DE102020118429A1

DE102020118429A1 - building material mixture

Info

Publication number: DE102020118429A1
Application number: DE102020118429.8A
Authority: DE
Inventors: Alfred Oberender
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mörtelmischung beinhaltend ein anorganisches mineralisches Bindemittel, eine anorganische Körnung und ein organisches Additiv, wobei das Bindemittel Gips, Kalk oder Zement, die Körnung zerkleinertes Glas und dass das Additiv Cellulose, Fette, Zucker und andere Störstoffe sind.The present invention relates to a mortar mixture containing an inorganic mineral binder, an inorganic granulate and an organic additive, the binder being gypsum, lime or cement, the granulate being crushed glass and the additive being cellulose, fats, sugar and other impurities.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mörtelmischung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mortar mixture according to the preamble of claim 1.

Eine Mörtelmischung, wie sie üblicherweise verwendet wird, weist mindestens ein Bindemittel wie beispielsweise Zement, Kalk und/oder Gips, eine Gesteinskörnung sowie Wasser und gegebenenfalls noch ein oder mehrere Additive auf, welche die physikalischen Eigenschaften der Mörtelmischung verbessern.A mortar mixture, as is commonly used, has at least one binder such as cement, lime and/or gypsum, aggregate and water, and optionally one or more additives that improve the physical properties of the mortar mixture.

Nachteilig bei der Gewinnung, Herstellung und Verwendung von Gesteinskörnungen ist der zunehmend starke Eingriff in die Natur und deren Ausbeutung, die zu einer baldig zu erwartenden Erschöpfung der Ressourcen führt, der vergleichsweise hohe Aufwand, der zu deren Herstellung aus dem gewonnenen Gesteinsmaterial aufgebracht werden muss und das Fehlen inhärenter (anhaftender) Eigenschaften, welche die Zugabe von Additiven erforderlich macht.A disadvantage of the extraction, production and use of aggregates is the increasingly strong interference with nature and its exploitation, which leads to an expected exhaustion of resources soon, the comparatively high effort that has to be expended for their production from the extracted rock material and the lack of inherent (adherent) properties that necessitate the addition of additives.

In Zeiten zunehmender Rohstoffknappheit und einem immer größer werdenden Aufwand zur Gewinnung von Rohstoffen rückt die Verwendung von Recycling-Material immer mehr in den Vordergrund. Gerade in der Bauwirtschaft unter Berücksichtigung der aktuellen Gesetzgebung ist das Ziel die Recyclingquote zu erhöhen. Dies soll nicht nur durch die gesteigerte Wiederverwendung alter Baumaterialien, sondern auch durch Verwendung von Materialien aus anderen Industrie- / Recyclingbereichen erreicht werden.In times of increasing scarcity of raw materials and an ever-increasing effort to extract raw materials, the use of recycling material is becoming more and more important. Especially in the construction industry, taking into account the current legislation, the goal is to increase the recycling rate. This should not only be achieved through the increased reuse of old building materials, but also through the use of materials from other industrial/recycling areas.

Das Ziel dieser Erfindung ist die Verwendung von Recyclingmaterial/ Körnungen für Mörtel als Alternative zu Gesteinskörnungen.The aim of this invention is the use of recycled material/granules for mortar as an alternative to aggregates.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei beinhaltet die Mörtelmischung Gips als Bindemittel, zerkleinertes Glas als Körnung und Cellulose als Additiv.This object is solved by the features of claim 1. The mortar mixture contains gypsum as a binder, crushed glass as a grain and cellulose as an additive.

Altglas ist ein gesammelter Abfallstoff aus unterschiedlichen Einsatzbereichen (z.B. Behälterglas, Flachglas, Industrieglas, techn. Glas, Spezialglas, usw.), der in bestimmten Glasaufbereitungsanlagen recycelt also für eine Wiedereinschmelzung und Neuglasgewinnung sortiert und ggf. auch gereinigt wird.Waste glass is collected waste material from different areas of application (e.g. container glass, flat glass, industrial glass, technical glass, special glass, etc.), which is recycled in certain glass processing plants, i.e. sorted for remelting and new glass production and, if necessary, also cleaned.

Restglas (Recycling-Abfallglas) ist in dieser Unterlage definiert als das beim Recyclingprozess zerkleinerte Glasmaterial, das nach der Altglasaufbereitung (Altglas-Recycling) heute in den Glasaufbereitungsanlagen nicht mehr in den Glasschmelzöfen zur Herstellung von Neuglas kommt (= kleinste Glaspartikel bis zu Staubgröße (Feinkorn bis Glassand/-grieß und Mehlkorn), KSP (Keramik-, Steine- und Porzelananteile), Organikanteile, Metalle, Kunststoffe und andere Störstoffe), da dieses Material den Schmelzprozess und die Qualität des Glases negativ beeinflussen würden). Nach heutigem Stand der Altglasaufbereitungstechnik wäre eine weitere Altglasaufbereitung entweder techn. nicht mehr möglich oder zu kostenintensiv (geringe Recyclingglasgewinnung bei hohem techn. und zeitlichem Aufwand).Residual glass (recycling waste glass) is defined in this document as the glass material that is crushed during the recycling process and that, after used glass processing (used glass recycling), is no longer used in the glass processing plants for the production of new glass (= smallest glass particles down to dust size (fine grain to glass sand/grit and fine grains), KSP (ceramic, stone and porcelain parts), organic parts, metals, plastics and other impurities), since this material would have a negative effect on the melting process and the quality of the glass). According to the current state of waste glass processing technology, further waste glass processing would either be technical. no longer possible or too expensive (little recycling glass production with high technical and time expenditure).

