DE102022107704A1

DE102022107704A1 - Trocknungsbeschleuniger für zementbasierte Baustoffe

Info

Publication number: DE102022107704A1
Application number: DE102022107704.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Lübnitz
Original assignee: Ml7 Entw GmbH; Ml7 Entwicklungs GmbH
Current assignee: Ml7 Entw GmbH; Ml7 Entwicklungs GmbH
Priority date: 2022-03-31
Filing date: 2022-03-31
Publication date: 2023-10-05
Also published as: WO2023186577A1

Abstract

Ein Trocknungsbeschleuniger für einen Baustoff auf Zementbasis, bestehend aus einer Wirkkomponente, die 1 bis 100 Gew.-% mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen, 0 bis 99 Gew.-%, mindestens eines Fließmittels und optional 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines Entschäumers enthält, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt, beschleunigt, dem Anmachwasser des Bindemittels oder Bindemittelmix beigegeben, die Trocknung von Betonen und zementbasierten Bindemittelmischungen extrem.

Description

Die Erfindung betrifft Trocknungsbeschleuniger für Baustoffe auf Zementbasis, wobei die Baustoffe mindestens eine Substanz, ausgewählt aus Zement, Kalk, Gips und Tonerdeschmelzzement enthalten. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Trocknungsbeschleunigers sowie Baustoffe, die den Trocknungsbeschleuniger enthalten.
Solche Baustoffe umfassen insbesondere vorgefertigte Fertigbetonelemente und Betonformteile, die industriell, halbindustriell oder manuell hergestellt werden und in fertiger Form auf die Baustelle geliefert und dort verbaut werden, Baustellenbeton, also Beton, der erst auf der Baustelle gemischt, zum Verbaupunkt gebracht und am Verbaupunkt trocknet und aushärtet und aus dem z.B. Putze, Estriche, Verfüllungen, Ausgleichsmassen oder Betonformteile hergestellt werden, und Transportbeton, der im Mischwerk hergestellt und im Transportmischer in nicht ausgehärteter Form flüssig an die Baustelle angeliefert wird.
In der Regel basieren Betone, aus denen die oben genannten Produkte hergestellt werden, auf Zement als anorganischem Bindemittel. Diese Betone können als zusätzliches Bindemittel Gips, Tonerdeschmelzzement und Kalk in variierenden Anteilen im Bindemittelmix enthalten. Üblicherweise werden dem Beton Aggregate wie Kies, Sand und Schotter, Beimahlstoffe wie Aschen, Hochofenschlacken oder Silikastäube und Additive zur Verbesserung, Erzielung oder Vermeidung bestimmter Eigenschaften im fertigen Beton oder zur Optimierung des Mischprozesses zugegeben.
Der Markt fordert eine schnellstmögliche Herstellung und Weiterbearbeitung oder Herstellung und Einbau der genannten Produkte. Das wird durch das Erreichen geforderter Festigkeiten und anderer technischer Eigenschaften erreicht. Als weitere Anforderungen kann zusätzlich zur Mindestfestigkeit das Unterschreiten einer maximal erlaubten Restfeuchte dieser Produkte erforderlich sein, wie es insbesondere beim Estrich der Fall ist. Für Estriche sind Restfeuchtewerte definiert, um nach der Belegung des Estrichs mit Fliesen, Dielen oder Parkett eine Schadensbildung durch austretende Feuchtigkeit zu vermeiden. Eine maximal erlaubte Restfeuchte wird schneller durch den Einsatz von Trocknungsbeschleunigern erreicht. Gleichzeitig soll der gewohnte Arbeitsablauf bei der Produktherstellung nicht oder nur geringfügig geändert werden und möglichst eine verbesserte leichtere Verarbeitung bei der Herstellung und Anwendung des Baustoffes einhergehen.
Die Herstellung und Verarbeitung von Betonmischungen für Estrich, Fertigteile oder Transportbeton für Bodenplatten oder Wandelemente hat sich in den vergangenen Jahren nicht grundlegend verändert. Innovationen sind eher auf dem Gebiet von Zusatzmitteln oder Additiven zu beobachten als bei Betonen selbst. Eine Ausnahme stellen schnelltrocknende Feststoffmischungen dar, die gewünschte Trocknungsziele zwar ebenfalls erreichen, aber kostenintensiv sind und in der Verarbeitung schnell Probleme bereiten, wenn die Baustellenbedingungen von den Verarbeitungsvorgaben abweichen.
Um die Verarbeitung zu erleichtern und den Beton leichtgängig zu machen, können Tenside eingesetzt werden. Der Nachteil von Tensiden ist, dass sich Luftporen bilden, deren Einsatz die Dichte zum Beispiel eines Estrichs oder eines Fertigbetonteils soweit reduzieren kann, dass geforderte Mindestfestigkeiten nicht mehr erreicht werden. Auch Produkte aus Transportbeton oder Baustellenbetons erreichen so die geforderten Festigkeiten oft nicht. Außerdem können Tenside die Trocknung blockieren und ein Erreichen der gewünschten Restfeuchte behindern.
Um eine schnellere Trocknung zu erreichen, kann der Wassergehalt in zementbasierten Mischungen durch den Einsatz von Fließmitteln reduziert werden, jedoch reduziert sich die Endfestigkeit zum Teil erheblich und bei der Verarbeitung und Trocknung kann es zu vermehrter Rissbildung und durch Schäden durch geändertes Schwindverhalten im Beton kommen.
