sulfat
- • Mono-
und Di-Carbonsäuren,
sowie deren Salze, besonders bevorzugt C12-C22 Fettsäuren, Adipinsäure oder
C8-C13 Di-Carbonsäuren
- • hydrophilisierte
hydrophobe Materialien wie etwa Wachse, langkettige Fettsäuren; Fettsäureamide
und längerkettige
Polyethylenglycole
- • höhere, ggf.
mehrwertige Alkohole
- • Makromoleküle, z. B.
ethoxilierte Fettsäuren oder
Fettalkohole
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Selbstverständlich können auch
Mischungen mehrerer wasserlöslicher,
schmelzbarer Zuschlagstoffe eingesetzt werden.
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Der
Anteil des Zuschlagstoffes bzw. der Zuschlagstoffmischung beträgt 1 bis
20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
Mörtelmischungmasse
(Mörtel
plus Zusatzstoff).
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Insbesondere
eignet sich als thermisch verfestigender Zuschlagstoff im Umfeld
mineralischer Bindemittel (Mörtel)
sehr gut wasserlöslicher
Harnstoff, der unter Umständen
zusammen mit schmelzpunkterniedrigenden Stoffen, wie anorganischen
und organischen Salzen, insbesondere Magnesiumacetat eingesetzt
werden kann. Die Verwendung schmelzpunkterniedrigender Stoffe kann
natürlich auch
bei anderen Zuschlagstoffen vorteilhaft genutzt werden. Der Anteil
der schmelzpunkterniedrigenden Stoffe liegt bevorzugt zwischen 0
und 30 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 10 und 20 Gew.-%, bezogen
auf die Zuschlagstoffmenge.
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Verbund von Mörtelmischung
und Baustoff
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs
umfassend die Schritte
- – Aufbringen einer pulverförmigen Mörtelmischung
auf eine im wesentlichen ebene Oberfläche eines Baustoffs, wobei
die Mörtelmischung aus
zumindest einem mineralischen Bindemittelpulver und zumindest einem
zwischen 40°C
und 600°C
schmelzenden, wasserlöslichen
oder durch Wasser zersetzbaren Zuschlagstoff besteht,
- – Erwärmung der
Mörtelmischung
und des Baustoffs auf mindestens die Erweichungstemperatur des Zuschlagstoffs,
- – Abkühlen des
Verbundwerkstoffs auf Raumtemperatur, wobei sich durch die Erstarrung
des Zuschlagstoffs eine fest mit dem Baustoff verbundene Mörtelschicht
ausbildet.
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Die
aus Mörtel
und Zuschlagstoff bestehende trockene Mörtelmischung wird in diesem
Fall also auf den Baustoff appliziert und über die Schmelztemperatur,
zumindest jedoch auf die Erweichungstemperatur des Zuschlagstoffs
erwärmt.
Durch Schmelzen bzw. Erweichen und Erstarren des Zuschlagstoffs
wird ein Verbund zwischen Baustoff und Mörtelmischung sowie zwischen
den trockenen Pulverkörnern
der Mörtelmischung
untereinander hergestellt. Es bildet sich eine fest mit dem Baustoff
verbundene Mörtelschicht.
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Der
mineralische Binder (Mörtel)
wird zusammen mit dem Zuschlagstoff in einer applikationsspezifischen
Rezeptur trocken vorgemischt und ggf. in einer speziellen Struktur
thermisch auf dem erfindungsgemäßen Baustoff
fixiert. Bei der thermischen Fixierung schmilzt der wasserlösliche Zuschlagstoff auf
und benetzt die anderen Mörtelmischungsbestandteile
und den Baustoff. Beim Erkalten erstarrt der wasserlösliche Zuschlagstoff
wieder. Dabei wird der mineralische Binder (Mörtel) verfestigt und auf dem
Baustoff fixiert. Wesentlich ist dabei, dass der mineralische Binder
(Mörtel)
nicht durch hydraulisches Abbinden mit Wasser, sondern durch den
erstarrten Zuschlagstoff an den Baustoff gebunden ist.