Dieses Restglas wird entweder anderen Alternativverwertungen (z.B. Schaumglasindustrie) oder einer finalen Entsorgung (Deponie oder thermische Entsorgung) zugeführt.This residual glass is either sent to other alternative uses (e.g. foam glass industry) or to final disposal (landfill or thermal disposal).

Das im Rahmen der Glasaufbereitung durch Recycling wiedergewonnene „aufbereitete Altglas“ wird dem Glasschmelzprozess wieder zugeführt um neue Glasprodukte herzustellen. Es wäre auch theoretisch möglich dieses Glas alternativ in den Mörtelmischungen zu verwenden, was aber derzeit dem Sinn des Recyclinggedankens nicht entspräche und aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll wäre.The "processed used glass" recovered through recycling as part of the glass processing is fed back into the glass melting process to produce new glass products. It would also be theoretically possible to use this glass as an alternative in the mortar mixtures, but this would not correspond to the spirit of recycling at the moment and would not make sense from an economic point of view.

Die erfindungsgemäße Mörtelmischung weist gegenüber dem Stand der Technik die Vorteile auf, dass das die verwendete Körnung (Rest-)Glas neben den geforderten, zum üblichen verwendeten Körnungen aus Stein äquivalenten, physikalischen Eigenschaften noch weitere Eigenschaften aufweist, welche die Herstellung und Verwendung von Mörtel positiv beeinflussen und dessen physikalischen Eigenschaften verbessern (z.B.: Biege-/Zugfestigkeit oder Verzahnungs-/ Haftzugfestigkeit).The mortar mixture according to the invention has the advantage over the prior art that the used granulation (residual) glass has, in addition to the required physical properties equivalent to the commonly used granulations of stone, other properties which make the production and use of mortar positive affect and improve its physical properties (e.g. flexural/tensile strength or toothing/adhesion strength).

Weitere Verbesserungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Glas aus allen heute verwendeten Einsatzgebieten (z.B.: Behälterglas, Frontglas, Bleiglas, techn. Glasvarianten, usw.) besteht.Further improvements emerge from the features of the subclaims. In a first embodiment of the invention, it can be provided that the glass consists of all areas of use used today (e.g.: container glass, front glass, lead glass, technical glass variants, etc.).

Das Glas kann auch klare und / oder opale und / oder farbige Körnungen aufweisen.The glass can also have clear and/or opal and/or colored grains.

Vorteilhafterweise besteht das Glas der Mörtelmischung aus einer gleichanteiligen Mischung von Glassand mit einem Anteil an Mehl- und Feinkorn im Bereich zwischen 50 % und 65 %, vorzugsweise 58 %, sowie einem Überkornanteil im Bereich zwischen 10 % und 20 %, vorzugsweise 14 %, und einem Glassand mit einem Anteil an Mehl- und Feinkorn im Bereich zwischen 35 % und 50 %, vorzugsweise 42 %, sowie einem Überkornanteil im Bereich zwischen 20 % und 30 %, vorzugsweise 24 %.Advantageously, the glass of the mortar mixture consists of an equal mixture of glass sand with a proportion of flour and fine grain in the range between 50% and 65%, preferably 58%, and an oversize fraction in the range between 10% and 20%, preferably 14%, and a glass sand with a proportion of flour and fine grain in the range between 35% and 50%, preferably 42%, and an oversize fraction in the range between 20% and 30%, preferably 24%.

Glassand1 • Mehl- und Feinkornanteil 50 - 65 % vorzugsweise 58 % • Überkornanteil und 10-20% vorzugsweise 14 % Glassand2 • Mehl- und Feinkornanteil 35 - 50 % vorzugsweise 42 % • Überkornanteil 20 - 30 % vorzugsweise 24 % glass sand1 • Flour and fine grain content 50-65% preferably 58% • Oversize fraction and 10-20% preferably 14% glass sand2 • Flour and fine grain content 35-50% preferably 42% • Oversize fraction 20-30% preferably 24%

Der Gipsanteil der Mörtelmischung kann nach DIN EN 13279 Teil 1: 2008-11 unter 50 % oder 50 % und mehr enthalten.The gypsum content of the mortar mixture can DIN EN 13279 Part 1: 2008-11 less than 50% or 50% and more.