Zusätzlich hat sich in Labortests gezeigt, dass Fließmittel zwar den Wasseranteil im Betongemisch, reduzieren, aber nicht zwangsläufig zu einer schnelleren Trocknung führen, da sich zwar weniger Wasser im Beton befindet, der Wasseranteil aber immer noch über der erforderlichen Restfeuchte liegt und nur eine geringfügige Neigung hat, sich schneller aus dem Gefüge zu bewegen als ein höherer Wasseranteil. Betrachtet man Estrich, macht Fließmittel zwar eine geringere Wassermenge erforderlich, aber das eingesetzte Wasser verbleibt immer noch zu lange im Gefüge, und es wird keine oder nur eine geringfügig beschleunigte Belegreife erreicht. Im Ergebnis führt ein geringerer Wassergehalt nicht zwangsläufig zu verkürzten Trocknungszeiten und schnellerer Belegreife. Vielmehr muss das Wasser zum Verlassen des Gefüges angeregt werden, was durch die vorliegende Erfindung nachweislich erreicht wird.
Grundsätzlich sind heutige Betone schneller trocken und Estriche deutlich früher belegreif als vor 20 Jahren. Unter optimalen Bedingungen sind im Estrich Restfeuchten von nicht mehr als 3,5 Massen-% nach 28 Tagen und weniger möglich, wobei die Trocknungszeit u.a. von der Aufbauhöhe des Estrichs, der Qualität der eingesetzten Rohstoffe, der Menge des bei der Herstellung eingesetzten Wassers und den Umgebungs- und Materialtemperaturen in Verbindung mit der relativen Luftfeuchte abhängt. Abweichungen der optimalen Mischungen und Herstellungsabläufe und klimatischen Bedingungen bei der Herstellung können leicht zu Trocknungszeiten von 90 Tagen und weit darüber führen.
Neuere Entwicklungen versprechen Belegreife nach drei Tagen unter sehr speziellen Bedingungen, die in der Realität nicht oder nur mit erheblichem Aufwand erreicht werden. So müssen diese Estriche und Betone extrem schnell und oft aufwendig verarbeitet werden (die Verarbeitungszeit liegt unter 45 Minuten), und außerdem sind diese Systeme sehr teuer. Sie werden daher nur in Sonderfällen eingesetzt (etwa 1 % aller Baustellen).
Ist eine beschleunigte Trocknung erwünscht, so bedeutet das eine schnellere Trocknung von Betonprodukten jeder Art, als derzeit unter normalen Baustellen- oder Herstellungsbedingungen erreicht werden kann. Im Bereich des Estrichbaus wird eine Belegreife unter fünfzehn Tagen dringend gesucht. Optimal wäre eine noch frühere Belegreife nach fünf bis zehn Tagen. Gleichzeitig sollen die Kosten für Zusatzmittel die Gesamtkosten des Gewerks nur geringfügig erhöhen. Bei der Herstellung von Betonfertigteilen erlauben Trocknungsbeschleuniger eine beschleunigte Trocknung und damit eine wirtschaftlichere Nutzung der benötigten Lagerkapazitäten und Fertigungsanlagen. Im Bereich des Transportbetons existiert eine sehr große Anzahl von Anwendungen, denen jeweils eine andere Rezeptur von Wassermenge, Bindemittel und Zuschlagstoffen zugrunde liegt. Grundsätzlich eignet sich der hier vorgestellte Trocknungsbeschleuniger für alle Anwendungen des Transportbetons, die Zement als Bindemittel enthalten und für welche eine beschleunigte Trocknung gewünscht oder erforderlich ist.
Die Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Trocknungsbeschleuniger zu entwickeln, der die Trocknung von Baustoffen erheblich beschleunigt. Dabei muss die Feuchte den Beton nachweislich verlassen und nicht durch tolerierte erhöhte Messwerte oder Korrekturfaktoren maskiert werden. Vorhandene Feuchte darf nicht so maskiert werden, dass sie zunächst nicht mehr detektierbar ist, da ein solches Vorgehen das Entweichen der Feuchte und damit einhergehenden Schäden nur in die Zukunft verlagert. Idealerweise sollte die Restfeuchteprüfung nach Norm erfolgen und zwar so, dass keine erhöhten Restfeuchtewerte freigegeben werden müssen.
Der Trocknungsbeschleuniger sollte einfach zu dosieren und in den Bindemittelmix einzubringen sein. Betonfertigteile sollen schneller ausgeschalt, transportiert und verbaut werden können, Estriche sollen schneller belegreif werden und Transportbetone sollen schneller trocknen. Der Trocknungsbeschleuniger soll für Betone aller Art und insbesondere für Estriche, Ausgleichsmassen, Verfüllungen jeder Art und Betonfertigteile einsatzfähig sein.
Die maximal erlaubte Restfeuchte von Betonen und Gipsmischungen sollte in kürzerer Zeit erreicht werden als derzeit möglich. Am Beispiel eines Estrichs war das Ziel, die Restfeuchte innerhalb von 14 Tagen unter 3,2% zu reduzieren, um „Belegreife“ zu erreichen, also den Punkt, an dem die Folgegewerke, die auf den getrockneten Estrich aufbauen, mit ihrer Arbeit beginnen können. Dabei muss neben der beschleunigten Trocknung auch die nach Norm geforderte Biegezugfestigkeit des Estrichs erreicht werden. Die verbleibende Restfeuchte sollte unter 3,2% liegen, dem Grenzwert für Estriche mit Fußbodenheizung. Ist keine Fußbodenheizung eingebaut, liegt der Grenzwert bei 3,5%.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass ein Trocknungsbeschleuniger für Baustoffe auf Zementbasis bestehend aus einer Wirkkomponente, die folgende Substanzen enthält:

a) 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere 2 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen,
b) 0 bis 99 Gew.-%, insbesondere 40 bis 98 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 90 Gew.%, mindestens eines Fließmittels

c) 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-%, mindestens eines Entschäumers,