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Der
bei der thermischen Fixierung aufschmelzende Zuschlagstoff kann
gleichmäßig in der Mörtelmischung
verteilt sein. Der Zuschlagstoff kann aber auch bevorzugt in den äußeren Bereichen
der Trockenmörtelmischung
in Form einer stabilisierenden Umhüllung angereichert sein.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs
umfassend die Schritte
- – Erwärmung einer pulverförmigen Mörtelmischung
aus zumindest einem mineralischen Bindemittelpulver und zumindest
einem zwischen 40°C
und 600°C
schmelzenden, wasserlöslichen oder
durch Wasser zersetzbaren Zuschlagstoff auf mindestens die Erweichungstemperatur
des Zuschlagstoffs, wodurch sich eine zähe Mörtelmasse ausbildet,
- – Aufbringen
der zähen
Mörtelmasse
auf eine im wesentlichen ebene Oberfläche eines Baustoffs,
- – Abkühlen des
Verbundwerkstoffs auf Raumtemperatur, wobei sich durch die Erstarrung
des Zuschlagstoffs eine fest mit dem Baustoff verbundene Mörtelschicht
ausbildet.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs
umfassend die Schritte
- – Erwärmung eines eine im wesentlichen
ebene Oberfläche
aufweisenden Baustoffs auf mindestens die Erweichungstemperatur
eines in einer pulverförmigen
Mörtelmischung
enthaltenen Zuschlagstoffs, wobei die Mörtelmischung aus zumindest
einem mineralischen Bindemittelpulver und zumindest einem zwischen
40°C und
600°C schmelzenden,
wasserlöslichen
oder durch Wasser zersetzbaren Zuschlagstoff besteht,
- – Aufbringen
der pulverförmigen
Mörtelmischung auf
die im wesentlichen ebene Oberfläche
des Baustoffs,
- – Abkühlen des
Verbundwerkstoffs auf Raumtemperatur, wobei sich durch die Erstarrung
des Zuschlagstoffs eine fest mit dem Baustoff verbundene Mörtelschicht
ausbildet.
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Zur
Illustration der erfindungsgemäßen Verfahren
werden nachfolgend einige spezielle Varianten von Verfahren zur
Erzeugung der Mörtelschicht auf
einem Baustoff beschrieben. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die genannten speziellen Verfahrensvarianten beschränkt.
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Die
Mörtelmischung
(mineralisches Bindemittel/Mörtel
und Zuschlagstoff) wird mittels einer heißen Metallwalze auf die auf
einem Förderband
vorbei geförderten
Baustoffe ggf. strukturiert aufgebacken. Alternativ zur heißen Walze
kann eine sequentiell arbeitende Presse verwendet werden.
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Der
zusammen mit dem wasserlöslichen
Zuschlagstoff trocken vorgemischte Mörtel (mineralisches Bindemittel/Mörtel gemischt
mit dem Zuschlagstoff) wird erhitzt, bis sich eine zähe Masse
bildet. Diese zähe
Masse wird ggf. strukturiert auf den Baustoff aufgebracht.
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Der
Baustoff wird ggf. strukturiert mit der mit dem wasserlöslichen
Zuschlagstoff versehenen Mörtelmischung
beschichtet. In einem Ofen, im Heißluftstrom oder unter IR bzw.
Mikrowellenbestrahlung wird die Mischung breiartig aufgrund des
Aufschmelzens bzw. Erweichens des Zuschlagstoffs. Nach dem Abkühlen ist
die Mörtelmischung
auf dem Baustoff als Verbund appliziert.
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Der
Baustoff wird strukturiert mit der Mörtel (pulverförmiger mineralisches
Bindemittel/Mörtel)
beschichtet und anschließend
mit einer separaten Schicht des wasserlöslichen Zuschlagstoffes bestreut.
In einem Ofen, im Heißluftstrom
oder unter IR bzw. Mikrowellenbestrahlung wird der Zuschlagstoff aufgeschmolzen.
Nach dem Abkühlen
ist die Mörtelmischung
am Baustoff als Verbund fixiert.
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Die
pulverförmige
Mörtelmischung
(Mörtel plus
Zuschlagstoff) wird auf einem Förderband
vorbei geförderten
heißen
Baustoffe ggf. strukturiert aufgebracht. Die Baustoff können ggf.
noch über
eine Resttemperatur vom Fertigungsprozess (Brennen von Fliesen oder
Ziegeln) besitzen. Die Mörtelmischung
kann aufgestreut, aufgewalzt, aufgepresst, vorgeformt, aufgelegt
oder aufgerakelt werden.
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Zur
Herstellung eines trockenen Mörtelverbundes
auf keramischen Fliesen wird von einer handelsüblichen, trockenen und überwiegend
mineralischen Fliesenkleber Rezeptur (entspricht Mörtel) ausgegangen,
die dann mit dem Zuschlagstoff zur Darstellung der Mörtelmischung
vermischt wird.
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Zur
Herstellung eines trockenen Mörtelverbundes
zwischen Mauerziegeln dient ein normgerechter, handelsüblicher
Dünnbettmörtel, der
mit zumindest einem Zuschlagstoff im trockenen Zustand vermischt
wird.