Die Mörtelmischung kann Cellulose mit einem Anteil im Bereich zwischen 0,5 % und 5 % oder mehr, vorzugsweise, 1,38 %, enthalten. Die Cellulose kommt teilweise in Form von Papier, vorzugsweise Altpapier, aus der Trennung der Etiketten in der Altglasaufbereitung und Fehlwürfe bei den Altglassammlungen.The mortar mixture may contain cellulose in an amount ranging between 0.5% and 5% or more, preferably 1.38%. The cellulose comes partly in the form of paper, preferably waste paper, from the separation of the labels in the waste glass processing and discards in the waste glass collection.

Die Mörtelmischung kann außerdem Zucker (aus den organischen Reststoffen im Altglas) mit einem Anteil im Bereich zwischen 0,1 % und 0,5 % oder mehr, vorzugsweise 0,3 %, enthalten. Es wurde festgestellt, dass Gips durch einen Anteil an Zucker nicht in seiner Bindefähigkeit oder der Bindegeschwindigkeit nachteilig beeinflusst wird.The mortar mixture can also contain sugar (from the organic residues in the waste glass) in a proportion in the range between 0.1% and 0.5% or more, preferably 0.3%. It was found that gypsum is not adversely affected in its binding ability or the binding speed by a proportion of sugar.

Die Mörtelmischung kann weiterhin einen Luftporengehalt von 10 % plus / minus 2 % aufweisen.The mortar mixture can also have an air void content of 10% plus/minus 2%.

Das Glas kann mit einem Anteil an Fett und / oder Öl von 0 % bis 1 % bereitgestellt sein.The glass can be provided with a fat and/or oil content of 0% to 1%.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Körnungsverteilung eines ersten Glassandes und
2 eine Körnungsverteilung eines zweiten Glassandes

The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. Show it:

1 a particle size distribution of a first glass sand and
2 a particle size distribution of a second glass sand

Der Herstellung der erfindungsgemäßen Mörtelmischungen gingen weitreichende Forschungen mit einer Reihe von Versuchen unter Verwendung verschiedener Bestandteile voraus, wie sie in üblichen Mörtelmischungen verwendet werden. Dazu gehören unter anderem Kalk, Zement und Gips aber auch weitere Bestandteile wie Keramik, Steine, Porzellan und Glas.The preparation of the mortar mixtures according to the invention was preceded by extensive research with a series of tests using various components which are used in conventional mortar mixtures. These include lime, cement and gypsum, but also other components such as ceramics, stones, porcelain and glass.

Dabei stellte sich heraus, dass die Verwendung von zerkleinertem Restglas, insbesondere hergestellt aus Behälterglas, Vorteile gegenüber den anderen genannten Stoffen aufweist. Die reine Körnung Keramik - Steine - Porzellan (KSP) im Kornbereich bis 4mm kann für den Mörtel ebenfalls verwendet werden.It turned out that the use of crushed residual glass, in particular made from container glass, has advantages over the other materials mentioned. The pure grain ceramic - stone - porcelain (KSP) in the grain range up to 4mm can also be used for the mortar.

Für die Versuche wurden Körnungen verwendet, die als Restglas im Rahmen des Altglasrecyclings anfallen. Eine weitere Aufarbeitung des Materials ist für diese Versuche nicht erfolgt. Um eine definierte, für die Verwendung als Körnung für Mörtel ideale, Sieblinie zu erreichen, ist eine hinreichende Siebung erforderlich. Dies ist technisch und mit einem gewissen wirtschaftlichen Mehraufwand möglich.For the tests, grains were used that occur as residual glass in the context of old glass recycling. No further processing of the material was carried out for these experiments. In order to achieve a defined grading curve, which is ideal for use as a granulation for mortar, adequate screening is required. This is technically possible and with a certain additional economic effort.

Damit kann beispielsweise ein fehlender Feinkornanteil bei Glassand 0/2 (also mit einer Körnung vom 0 bis 2 mm) vermieden werden und / oder es kann beim Glassand 0/2 auf diese Weise der Überkornanteil entfernt werden, damit das Material als Körnung für Mörtel verwendbar wird.In this way, for example, a missing fine-grain portion in glass sand 0/2 (i.e. with a grain size of 0 to 2 mm) can be avoided and/or the oversize portion in glass sand 0/2 can be removed in this way so that the material can be used as a grain for mortar will.