Vorzugsweise wird Komponente a), die ein wasserlöslicher Feststoff ist, vorab gelöst, um die Herstellung eines flüssigen Trocknungsbeschleunigers zu vereinfachen. Dabei können Komponente a) als Feststoff zusammen mit den anderen Komponenten des Trocknungsbeschleunigers zusammengeführt und das Gemisch in einen flüssigen Zustand überführt werden. Besonders bevorzugt wird Komponente a) erst in den flüssigen Zustand überführt und dann mit den anderen Bestandteilen zum Trocknungsbeschleuniger vereint. Eine besonders bevorzugte Konzentration ist 20%.
Es zeigt sich, dass die Trocknungswirkung insbesondere von der Komponente a) erzielt wird. Komponente a) neigt jedoch dazu, in wässriger Lösung Luftporen zu bilden. Luftporen können zu einer reduzierten Dichte und damit zu einer reduzierten Festigkeit des getrockneten Betons führen, Um den negativen Effekt von Luftporen im Betongefüge zu reduzieren, kann ein Entschäumer hinzugegeben werden, um die Porenbildung zu verhindern oder zu mindern. Zum gleichen Zweck kann ein Fließmittel hinzugegeben werden, welches die Neigung zur Schaumbildung reduziert. Durch den Einsatz von Fließmitteln wird die Schaumbildung nicht zwangsläufig eliminiert, kann aber reduziert werden. Eine Reduktion der Schaumbildung, hat derart zu erfolgen, dass die verbleibende Schaumbildung das Endprodukt in seiner Qualität nicht negativ beeinträchtigt. Die gewünschte Restfeuchte und andere benötigte Eigenschaften müssen erreicht werden. Gleichzeitig kann das eingesetzte Fließmittel den Wasserbedarf der Gesamtmischung reduzieren, was den Trocknungsvorgang unterstützt. Wichtig ist hier, dass nur das Fließmittel allein keine hinreichende Trocknung bewirkt, sondern vielmehr im Zusammenspiel mit Komponente a) dessen trocknungsbeschleunigende Wirkung unterstützt.
Nur Komponente a) allein, die Komponenten a) und b) oder a) und c) gemeinsam und die drei Komponenten a), b) und c) trocknen immer schneller als ein Nullmuster. Jedoch ist die Trocknungswirkung von Komponente a) der Faktor, der die Restfeuchte unter den gewünschten Grenzwert treibt. Komponente b) erlaubt einen reduzierten Wassereinsatz, der die verbleibende Trocknungszeit weiter reduziert, aber nur Komponente b) allein reduziert den Wassergehalt der Betonmischung nicht unter den gewünschten Grenzwert, da das eingesetzte Wasser immer noch zu lange im System verbleibt und der gewünschte Trocknungswert nicht erreicht wird, sonst hätten in der Vergangenheit bereits Versuche mit einfacher Beigabe eines Fließmittels zum Erfolg geführt und das Thema Trocknungsbeschleunigung wäre nicht mehr existent.
Grundsätzlich ist jeder Entschäumer geeignet, die Schaumneigung von a) zu reduzieren, allerdings sind Entschäumer auf Silikonbasis weniger geeignet, da sie die Betonfestigkeit reduzieren. Ebenfalls weniger geeignet, aber verwendbar sind Entschäumer, die nur in bestimmten Temperaturbereichen stabil sind, solche, die nicht frostresistent sind oder diejenigen, die einen pH-Wert benötigen, der vom stark alkalischen Milieu zementbasierter Bindemittel abweicht. Besonders bevorzugt sind daher polymerbasierten Entschäumer, die über die genannten Eigenschaften verfügen.
Die Formulierung „Baustoff auf Zementbasis“ bedeutet dabei, dass es sich um einen Baustoffmix, also eine Mischung aus Bindemittel, Kies und Wasser handelt, bei dem das Bindemittel zu mindestens 50 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-% aus Zement besteht, während andere Bindemittel wie insbesondere Gips, Kalk oder Tonerdeschmelzzement insgesamt zu maximal 49 Gew.-%, insbesondere maximal 40 Gew.-% und besonders bevorzugt zu maximal 30 Gew.-% enthalten sind. Besonders bevorzugt weist das Bindemittel einen CEM I nach DIN EN 197 auf, da dieser die benötigten Festigkeiten verlässlicher erreicht.
Mit dem erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger versehene Estriche, sind nach fünf bis achtzehn Tagen belegreif, je nach Rezeptur des TB und des gewählten Betons oder Estrichs. Die maximale Restfeuchte ist nachhaltig unterschritten, das Wasser wird nachweislich aus dem System abgegeben und es findet keine schädliche Resorption statt. Die Beigabe weiterer Additive oder anderer Hilfsmittel zum Erreichen der beschleunigten Trocknung ist nicht erforderlich. Zu berücksichtigen ist, dass die örtlichen Bedingungen die Trocknung stark beeinflussen. Trocknung erfolgt nur wenn Feuchtigkeit an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Ist diese gesättigt und wird nicht ausgetauscht, kommt die Trocknung zum Erliegen, bis wieder frische Luft mit hinreichender Kapazität zur Aufnahme von Feuchtigkeit an die Betonoberfläche gelangt.
Mit dem erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger versehener Beton, insbesondere Estriche und Betone, die verdichtet werden müssen, lässt sich oft erheblich leichter verarbeiten. Dieser Effekt ist aber stark von der gewählten Rezeptur abhängig.
Der Trocknungsbeschleuniger bewirkt eine beschleunigte Trocknung des Bindemittelgemisches, bei der:

1. das eingesetzte Anmachwasser nachweislich entweicht, aber
2. gleichzeitig die für die Hydratation hinreichende Menge Wasser im Bindemittelmix verbleibt und
3. keine schädigende Resorption stattfindet.