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Zur
Herstellung eines Mörtelverbunds
für Wärmedämmplatten
wird die Trockenmischung eines üblichen
Dämmplattenklebers
mit einem oder mehrerer entsprechender Zuschlagstoffe verwendet.
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Selbstverständlich können die
Basisrezepturen für
die Mörtelmischungen
an die speziellen Bedingungen des Mörtelauftrages, der Wasserzugabe, der
Reifung, des Auftrages und des Abbindens im Rahmen der Erfindung
angepasst werden.
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Struktur der Trockenmörtelschicht
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Die
thermisch verfestigte Mörtelmischung kann
neben einer gleichmäßigen Schichtdicke
applikationsspezifisch vorteilhafte Strukturen aufweisen. Die Struktur
der Mörtelmischung
kann z. B. folgende Aufgaben übernehmen:
- • Wassermenge
dosieren
- • Wasserzutritt
verbessern
- • Ausgleich
von Unebenheiten des Untergrundes ermöglichen
- • Zusammenhalt
der Mörtelmischung
- • Deckeln
löchriger
Strukturen/Überbrücken von Spalten
oder Löchern
- • Verschiedene
bzw. verschiedenartige Mörtelmischungen
räumlich
voneinander trennen
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Bevorzugte
einfache Strukturen sind gleichmäßig dicke
Schichten, versetzt angeordnete Zylinder oder abgeflachte Kugelabschnitte,
Zahn- bzw. Wellenmuster.
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Die
applizierte Schichtdicke der Mörtelmischung
auf den Baustoff beträgt
0,05 bis 30 mm, vorzugsweise 3 bis 15 mm.
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Weiterhin
kann die Flächenbelegung
der Klebefläche
des Baustoffs mit der Mörtelmischung
auch derart gewählt
werden, dass hier ungleichmäßig hohe
Schichtdicken der aufgebackenen Mörtelmischung oder eine unterbrochene,
unvollständige
Belegung entsteht. Grund für
diese ungleichmäßige Ausbildung
der Schichtdicke der aufgebackenen Mörtelmischung ist der damit
erreichbare Höhenausgleich
beim Verlegen des feuchten Baustoff-Mörtelmischungs-Verbundes. Durch
festeres Andrücken
einer nicht vollflächigen
Mörtelmischungsbelegung entsteht
eine dünnere
wässrige
Mörtelmischungsschicht
zwischen Klebestelle und Baustoff als dies bei weniger starker Andrücken der
Fall wäre.
Dieser Höhenausgleich
ist hilfreich bei nicht planparallelen Verlegeflächen.
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Besonders
bevorzugte Strukturen sind solche, in denen beim Übergießen mit
Wasser die zum Abbinden erforderliche Menge Wasser zurückgehalten
wird. Das kann z. B. durch Waben- oder Schiffchenmuster, durch einfache
Vertiefungen in einer gleichmäßigen Schicht
(inverse Noppenstruktur) oder durch axiale Vertiefungen in zylindrischen
Strukturen der applizierten Mörtelmischung
erreicht werden.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines
erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs
bzw. eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Verbundwerkstoffs zur Errichtung von Bauwerken. Der Verbundwerkstoff wird
dabei mit seiner Mörtelschicht
auf eine Oberfläche
des Bauwerks aufgelegt und anschließend zumindest die Mörtelschicht
mit Wasser benetzt, wodurch ein hydraulischer Abbindeprozess initiiert
wird, der zu einer festen Verbindung von Bauwerk und Verbundwerkstoff
führt.
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Die
auf den Baustoff durch Schmelzen und Erstarren applizierte Mörtelmischung
(aufgebackenes mineralisches Bindemittelpulver inkl. Zuschlagstoff)
wird zum Verkleben des Baustoff-Mörtelmischungs-Verbundes mit
Wasser benetzt. Der Zuschlagstoff löst sich in Wasser auf oder
wird darin zersetzt, und es entsteht eine zähviskose Mörtelmischungssuspension, im
folgenden als wässrige
Mörtelmischung
bezeichnet. Der wässrigen
Mörtelmischung
muss zwischen Benetzung und Verklebung ggf. noch etwas Zeit zur
Reifung der Mischung gegeben werden. Der Baustoff mit der wässrigen
Mörtelmischung
lässt sich
nun an die gewünschte
Klebestelle (Boden, Wand, Fassade, etc.) kleben, wobei aufgrund
der Zähigkeit
der wässrigen
Klebemischung ein Verschieben und Korrigieren noch gewährleistet
ist.