Auch wenn in Deutschland das Hauptziel des Altglasrecyclings die Wiederverwendung des Rohstoffes Glas für neue Glasverpackungen ist, sollten auch die für die Glasherstellung bzw. Alternativprodukteherstellung nicht verwendbaren Reststoffe einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden. Die in Deutschland nicht verwendeten Reststoffe (Restglas) eignen sich gut zur Herstellung von Mörtel. Neben der Schonung von natürlichen Ressourcen, entfallen auch weitere Transport- und Verwertungs- und Entsorgungskosten und/oder Deponierungskosten für den Reststoff Restglassand. Zur Herstellung einer Mörtelmischung können Glaskörnungen verwendet werden, die in allen Glasbereichen (z.B.: Behälterglas, Frontglas, Bleiglas, techn. Glasvarianten, usw.) hergestellt wurden.Even if the main goal of glass recycling in Germany is the reuse of the raw material glass for new glass packaging, the residues that cannot be used for glass production or the production of alternative products should also be used sensibly. The leftovers (waste glass) not used in Germany are well suited for the production of mortar. In addition to the conservation of natural resources, there are also no further transport, recycling and disposal costs and/or landfill costs for the residue residual glass sand. To produce a mortar mixture, glass grains can be used that have been produced in all glass areas (e.g. container glass, front glass, lead glass, technical glass variants, etc.).

Einer Besonderheit, der in der Praxis große Bedeutung zukommt, ist die Erstarrungs- und Erhärtungsfähigkeit einer Mörtelmischung. Bei der Verwendung von Kalk und Zement als Bindemittel sind diese Fähigkeiten aufgrund der in der erfindungsgemäßen Mörtelmischung verwendeten Stoffe verzögert. Deshalb wird für die erfindungsgemäße Mörtelmischung Gips als Bindemittel verwendet. Die Erstarrung und Erhärtung der Gipsmörtelmischung mit Glassand entspricht dabei dem handelsüblichen Gipsmörtel.A special feature that is of great importance in practice is the ability of a mortar mixture to set and harden. When lime and cement are used as binders, these abilities are retarded due to the substances used in the mortar mixture according to the invention. Gypsum is therefore used as a binder for the mortar mixture according to the invention. The solidification and hardening of the gypsum mortar mixture with glass sand corresponds to that of commercially available gypsum mortar.

Für die Mörtelmischungen wurde nach DIN EN 13279 Teil 1:2008-11 ein Gipsgehalt von mindestens 50 % gewählt.For the mortar mixtures was after EN 13279 Part 1:2008-11 a gypsum content of at least 50% is selected.

Nach DIN EN 1015-11:2007-05 wurden während der Versuche Prismen hergestellten und entsprechend der Norm auf Biegezugfestigkeit und Druckfestigkeit geprüft. Das in Anlehnung an DIN EN 13279 Teil 1: 2008-11 so hergestellte Prisma aus Gipsmörtel, weist nur eine geringe Biegefestigkeit aber eine der Norm entsprechende Druckfestigkeit auf. Daher ist die Verwendung von Glassand als Körnung für Estrichmörtel/ Zementmörtel nicht sinnvoll.To DIN EN 1015-11:2007-05 During the tests, prisms were manufactured and tested according to the standard for flexural strength and compressive strength. That based on EN 13279 Part 1: 2008-11 gypsum mortar prism produced in this way has only a low flexural strength but a compressive strength corresponding to the standard. Therefore, the use of glass sand as a grain for screed mortar/cement mortar does not make sense.

Die Druckfestigkeit der Mörtel mit Glassand erreicht die von den Normen geforderten Werte für gebräuchliche Putz- und Mauermörtel. Die Verwendung von Glaskörnungen in Gipsmörtel ergab weiterhin während der im Zuge der Forschung durchgeführten Versuche keine Beeinträchtigungen der sonst üblichen Mörteleigenschaften. Auch besteht beim Bindemittel Gips keine Gefahr der Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR). Die Putzmörtel erfüllen alle in den einschlägigen Normen geforderten Eigenschaften.The compressive strength of the mortar with glass sand reaches the values required by the standards for common plaster and masonry mortar. The use of glass grains in gypsum mortar did not result in any impairment of the otherwise usual mortar properties during the tests carried out in the course of the research. There is also no risk of alkali-silica reaction (AKR) with the gypsum binding agent. The plaster mortars meet all the properties required in the relevant standards.

Kalk- und Zementmörtel werden nach den Vorgaben der DIN 18580: 2017-03 Baustellenmauermörtel hergestellt. Da es eine vergleichbare Norm für Baustellenputzmörtel nicht gibt, wird auf die Normen DIN EN 13279 Teil 1:2008-11, sowie der DIN EN 998 Teil 1: 2017-02 zurückgegriffen.Lime and cement mortar are used according to the specifications of DIN 18580: 2017-03 Site masonry mortar made. Since there is no comparable standard for construction site plaster mortar, the standards are referred to EN 13279 Part 1:2008-11, as well as the EN 998 Part 1: 2017-02 accessed.

Insbesondere bei Verwendung von Restglas nach dem Altglas-Recycling müssen zur Herstellung der Körnungen noch weitere Stoffe, welche die Eigenschaften der Mörtelmischung beeinflussen können, betrachtet werden. Den verwendeten Altglas-/Restglasmengen können organische, insbesondere pflanzliche oder tierische Reststoffe (z. B. Fasern, Holz, Zucker, Öle und Fette) sowie künstliche Reststoffe (z.B.: Kunstoffe, Metalle, Gummi, usw.) aus allen möglichen Fehlwürfen in den Altglassammlungen anhaften.In particular when using residual glass after recycling used glass, other substances that can influence the properties of the mortar mixture must also be considered for the production of the granules. The waste glass/waste glass quantities used can contain organic, in particular vegetable or animal residues (e.g. fibres, wood, sugar, oils and fats) as well as artificial residues (e.g. plastics, metals, rubber, etc.) from all sorts of incorrect throwing into the cling to used glass collections.