Grundsätzlich ist zu hinterfragen, ob die durch den Trocknungsbeschleuniger reduzierte Wassermenge, für die Hydratation hinreichend ist oder, ob die für die Hydratation benötigte Wassermenge unterschritten wird und der sich bildende Beton nicht die erforderliche Festigkeit erzielt, so dass geforderte Mindestfestigkeiten nicht erreicht werden. Es zeigt sich jedoch das Gegenteil. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleunigers können bei gleichem Bindemitteleinsatz höhere Festigkeitswerte erreicht werden, als ohne den Trocknungsbeschleuniger.
Des Weiteren ist wichtig, dass der Trocknungsbeschleuniger durch seinen Anteil an Fließmittel den Wasserbedarf einer Betonmischung reduziert. Am Beispiel Estrich zeigt sich, dass der Wasserbedarf bei der Herstellung des Estrichs im Estrichmischer zum Teil erheblich sinkt. Bei einem Mischervolumen von 200 Litern beträgt der Wasserbedarf eines CTF4 Estrichs bis zu 34 Liter. Abhängig von der Art und Feuchte des eingesetzten Kieses und des verwendeten Zements kann dieser Wasserbedarf um 10-75% reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist in breitem Spektrum einsetzbar. Der Trocknungsbeschleuniger kann in Beton, der als Bindemittel Zement, hier bevorzugt Zement der Normklasse CEM I oder eine Bindemittelmixtur, welche Zement, Kalk, Gips, Tonerdeschmelzzement oder eine Mischung daraus enthält, enthält, eingesetzt werden, wobei Portlandzement in jedem Fall zu mindestens 50 Gew.-% enthalten ist, es sich also um einen Baustoff auf Zementbasis handelt. Die Anzahl an Produkten und deren Varianten, die mit diesen Bindemitteln und dem erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger trocknungsbeschleunigt hergestellt werden können, ist weit. So ist der Einsatz des Trocknungsbeschleunigers bei der Herstellung aller eingangs genannten Produkte möglich:
Solche Baustoffe umfassen insbesondere

1. vorgefertigte Fertigbetonelemente und Betonformteile, die industriell, halbindustriell oder manuell hergestellt werden und in Ihrer fertigen Form auf die Baustelle geliefert und dort verbaut werden, z.B. Fertigelemente für den Hausbau oder Kanalisationsbau, Bahnschwellen, Bordsteine, individuelle oder standardisierte Fertigelemente, Sichtbetonelemente, um nur einige zu nennen;
2. Baustellenbeton, also Beton, der erst auf der Baustelle gemischt, zum Verbaupunkt gebracht und am Verbaupunkt trocknet und aushärtet (hydratisiert), z.B. Bodenplatten, Deckenplatten, Schalungsverfüllungen, Putze, Estriche, Verfüllungen, Ausgleichsmassen, Sichtbetonelemente;
3. Transportbeton, der im Mischwerk hergestellt und im Transportmischer flüssig an die Baustelle angeliefert wird und aus dem z.B. die unter 1. und 2. genannten Produkte vor Ort hergestellt werden;
4. Fließestriche auf Zementbasis.

In der Regel basieren Betone, aus denen die unter 1. bis 4. genannten Produkte hergestellt werden, auf Zement als anorganischem Bindemittel. Diese Betone können in besonders geeigneter Weise als zusätzliches Bindemittel Gips, Tonerdeschmelzzement und Kalk in variierenden Anteilen im Bindemittelmix enthalten. Üblicherweise werden dem Beton Aggregate wie Kies, Sand und Schotter, Beimahlstoffe wie Aschen, Hochofenschlacken oder Silikastäube und chemische Additive zur Verbesserung, Erzielung oder Vermeidung bestimmter Eigenschaften im fertigen Beton oder zur Optimierung des Mischprozesses zugegeben.
Als Komponente a) kommen für den erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger besonders bevorzugt alkoxylierte natürliche Harze und Kunstharze, propoxylierte oder insbesondere ethoxylierte natürliche Harze und Kunstharze, zum Einsatz. Ethoxylierte natürliche Harze sind ganz besonders bevorzugt.
Vorzugsweise enthält der Trocknungsbeschleuniger höchstens 80 Gew.-%, weiter bevorzugt höchstens 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt höchstens 40 Gew.-% mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen.
Weiterhin bevorzugt enthält der Trocknungsbeschleuniger mindestens 20 Gew.-%, wieter bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und insbesondere mindestens 60 Gew.-% mindestens eines Fließmittels.
Das Fließmittel ist vorzugsweise mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polycarboxylatethern, Polyarylethern, Naphtalinsulfonat, Ligninsulfonat und Melaminsulfonat, wobei Polycarboxylatether und Polyarylether besonders bevorzugt sind und eine besonders schnelle Trocknung ermöglichen. Vorzugsweise werden Polycarboxyalatether als Fließmittel eingesetzt. Hier insbesondere die Varianten oder Mischformen, die den Wassereinsatz bei gleichbleibender Viskosität reduzieren. Beispiele für Polycarboxylatether-Fließmittel, die diese Eigenschaften besitzen, sind MelFlux 239 der BASF oder Produkte der MasterGlenium Reihe der Firma MASTER BUILDERS SOLUTIONS. Hier ist die Auswahl an Herstellern und Produkten groß.
Beispiele für konsistenzbewahrende Fließmittel sind Produkte der MasterEase Reihe der Firma MASTER BUILDERS SOLUTIONS, Fließmittel auf Melaminbasis oder „Verzögerer der VZ-Reihe“ der Firma SIKA. Auch hier ist die Auswahl an Herstellern und Produkten groß.
Für den mindestens einen Entschäumer ist ein Anteil von höchstens 40 Gew.-%, bevorzugt höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 20 Gew.-%, insbesondere höchstens 15 Gew.-% besonders vorteilhaft. Dabei bleibt zu beachten, dass dies für die Konzentration des Wirkstoffs gilt, so dass bei verdünnten Entschäumern aufgrund des Wasseranteils für das Wirkstoff-Wassergemisch auch höhere Einsatzmengen möglich sind.
Besonders bevorzugt enthält die Wirkkomponente des Trocknungsbeschleunigers

a) 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen, und
b) 60 bis 95 Gew.-%, insbesondere 70 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Fließmittels,