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Alternativ
zum beschriebenen Vorgehen kann der Mörtelmischung-Baustoff-Verbund in bestimmten
Ausführungsformen
auch trocken verlegt und anschließend mit der zum Abbinden erforderlichen
Menge Wasser versetzt werden. Dieses Vorgehen kann insbesondere
bei Fliesen, z. B. Mosaikfliesen vorteilhaft sein.
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Die
Wasserzugabe dient weiterhin zum hydraulischen Abbinden und Verfestigen
des mineralischen Bindemittels (Mörtels).
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Die
Benetzung mit Wasser kann z. B. durch Gießen, Tauchen oder Sprühen erfolgen.
Die Dosierung der zugesetzten Menge an Wasser kann u. a. durch Abmessen,
durch eine bestimmte Kleberstruktur, durch bestimmte Additive zum
Trockenmörtel oder
mittels bestimmter Vorrichtungen erfolgen.
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Besonders
bevorzugt ist die Zugabe von Wasser mittels Übergießen und Rückhalten der geeigneten Wassermenge
in der Mörtelmischungsstruktur.
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Ebenfalls
bevorzugt ist der Zusatz von Polyacrylat zur Mörtelmischung. Die Wasserzugabe
kann dann durch kurzes Eintauchen der Mörtelmischung in Wasser oder
kurzes Übergießen der
Mörtelmischung mit
Wasser erfolgen.
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Neben
der Fixierung der Mörtelmischung
auf dem Baustoff ist es die Aufgabe des Zuschlagstoffes bei Wasserzutritt
die Verteilung des bei der Verarbeitung benötigten Wassers in den Mörtel hinein
zu regulieren, sodass eine durch die ganze Schicht hindurch, homogene
Masse entstehen kann. Der wasserlösliche Zuschlagstoff darf die
Eigenschaften des Mörtels
wie z. B. das Abbindeverhalten oder die Endfestigkeit nicht nachteilig
beeinflussen. Ggf. müssen die
veränderten
Eigenschaften durch spezielle Additive wie z. B. Abbindebeschleuniger
oder -verzögerer wieder
eingestellt werden. Des weiteren kann der Zusatz typischer Mörtelzuschläge wie z.
B. Viskositätsmodifizierer,
organische Bindemittel für
die Verarbeitung vorteilhaft sein.
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Zur
Verteilung des Wassers im Mörtel,
aber auch zur Stabilisierung des feuchten Mörtels eignet sich die Zugabe
faserförmiger
Komponenten zur Mörtelmischung.
Gut geeignet sind Glasfasern, Cellulosefasern und Nylonfasern jeweils
in der Länge von
0,2 bis 50 mm, bevorzugt in der Länge von 1 mm bis 15 mm.
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Die
Verteilung des Wassers und der Reifeprozess können durch Zusatz von Wasser
speichernden Stoffen wie z. B. Stärke, Alkyl-Zellulose (z. B. Methylzellulose),
organische vernetzte Polymere (z. B. Polyacrylate, vernetzte Harze),
Gelatine und Agar verbessert werden. Insbesondere die desintegrierende
Wirkung von mit Wasser stark aufquellender „Superabsorber” (z. B.
aus der Gruppe der Polyacrylate) kann den Wasserzutritt stark verbessern
und so den Reifeprozess des Mörtels
enorm beschleunigen.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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Zur
Illustration der Erfindung und zur detaillierten Beschreibung einiger
besonders bevorzugter Ausführungsformen
werden nachfolgend Ausführungsbeispiele
angeführt.
Es wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die genannten Beispiele
beschränkt
werden soll.
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Beispiel 1: Fliesen-Mörtelmischungs-Verbundmaterial
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Eine
glasierte Feinsteinzeugfliese wird in einem Ofen auf 140°C erhitzt.
Die unglasierte Unterseite, die die Klebefläche des Baustoffs darstellt,
wird mit einer homogenen Trockenmörtelmischung, bestehend aus
85 Gew.-% Flex-Fliesenkleber (= Mörtel), 10 Gew.-% Harnstoff
(Zuschlagstoff 1) und 5 Gew.-% D-Glukose (= Zuschlagstoff 2), vollflächig und
gleichmäßig bis
zu einer Mörtelmischungsschichtdicke
von 4 mm durch Aufstreuen und leichtes Andrücken der Pulverschüttung beschichtet.