Untersuchungen des aus Verpackungsgläsern hergestellten Glassands anhand eines Glühversuchs nach DIN EN 1744-1: 2013-03 , auf die später nochmals eingegangen wird, ergaben Anteile von organischem Material im Bereich zwischen 0,5% und 5 %. Diese Anteile bestehen zum größten Teil aus Cellulosefasern und stammen überwiegend/ vollständig von den Etiketten der Verpackungsgläser. Diese bewirken eine Faserarmierung des Mörtels, der damit eine erhöhte Wiederstandfähigkeit gegen Risse erreicht. Ausreichende Festigkeiten bis CS IV für Putzmörtel können mit handelsüblichen Bindemitteln wie z. B. Gips erreicht werden. Unterstützend können Zusatzmittel eingesetzt werden. Alle Messwerte erreichen die in der DIN EN 998 Teil1 gestellten Anforderungen an die Druckfestigkeit. Die Mindestdruckfestigkeit für Gipsmörtel nach DIN EN 13279 Teil 1:2008-11 beträgt 2,0 N/mm².Investigations of the glass sand produced from packaging glasses using an annealing test DIN EN 1744-1: 2013-03 , which will be discussed again later, yielded proportions of organic material in the range between 0.5% and 5%. These parts consist mainly of cellulose fibers and originate predominantly/completely from the labels on the packaging jars. These cause a fiber reinforcement of the mortar, which thus achieves increased resistance to cracks. Sufficient strengths up to CS IV for plaster mortar can be achieved with commercially available binders such as e.g. B. gypsum can be achieved. Additives can be used to support this. All measured values reach those in the EN 998 Part 1 requirements for compressive strength. The minimum compressive strength for gypsum mortar according to EN 13279 Part 1:2008-11 is 2.0 N/mm ² .

Beim Mischen von Mörtel, dessen Mörtelmischung als Körnung Restglas (hier: aus dem Recycling von Altglas/Behälterglas entstandene Reststoff) enthält, ist zu beobachten, dass sich die trockenen Bestandteile schlecht mit dem Zugabewasser mischen. Der Effekt ist vergleichbar mit dem Mischen von hydrophobem Mörtel. Hervorgerufen wird dies durch die Organikanteile (Öle und / oder Fette), auf die später nochmals eingegangen wird und die im Restmaterial nach dem Recyclingvorgang noch immer vorhanden sind. Diese Eigenschaften sind auch nach der Erhärtung des Mörtels zu beobachten.When mixing mortar, the mortar mixture of which contains residual glass as a grain size (here: residual material resulting from the recycling of used glass/container glass), it can be observed that the dry components mix poorly with the added water. The effect is comparable to mixing hydrophobic mortar. This is caused by the organic components (oils and/or fats), which will be discussed again later and which are still present in the residual material after the recycling process. These properties can also be observed after the mortar has hardened.

Die Bestimmung des Zuckergehalts erfolgte mit einem Refraktometer. Es ergaben sich Werte im Bereich zwischen 0,1 % und 0,5 %. Die Prüfung auf humose Bestandteile mit dem Natronlaugenversuch ist nicht mehr genormt. Die Prüfung wurde dennoch durchgeführt, um die Art der Inhaltsstoffe eingrenzen zu können. Daraus ergab sich, dass organische Bestandteile, wie z. B. Humus, nur in unwesentlichen Mengen enthalten sind und die Körnungen somit die Anforderung nach DIN 4226-4: 1983-04 erfüllen.The sugar content was determined using a refractometer. Values in the range between 0.1% and 0.5% were obtained. Testing for humus components using the caustic soda test is no longer standardized. The test was nevertheless carried out in order to be able to narrow down the type of ingredients. It was found that organic components such. B. humus, are only contained in insignificant amounts and the granulations thus meet the requirements of DIN 4226-4: 1983-04.

Es konnte auch Wasser im Glassand nachgewiesen werden, der teilweise von den organischen Bestandteilen stammt aber auch in Form von zwischen den Glaskörnern gebundenem Wasser vorliegt. Der Wassergehalt lag bei den Einzelversuchen dabei im Bereich zwischen 0 % und 2,5 %.Water could also be detected in the glass sand, which partly comes from the organic components but is also present in the form of water bound between the glass grains. The water content in the individual tests was in the range between 0% and 2.5%.