Sie enthält also nur die Komponenten a) und b). Ein Gewichtsanteil von mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-% mindestens eines Fließmittels ist dabei besonders bevorzugt.
Eine solche Zusammensetzung bewirkt eine besonders schnelle Trocknung des Baustoffes. Gleichzeitig ist eine gute Verarbeitbarkeit möglich, wenn die Zusammensetzung der Komponenten a) und b) dementsprechend gewählt wird.
Fließmittel unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Wirkung im Beton. Entweder erlauben sie eine Reduktion der eingesetzten Wassermenge bei gleichbleibender Viskosität oder sie erlauben eine längere Verarbeitung des Betons, also eine verzögerte Aushärtung oder eine Mischform aus beiden Eigenschaften. Alle 3 Varianten können im Rahmen dieser Erfindung eingesetzt werden. Das gilt auch für Mischformen, bei denen mehrere Fließmittel gleichzeitig zum Einsatz kommen. Jedoch sind die Varianten, die Wasser einsparen, bevorzugt, da eine reduzierte Wassermenge in Verbindung mit Komponente a) die Trocknung weiter beschleunigt.
Geeignete Fließmittel im Rahmen dieser Erfindung sind Fließmittel auf Basis von Naphthalinsulfonat, Ligninsulfonat, Melaminsulfonat, Polyarylether (PAE) oder Polycarboxylatether (PCE).
Die Komponente a) ist ein natürliches Harz oder ein Kunstharz, welches durch chemische Anpassung wasserlöslich wird. Hierzu wird das Harz alkoxyliert, vorzugsweise ethoxyliert. Ethoxylierung ist die Anlagerung von Ethylenoxid (Oxiran) an das Harz. Das Verfahren ist dem Fachmann hinreichend bekannt.
Mögliche Kunstharze, die für die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen können, sind Phenolharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze (ABS-Harze), Polyacrylate, Alkydharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Vinylesterharze und Furanharze.
Bevorzugt ist die Komponente a) ein natürliches Harz, bevorzugt Balsamharz, welches durch chemische Anpassung wasserlöslich wird. Hierzu wird das natürliche Harz verseift, propoxyliert oder ethoxyliert. Ethoxylierung ist die Anlagerung von Ethylenoxid (Oxiran) an das Harz. Verseifung ist die Hydrolyse eines Esters durch die wässrige Lösung eines Hydroxids oder durch spezielle Enzyme. Alle drei Verfahren sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die ethoxylierte Variante besonders bevorzugt.
Der Ethoxylierungsgrad des Harzes variiert je nach gewähltem Harz. Im Sinne dieser Erfindung ist jeder Ethoxylierungsgrad hinreichend, der das gewählte Harz wasserlöslich werden lässt. Besonders bevorzugt ist Balsamharz mit einem Ethoxylierungsgrad von 30-80 Mol, wie z.B. das Produkt U-Flakes der Firma LEVACO.
Als natürliche Harze sind Tallöl, Wurzelharz, Balsamharz, als Kolophonium bezeichnete Harze und Addukte von Maleinsäure ganz besonders bevorzugt. Weitere bevorzugte Verbindungen als Komponente a) sind Diterpensäuren und Triterpensäuren und ihre Seifen (insbesondere die Kalium- und Natriumseifen). Besonders bevorzugt unter den Diterpensäuren sind Abietane, vor allem Abietinsäure, Neoabietinsäure, Levopimarsäure, Palustrinsäure, Dehydroabietinsäure, sowie Pimarane und Isopimarane, insbesondere Pimarsäure, Sandaracopimarsäure und Podocarpinsäure, und Labdane, insbesondere Copalsäure, Eperuesäure, Labdanolsäure, Polyalthinsäure, Pinifolsäure. Bei den Triterpensäuren sind folgende Substanzen besonders bevorzugt: Dammarolsäure, Tirucallane, insbesondere (Iso)-Masticadienonsäure, Elemolsäure und Elemonsäure, Oleanane, insbesondere Oleanonsäure, Oleanolsäure, Moronsäure und α-Boswelliasäure, Ursane, insbesondere Ursolsäure, Ursonsäure und β-Boswelliasäure sowie das Lupan Lupeolsäure. Auch die aromatischen Säuren Zimtsäure und Benzoesäure sowie deren Benzyl- und andere Ester sind besonders geeignet.
Ganz besonders bevorzugt als Komponente a) ist der Einsatz von ethoxyliertem Balsamharz, wie z.B. das Produkt U-Flakes der LEVACO.
Der Entschäumer (Komponente c) kann aus einer enormen Vielzahl möglicher Entschäumer gewählt werden. Verfügbare Arten von Entschäumern sind silikon-, polymer- und mineralölbasierte Entschäumer. Silikonbasierte Entschäumer sind als Konzentrat, Emulsion, Pulver oder Lösung verfügbar. Polymerbasierte Entschäumer können als Konzentrat, Emulsion oder Lösung vorliegen. Mineralölbasierte Entschäumer sind als Konzentrat oder Emulsion verfügbar. Grundsätzlich können einzelne Varianten auch als gefriergetrocknete Version in Pulverform vorliegen. Die allermeisten Varianten eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, da sie die Luftporen, die von Komponenten a und b erzeugt werden eliminieren. Unterschiede zeigen sich wie folgt:

A- Im Wirkungsgrad:
- In der einzusetzenden Menge, um die im Mischprozess entstehenden Luftporen hinreichend zu eliminieren.
B- In der Verträglichkeit mit dem Bindemittel:
- Eine Unverträglichkeit zeigt sich, indem die 28-Tage Festigkeit der hergestellten Prüflinge nicht die erforderliche Mindestfestigkeit erreicht und die Prüflinge eine geringere Festigkeit aufweisen als das Nullmuster.
C- Temperaturempfindlichkeit:
- Der hergestellte Trocknungsbeschleuniger ist nicht frostsicher. Entweder verliert er seine Wirkung nach Frosteinwirkung komplett oder er muss durch aufwendiges Erwärmen wieder aktiviert werden.

Silikonbasierte Entschäumer schwächen das Betongefüge und verringern die Endfestigkeit eines Betons, da Silikon, wie dem Fachmann bekannt, die Kristallbildung im Beton behindert. Der Einsatz von silikonbasierten Entschäumern ist möglich, aber nur sinnvoll, wenn die erforderlichen Mindestfestigkeiten des Betons im Endprodukt auch sicher erreicht werden. Im Estrich würde das zu einem erhöhten Einsatz von Zement in der Herstellung führen, weshalb silikonbasierte Entschäumer weniger geeignet sind. Ihr Einsatz ist dann sinnvoll, wenn die Beigabe des Trocknungsbeschleunigers als Pulver erfolgen muss.
Neuentwickelte polymerbasierte Entschäumer sind nicht mehr temperaturempfindlich. Die vorher bekannten Nachteile dieser Entschäumer greifen nicht mehr, weshalb sie sind den ölbasierten Entschäumern vorzuziehen sind.
Bisherige polymerbasierte Entschäumer hatten folgende Nachteile: Bei niedrigen Temperaturen kann sich ein Frostschaden einstellen, der mühsames Erwärmen des Trocknungsbeschleunigers notwendig machen kann. Oft ist ein Frostschaden nicht reversibel, der Trocknungsbeschleuniger verliert seine Wirksamkeit insgesamt und der Trocknungsbeschleuniger muss entsorgt werden. Bei zu hohen Temperaturen kann der Entschäumer im Trocknungsbeschleuniger seine Wirkung zumindest teilweise verlieren und muss aufwendig entsorgt werden. Wie gesagt, sind diese Nachteile in den neuesten Varianten dieser Entschäumer nicht mehr gegeben, weshalb sie die besonders bevorzugte Lösung darstellen.
Eine gute Lösung für die vorliegende Erfindung sind mineralölbasierte Entschäumer, die zwar auch frostempfindlich sein können, jedoch ist eine Wirkungseinschränkung durch Frost zumeist reversibel. Hohe Temperaturen (>35°C) sind meistens kein Problem.

Die folgende Tabelle liefert einen Überblick Entschäumer Entschäumer Varianten und ihre Trocknungswirkung i.V.m. Komponenten a und b gegenüber dem 0-Muster

Bezeichnung	Lieferant	Typ	Trocknungswirkung i.V.m. Komponente a&b gegenüber Nullmuster	Nachteil
Dispelair 262	BCD Chemie, Hamburg	Ölbasiert	beschleunigend	-
Dispelair 268	BCD Chemie, Hamburg	Ölbasiert	stark beschleunigend	-

Dispelair 707	BCD Chemie, Hamburg	Polymerbasiert	beschleunigend	nicht frostsicher, temperaursensitiv
FoamClear ESCA NP01 LVW	KCC Basildon	Polymerbasiert	stark beschleunigend	-

Xiameter AFE 0400	BCD Chemie, Hamburg	Silikonbasiert	beschleunigend	Festigkeitsreduzierend
Xiameter ACP 1266	BCD Chemie, Hamburg	Silikonbasiert	stark beschleunigend	Festigkeitsreduzierend
Hoesch FDP	Hoesch Chemie, Düren	Silikonbasiert	beschleunigend	Festigkeitsreduzierend