Anschließend
wird die Fliese mit der aufgestreuten Mörtelmischung wieder auf Raumtemperatur
abgekühlt. Es
entsteht der Fliese-Mörtel-Verbundwerkstoff,
der sich durch eine harte, gut haftende Mörtelschicht auf der unglasierten
Unterseite der Fliese auszeichnet.
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Durch
die Wärmeeinwirkung
der vorgeheizten Fliese schmelzen die Zuschlagstoffe Harnstoff und
D-Glukose auf und verbinden beim Abkühlen zum einen die Flex-Fliesenkleber Pulverteilchen
miteinander und zum anderen den Flex-Fliesenkleber mit der Unterseite
der Fliese.
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Zum
Aktivieren des hydraulischen Abbindevorgangs des Mörtels (Flex-Fliesenkleber) wird
der erfindungsgemäße Fliese-Mörtel-Verbundwerkstoff komplett
für ca.
eine Sekunde in Wasser getaucht. Es entsteht eine zähviskose,
wässrige
Mörtelschicht
auf der unglasierten Unterseite der Fliese. Die Fliese wird direkt
anschließend
auf einen Zementuntergrund verlegt.
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Die
Zeit zum hydraulischen Abbinden des Mörtels verlängert sich gegenüber dem
nicht additivierten Mörtel
um ca. 20–40%.
Die Haftfestigkeit und die Endhärte
der abgebunden Mörtelschicht
ist vergleichbar zu einer Verlegung mit einem herkömmlichen
Mörtel
ohne Zuschlagstoff.
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Nach
ca. 24 Stunden kann der Belag mit konventionellem Fugenmaterial
verfugt werden.
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Prinzipiell
können
auf diese Art alle plattenförmigen
Baustoffe wie z. B. Fliesen, Spaltplatten, Naturstein oder Kacheln
aber auch wärmestabile Dammstoffe
verlegt werden. Lediglich die Bewässerungsart und die Wassermenge
kann sich unterscheiden. So wird bei der Verwendung von Fliesen
mit porösen
Scherben (z. B. Innenraumfliesen für die Wand) etwas mehr Wasser
zur Herstellung der zähviskosen
wässrigen
Mörtelmischung
benötigt.
Bei einem Dämmstoff-Mörtel-Verbundwerkstoff
sollte zum Initiieren des hydraulischen Abbindeprozesses das Wasser
nicht durch Eintauchen des gesamten Verbundmaterials, sondern eher
durch Besprühen
der Mörtelmischungsschicht
bereitgestellt werden.
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Beispiel 2: Fliesen-Mörtelmischungs-Verbundmaterial
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Plan
geschliffene, unregelmäßig geformte Marmorstücke mit
einer Stärke
von 8 mm werden auf einem löchrigen
Förderband
zu einem monolagigen, flächendeckenden
Muster gelegt, wobei zwischen den einzelnen Steinen Abstände von
3 bis 6 mm eingehalten werden. Die Steinschicht wird kontinuierlich mit
einem Polyestergewirk mit einer Maschenweite von 3 mm überdeckt
und mit einer trockenen Mischung aus 88 Gew.-% Flex-Fliesenkleber,
10 Gew.-% Harnstoff und 2 Gew.-% Magnesiumacetat Tetrahydrat 4 mm
hoch bestreut. Das zwischen die Steine fallende Mörtelmischungspulver
fällt durch
die löchrige
Struktur des Förderbandes
und kann wieder verwendet werden. Die textil bedeckten und mit Mörtelmischung
bestreuten Steine werden durch einen Tunnelofen bei 180°C gefördert und
anschließend wieder
auf Raumtemperatur abgekühlt.
Nach dieser Behandlung ist die Mörtelmischung
mit dem Textil und den Steinen verbacken.
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Der
Stein-Textil-Mörtel-Verbundwerkstoff wird
trocken mit der Mörtelseite
nach unten auf einem Zementuntergrund verlegt und anschließend mit
soviel Wasser übergossen,
dass der Wasserstand kurzfristig die Mörtelmischung vollständig bedeckt.
Nach etwa 2 bis 5 Minuten Reifezeit werden die Steine leicht gegen
den Untergrund fest gedrückt.
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Die
Zeit zum hydraulischen Abbinden des Mörtels verlängert sich gegenüber dem
nicht additivierten Mörtel
um ca. 20–40%.
Die Haftfestigkeit und die Endhärte
der abgebunden Mörtelschicht
ist vergleichbar zu einer Verlegung mit einem herkömmlichen
Mörtel
ohne Zuschlagstoff.
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Nach
ca. 24 Stunden kann der Belag mit konventionellem Fugenmaterial
verfugt werden.