Wenn anstelle von Restglas zur Herstellung der Körnungen noch nicht recyceltes Altglas verwendet wird, können ggf. weitere Additive, die im Restglas wie bereits oben beschrieben vorkommen, wie beispielsweise Cellulose in Form von Papier, vorzugsweise Altpapier aus früheren Etiketten, zusätzlich bereitgestellt werden.If waste glass that has not yet been recycled is used instead of residual glass to produce the granules, other additives that occur in the residual glass as already described above, such as cellulose in the form of paper, preferably waste paper from earlier labels, can also be provided.

Zur Ermittlung geeigneter Glassande wurden weitere Versuche durchgeführt. Dazu wurden die in der industriellen Recyclingindustrie verwendeten Anlagen betrachtet und die von ihnen erzeugten Glassande mit Hilfe von Siebversuchen analysiert. Dabei lag der Schwerpunkt auf den am häufigsten produzierten Glassanden mit den Körnungsangaben 0/1 und 0/2 mm.Further tests were carried out to determine suitable glass sands. For this purpose, the systems used in the industrial recycling industry were considered and the glass sands they produced were analyzed with the help of sieving tests. The focus was on the most frequently produced glass sands with the grain sizes 0/1 and 0/2 mm.

Die Siebversuche mit Glassand 0/1, also mit einer Körnung vom 0 bis 1 mm, (siehe 1) ergaben einen Überkornanteil im Bereich zwischen 10 % und 20 %, im Mittel von ca. 14 % und einem hohen Fein- und Mehlkornanteil (Korndurchmesser maximal 0,5 mm) im Bereich zwischen ca. 50 % und 65 %, im Mittel von ca. 58 %. Der Glühversuch ergab einen Gehalt an organischen Bestandteilen im Bereich zwischen ca. 1 % und 2,5 %, im Mittel von ca. 1,78 %. Die Prüfung des Zuckergehaltes erfolgte mit einem Refraktometer und ergab einen Wert im Bereich zwischen 0,3 % und 0,5 %, im Mittel von ca. 0,4 %. Beim Mischen mit Wasser verhielt sich das Material wie hydrophober Mörtel und verband sich schlechter mit dem Zugabewasser. Es war bei allen Versuchen eine längere Mischzeit notwendig. Aus diesem Grund ist von einem geringen Gehalt an Ölen und Fetten auszugehen. Dieser wasserabweisende Effekt bleibt nach Erhärtung des Mörtels erhalten. Es handelt sich bei dem verwendeten Glassand um Material, das nicht mehr zur Neuglasgewinnung verwendet werden kann, sondern nur noch u.U. für andere Alternativverwertungen (z.B. Schaumglasindustrie) verwendet werden kann oder einer finalen Entsorgung (Deponie oder thermische Entsorgung) zugeführt werden muss.The sieving tests with glass sand 0/1, i.e. with a grain size of 0 to 1 mm, (see 1 ) resulted in an oversize fraction in the range between 10% and 20%, averaging approx. 14% and a high proportion of fine and fine grains (grain diameter maximum 0.5 mm) in the range between approx. 50% and 65%, averaging approx .58%. The annealing test revealed a content of organic components in the range between approx. 1% and 2.5%, on average approx. 1.78%. The sugar content was checked with a refractometer and gave a value in the range between 0.3% and 0.5%, on average around 0.4%. When mixed with water, the material behaved like hydrophobic mortar and bonded poorly with the make-up water. A longer mixing time was necessary in all experiments. For this reason, a low content of oils and fats can be assumed. This water-repellent effect is retained after the mortar has hardened. The glass sand used is material that can no longer be used to produce new glass, but can only be used for other alternative uses (e.g. foam glass industry) or must be disposed of finally (landfill or thermal disposal).

Die Siebversuche mit Glassand 0/2 (siehe 2) erbrachte einen Anteil an Überkorn im Bereich zwischen ca. 20 % und 30 %, im Mittel von ca. 24 %, wobei der Fein- und Mehlkornanteil (Korndurchmesser maximal 1 mm) gering war im Bereich zwischen ca. 35 % und 50 %, im Mittel von ca. 42 %. Dadurch ergab sich eine schlechte Verarbeitbarkeit. Ein mit dieser Körnung gemischter Mörtel ist nicht geschmeidig und haftet schlecht beim Anwerfen. Ebenso ergeben sich Schwierigkeiten beim Scheiben und Glätten. Der mangelnde Feinkorngehalt kann durch Zumischen von Glassand 0/1 ausgeglichen werden. Der Glühversuch ergab einen geringen Anteil organischer Bestandteile im Bereich zwischen ca. 0,5 % und 1,5 %, im Mittel von ca. 0,97 %. Der Zuckergehalt ist so gering, dass er mit dem Refraktometer nicht zuverlässig messbar ist. Ermittelt wurden Werte im Bereich zwischen 0,1 % und 0,3 %, im Mittel von ca. 0,2 %. Der hydrophobe Effekt ist beim Glassand 0/2 in gleicher Weise zu beobachten.The sieving tests with glass sand 0/2 (see 2 ) yielded a proportion of oversize grains in the range between approx. 20% and 30%, on average of approx. 24%, with the fine and flour grain proportion (grain diameter maximum 1 mm) being low in the range between approx. 35% and 50%, on average of approx. 42%. This resulted in poor workability. A mortar mixed with this grit is not malleable and does not adhere well when thrown. There are also difficulties with slicing and smoothing. The lack of fine grain content can be compensated for by adding glass sand 0/1. The annealing test revealed a low proportion of organic components in the range between approx. 0.5% and 1.5%, on average approx. 0.97%. The sugar content is so low that it cannot be reliably measured with a refractometer. Values in the range between 0.1% and 0.3% were determined, with an average of approx. 0.2%. The hydrophobic effect can be observed in the same way with glass sand 0/2.

Bei Verwendung von sehr viel Cellulose in Form von Papier bzw. Altpapier, entweder durch gewollte Beimischung oder durch einen hohen Anteil von entsprechendem Kennzeichnungsmaterial auf dem Verpackungsglas, kann der Gehalt an organischen Bestandteilen auch bis zu 5 % oder mehr betragen.When using a lot of cellulose in the form of paper or waste paper, either through intentional admixture or through a high proportion of appropriate marking material on the packaging glass, the content of organic components can also be up to 5% or more.

Als bevorzugter Glassand zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Mörtelmischung hat sich eine gleichanteilige Mischung aus dem Glassand 0/1 und dem Glassand 0/2 ergeben. Daraus ergeben sich ein Anteil an Cellulosefasern von ca. 1,38 % und ein Zuckergehalt von ca. 0,3 %.A mixture of equal proportions of glass sand 0/1 and glass sand 0/2 has emerged as the preferred glass sand for use in a mortar mixture according to the invention. This results in a proportion of cellulose fibers of approx. 1.38% and a sugar content of approx. 0.3%.

Bei den Versuchen wurde auch eine Prüfung des Luftporengehalts nach DIN EN 101-7: 1998-12 durchgeführt. Diese ergab bei Putzmörtel mit dem Bindemittel Gips einen Luftporengehalt im Bereich zwischen 9% und 11 %. Dieser Luftporengehalt wurde ohne Verwendung von Zusatzmitteln erreicht. In der Körnung müssen daher Stoffe enthalten sein, welche die Bildung von Luftporen begünstigen. Glas ist ein vorzugsweise porenfreies Material. Mit einer Dichte von durchschnittlich 2,5 g/cm³ liegt diese Körnung in dem Gewichtsbereich von natürlichen Körnungen und kann somit nicht für die geringe Dichte verantwortlich sein. Bei der Herstellung des Mörtels können jedoch Luftporen an den Glaskörnern haften. Dieser Effekt ist bekannt und tritt auch bei der Beimischung von Glasfasern in Beton auf. Er wird ebenfalls beobachtet, wenn Glasfasern in Harze gemischt werden. Der Luftporengehalt der optimalen Glassandmischung liegt bei 10,3 %.During the tests, the air void content was also tested in accordance with DIN EN 101-7: 1998-12. This resulted in an air void content in the range between 9% and 11% for plaster mortar with the binder gypsum. This air void content was achieved without using any additives. The granulation must therefore contain substances that promote the formation of air voids. Glass is a preferably non-porous material. With an average density of 2.5 g/cm ³ , this granulation is in the weight range of natural granulations and can therefore not be responsible for the low density. However, during the manufacture of the mortar, air pores can adhere to the glass grains. This effect is well known and also occurs when glass fibers are added to concrete. It is also observed when glass fibers are mixed into resins. The air void content of the optimal glass sand mixture is 10.3%.

Daraus kann man schließen, dass der Effekt unabhängig vom Bindemittel ist und mit dem Material Glas in Verbindung steht. Möglich ist auch, dass sich Seifen durch vorhandene Fette und Öle bei einer chemischen Reaktion mit Laugen bilden. Ein hoher Luftporenanteil im Mörtel hat den Nachteil, dass die Druckfestigkeit sinkt. Im Gegenzug dazu verbessert sich die Verarbeitungsfähigkeit des Mörtels. Weiterhin wird die Wärmedämmung des ausgehärteten Mörtels verbessert. Der hohe Luftporenanteil ist nicht grundsätzlich ein Nachteil. Luftporen werden bewusst erzeugt, um beispielsweise die kapillare Saugfähigkeit des Festmörtels zu reduzieren oder um Raum für die Kristallisation von Sulfaten in Sanierputzen zu erzeugen.From this it can be concluded that the effect is independent of the binder and is related to the material glass. It is also possible that soaps have become stained by existing fats and oils mix form reaction with alkalis. A high proportion of air voids in the mortar has the disadvantage that the compressive strength decreases. In return, the workability of the mortar improves. Furthermore, the thermal insulation of the hardened mortar is improved. The high proportion of air voids is not always a disadvantage. Air voids are deliberately created, for example to reduce the capillary absorbency of the hardened mortar or to create space for the crystallization of sulfates in renovation plasters.

Nach DIN EN 998-2: 2017-02 , Kap.5.4.8: Brandverhalten, müssen Baustoffe, die einen Gehalt von organischen Massen- oder Volumenanteilen über 1 % haben, nach DIN EN 13501-1: 2010-01 klassifiziert werden. Glassand 0/1 liegt mit 1,73 % über diesem Wert und muss klassifiziert werden. Glassand 0/2 liegt mit 0,97 % knapp darunter. Eine Klassifizierung ist bei dieser Körnung nicht notwendig. Sollen die Körnungen gemischt werden, wird jedoch eine Klassifizierung notwendig, da der Glassand 0/2 nur knapp unter der Grenze zur Klassifizierung liegt.To DIN EN 998-2: 2017-02 , Chapter 5.4.8: Reaction to fire, building materials that have an organic mass or volume content of more than 1% must be DIN EN 13501-1: 2010-01 be classified. At 1.73%, glass sand 0/1 is above this value and must be classified. Glass sand 0/2 is just below that at 0.97%. A classification is not necessary with this grit. However, if the granulations are to be mixed, a classification is necessary because the glass sand 0/2 is just below the classification limit.

Es konnte in den Versuchen außerdem nachgewiesen werden, dass die aufgefundenen Fremdstoffe (z. B. Cellulose, Zucker, Humus) keine nachteiligen Wirkungen bei der Erstarrungs- und Erhärtungsdauer von Gipsmörtel habenIt was also possible to prove in the tests that the foreign substances found (e.g. cellulose, sugar, humus) have no adverse effects on the setting and hardening time of gypsum mortar

Die Oberflächenbearbeitung entspricht der von Mörtel mit natürlichen Körnungen. Im gestalterischen Bereich ergeben sich hier völlig neue Perspektiven. Es lassen sich zusätzlich einzigartige Effekte bei der Oberflächengestaltung erreichen, die bei Verwendung von natürlichen Körnungen nicht möglich sind. Dabei ist auch die Mischung verschiedenfarbiger Körnungen möglich. Beispielsweise lassen sich besondere Effekte mit farblich sortierten Körnungen erreichen, die mit üblichem Putzmörtel nicht erreichbar sind. Da in Deutschland Recyclingglas meist farblich gut vorsortiert wird, ist die Gewinnung von klaren, opalen, braunen, grünen und blauen bzw. allgemein farbigen Körnungen einfach möglich.The surface treatment corresponds to that of mortar with natural grains. This opens up completely new perspectives in the design area. In addition, unique effects can be achieved in the surface design that are not possible when using natural grains. It is also possible to mix differently colored grains. For example, special effects can be achieved with color-sorted granulations that cannot be achieved with conventional plastering mortar. Since in Germany recycling glass is usually well pre-sorted by colour, it is easy to obtain clear, opal, brown, green and blue or generally colored grains.

Die Verarbeitbarkeit der mit der erfindungsgemäßen Mörtelmischung hergestellten Mörtel entsprach dem von herkömmlichem Mörtel mit Gesteinskörnungen. Entsprechend der Körnung und der Sieblinie ließen sich gefilzte und geglättete Oberflächen erreichen.The workability of the mortar produced with the mortar mixture according to the invention corresponded to that of conventional mortar with aggregates. Felted and smoothed surfaces can be achieved according to the grain size and the grading curve.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent Literature Cited

DIN EN 13279 Part 1: 2008-11 [0016]
DIN EN 13279 [0028, 0029, 0031, 0033]
DIN EN 1015-11:2007-05 [0029]
DIN 18580: 2017-03 [0031]
DIN EN 998 [0031, 0033]
DIN EN 1744-1: 2013-03 [0033]
DIN EN 998-2: 2017-02 [0045]
DIN EN 13501-1: 2010-01 [0045]

Claims

Mortar mixture containing an inorganic mineral binder, an inorganic granulate and an organic additive, characterized in that the binder is gypsum, lime or cement, the granulate is crushed glass and the additive is cellulose.

mortar mix claim 1 , characterized in that the glass consists of glass of any type and / or used or residual glass.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the glass has clear and/or opal and/or colored grains.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the glass consists of an equal mixture of glass sand with a proportion of flour and fine grain in the range between 50% and 65%, preferably 58%, and an oversize fraction in the range between 10% and 20 %, preferably 14%, and a glass sand with a proportion of flour and fine grain in the range between 35% and 50%, preferably 42%, and an oversize fraction in the range between 20% and 30%, preferably 24%.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of gypsum is determined according to DIN EN 13279 Part 1:2008-11.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that it contains cellulose in a proportion in the range between 0.5% and 5%, preferably 1.38%.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the cellulose is provided at least partially in the form of paper, preferably waste paper.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that it contains sugar in a proportion of between 0.1% and 0.5%, preferably 0.3%.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that it has an air void content of 10% plus/minus 2%.

Mortar mixture according to one of the preceding claims, characterized in that the glass is provided with a proportion of fat and/or oil.