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind polymerbasierte Entschäumer bevorzugt, sofern sie eine Unempfindlichkeit gegen Frost und eine Stabilität gegenüber Temperaturen über 40°C aufweisen. Alle getesteten Varianten erfüllen den Zweck und entfernen die Luftporen aus einer wässrigen Lösung der Komponenten a und b. Ein Produktbeispiel für polymerbasierte Entschäumer ist ESCA NP01 der KCC BASILDON.
Weiterhin geeignet als Entschäumer sind Polydimethylsiloxan und Silikonmischungen wobei das Molgewicht Mw hier keine Rolle zu spielen scheint. Produktbeispiele sind Dispelair 392 der BCD Chemie, Hamburg, oder Hoesch FDP der Hoesch Chemie, Düren, die vergleichbare Trocknungsergebnisse liefern wie ölbasierte Entschäumer, aber bei den Endfestigkeiten nach 28 Tagen Schwächen aufweisen können. Auch Trin-butyl-phosphat und Triisobutylphosphat sind als Entschäumer sehr geeignete Verbindungen. Die genannten Substanzen sind besonders gut dazu in der Lage die Luftporen, die die die von den Komponenten a) und b) gebildet werden und die die Stabilität des Baustoffes beeinträchtigen können, zu zerstören bzw. zu neutralisieren.
Die Wirkkomponenten können in Verbindung mit weiteren Additiven zum Einsatz kommen. So kann ein kombiniertes Produkt weiterhin ein Salz, ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts, ein Antioxidationsmittel und/oder ein Konservierungsmittel enthalten. Ein kombiniertes Produkt kann also gegebenenfalls weitere Bestandteile umfassen, die auf dem Gebiet der Betone und Gipse üblich sind, wie z.B. Salze wie Calciumnitrat, pH-Einstellmittel, Antioxidationsmittel oder Konservierungsmittel. Der Gesamtanteil solcher optionalen weiteren Bestandteile, falls vorhanden, liegt vorzugsweise bei nicht mehr 35 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-% der Summe der Gewichtsanteile aus Wirkkomponente und weiteren Additiven.
Der Trocknungsbeschleuniger kann dem Bindemittelmix als Pulver ohne weitere Hilfsstoffe zugegeben werden. Liegt der Trocknungsbeschleuniger in Pulverform oder anderer trockener Form vor, kann er dem Zementpulver oder jedem anderen Bestandteil des Betons beigegeben werden. Eine Variante der Herstellung des Trocknungsbeschleunigers als Pulver ist die Gefriertrocknung.
Vorzugsweise wird der Trocknungsbeschleuniger dem Bindemittelmix als Flüssigkeit, gelöst in Wasser als Hilfsmittel, beigegeben, so dass er bevorzugt als wässriger flüssiger Trocknungsbeschleuniger vorliegt. Dies ermöglicht eine besonders einfache Dosierung Dabei beträgt der Wasseranteil besonders vorteilhaft 0,1 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Trocknungsbeschleuniger.
Der Trocknungsbeschleuniger kann also als reine Komponente vorliegen und damit hochdosiert sein. Die Konzentration der Komponenten a, b und c kann hier 100% betragen, wobei Komponente a) vorab in Wasser aufgelöst werden sollte.
Wird der Trocknungsbeschleuniger auf der Baustelle in das Anmachwasser gegeben, so ist die Konzentration des Trocknungsbeschleuniger im Anmachwasser und somit in der Gesamtmischung erheblich geringer. Auf 1 Liter Wasser kommen dann nur noch zwischen 0,1 und 0,4 %o an Trocknungsbeschleuniger. Je nach gewählter Wasserbeigabe im Baustoff kann der Wert auch stärker variieren. Auch in dieser Konzentration ist der Trocknungsbeschleuniger vollumfänglich effektiv, auch wenn sich die Trocknungsdauer aufgrund des erhöhten Wasseranteils erhöhen kann.
Die Beigabe des flüssigen Trocknungsbeschleunigers kann in das Anmachwasser oder in jede beliebige Komponente des Betons erfolgen. Bevorzugt ist jedoch die Beigabe in das Anmachwasser, da er sich dann schneller in der Gesamtmischung verteilt.
Der Trocknungsbeschleuniger kann auch in Zwischenformen vorliegen, die weder fest noch flüssig sind, also als Gel oder zähe Masse.
Der Trocknungsbeschleuniger kann auch als trockener Feststoff, als Pulver oder in jeder anderen nicht flüssigen Art hergestellt und eingesetzt werden. Diese Variante ist aus Gründen der Praktikabilität nicht vorteilhaft. Hierzu können die Komponenten gefriergetrocknet werden oder es werden fest- oder pulverförmige Varianten der Komponenten a, b und c ausgewählt, die als Gemisch in das Anmachwasser gegeben werden.
Der Trocknungsbeschleuniger wird dem Feststoffmix vorzugsweise in einer solchen Menge zugesetzt, dass in der Gesamtmischung zwischen 0,05 Gew.-%o und 4 Gew.‰, insbesondere von 0,1 bis 1 Gew.-‰, enthalten sind. Die erforderliche Menge des Trocknungsbeschleunigers sollte dabei proportional zur Menge des eingesetzten Zementes gewählt werden, wird jedoch von Faktoren wie Zementgüte, Mahlfeinheit des Zements sowie Art und Güte der gewählten Aggregate wie Kies und Schotter und Art und Güte Beimahlstoffe im Zement, beeinflusst. Ein weiterer Einflussfaktor ist die Beigabe von chemischen Additiven, die im Zusammenspiel mit Trocknungsbeschleuniger eine zusätzliche Auswirkung auf die Trocknung haben können.
Die Wassermenge, die einem Bindemittelmix beigegeben wird, variiert je nach Betonanwendung stark, wobei die Beigabemenge in den Bindemittelmix vorzugsweise so gewählt wird, dass das Gewichtsverhältnis von Wasser zu Zement (w/z) im Bereich von 0,2 bis 0,8, bevorzugt 0,25 bis 0,75, besonders bevorzugt 0,35 bis 0,7, liegt. Eine zusätzliche Beigabe von Fließmitteln ist möglich, um den Wasseranteil weiter zu reduzieren oder die Verarbeitungszeit zu verlängern, aber nicht immer sinnvoll, da eine zusätzliche Beigabe von Fließmittel sich negativ auf die Trocknung, auf die gesamte Feststoffmischung oder auf das Endprodukt auswirken kann.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Trocknungsbeschleunigers zur Beschleunigung des Trocknungsvorganges bei Baustoffen, wobei die Baustoffe mindestens eine Substanz, ausgewählt aus Zement, Kalk, Gips und Tonerdeschmelzzement enthalten. Dabei beträgt der Gewichtsanteil des Trocknungsbeschleunigers an der Mischung aus Baustoff und Trocknungsbeschleuniger von 0,05 bis 4,0 Gew.-%o, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew.-%o.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Baustoffe, die den Trocknungsbeschleuniger enthalten, wobei der Baustoff mindestens eine Substanz, ausgewählt aus Zement, Kalk, Gips und Tonerdeschmelzzement, enthält. Dabei ist der Baustoff insbesondere ein vorgefertigtes Fertigbetonelement, ein Betonformteil, ein Baustellenbeton, ein Transportbeton, ein Estrich, insbesondere ein Fließestrich, ein Putz oder eine Verfüllung.
Alle vorstehend zum Trocknungsbeschleuniger beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Verwendung und den erfindungsgemäßen Baustoff.
Der Baustoff kann neben den genannten Komponenten weitere übliche Zusatzmittel enthalten. Beispiele sind Korrosionsinhibitoren, Fließmittel, Schwindreduzierer, Pigmente oder andere chemische Hilfsmittel zur Optimierung der Performance des Endprodukts oder der Verarbeitung, deren Anteil aber in der Regel nicht über 10% liegt.
Gerade für Estriche ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet, da die Trocknungsdauer, die erzielte Restfeuchte, der Verarbeitungsaufwand und die Festigkeitsentwicklung für Estriche oftmals besonders von Bedeutung ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Zementestrichs umfasst die folgenden Schritte:

I) das Mischen aller Komponenten umfassend Zement, Gesteinskörnung, Wasser und des erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger, um eine Estrichmischung zu erhalten,
II) das Verteilen der Estrichmischung in die gewünschte Form/auf der Ausbringungsfläche und
III) das Trocknen/ Aushärten der Estrichmischung.

Im ersten Schritt des Verfahrens werden Komponenten umfassend Zement, Gesteinskörnung, Wasser und den erfindungsgemäßen Trocknungsbeschleuniger gemischt, um eine Estrichmischung zu erhalten. Um einen erfindungsgemäßen F4 Estrich (F4 steht für Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen von mindestens 4,0 N/mm² oder mehr) zu erhalten, werden pro m³ die folgenden Mengen benötigt: Zement (bevorzugt Portlandzement Cem I) 270kg, Kies 1705kg, Wasser 170,1 kg und 1,5 kg Trocknungsbeschleuniger. Die beigegebene Wassermenge kann je nach vorhandener Feuchte im Kies variieren. Die Reihenfolge, in der die Komponenten gemischt werden, ist beliebig. Bevorzugt gibt man jedoch den Trocknungsbeschleuniger in das Wasser zu. Die üblichen Mischvorschriften zur Herstellung solcher Zementmischungen sind einzuhalten.
Wie allgemein bekannt, ist Zement ein anorganisches, hydraulisches Bindemittel. Bei Zugabe von Wasser bilden sich aus den Zementklinkerphasen Hydrate, wobei Wasser gebunden wird und der Zementleim sich unter Bildung des festen Zementsteins bzw. Zementprodukts verfestigt bzw. aushärtet. Der Zement umfasst vorzugsweise Portlandzement. Zur Herstellung von Zement wird Klinker bzw. Zementklinker entweder allein oder mit weiteren Hauptbestandteilen und/oder bis zu 5 Gew.-% Nebenbestandteilen fein gemahlen. Zur Regelung des Erstarrens wird ferner Calciumsulfat in Form von REA-Gips und/oder Anhydrit) zugesetzt.
Als weitere Hauptbestandteile und/oder Nebenbestandteile zur Herstellung des Zements können latent hydraulische und/oder puzzolanische und/oder inerte Zusatzstoffe zugesetzt werden. Beispiele sind Hüttensandmehl, Puzzolane, wie getempertes Phonolith oder Trass, Flugaschen, gebrannter Ölschiefer, Kalksteinmehl und Silikastaub. Zemente werden gemäß der Zusammensetzung klassifiziert. Hierfür existieren unterschiedliche, teilweise länderspezifische Normen, z.B. die DIN EN 197-1, in der die Zemente bezüglich des Anteils an Zementklinker und, falls vorhanden, der Art und Menge weiterer Bestandteile klassifiziert werden. Das erfindungsgemäße Additiv ist für alle Zementtypen geeignet, insbesondere für Portlandzement und Portlandkompositzemente, die neben Portlandzement z. B. mindestens einen weiteren Hauptbestandteil, ausgewählt aus Hüttensandmehl, Silikastaub, Puzzolanen, Flugaschen, gebranntem Ölschiefer oder Kalksteine umfassen. Für Estriche sind Portlandkompositzemente bevorzugt.
Gemäß Klassifizierung in der Norm DIN EN 197-1 handelt es sich daher bevorzugt um einen Zement vom Typ CEM I (Portlandzement) oder CEM II (Portlandkompositzement). Für Estriche besonders geeignet ist ein Zement vom Typ CEM I und CEM II/A oder CEM II/Bmit Kalksteinmehl der Klasse 42,5 R oder 42,5 N. Natürlich eignen sich auch Zementtypen, die bezüglich einer anderen Norm klassifiziert sind.
Je nach Anwendung variierend kann der Bindemittelmix Tonerdezement enthalten. Zwar ist Tonerdezement kostspielig, aber es hilft der Aushärtung von Portlandzement. Diese kann so schnell erfolgen, dass der Feststoffmix verzögert werden muss, um verarbeitbar zu bleiben. Portland/Tonerdezement schwindet zum Teil stark. Trocknungsgeschwindigkeit und Schwinden machen Tonerdezement keinen sinnvollen Bestandteil eines Estrichs, jedoch können andere Anwendungen diese Kombination bevorzugen. Auch beim Estrich kann der eingesetzte Bindemittelmix geringe Mengen an Tonerdezement enthalten, wobei nicht mehr als 5 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittelmixes Tonerdezement sein können, was aber, wie gesagt, nicht bevorzugt ist.
Als Gesteinskörnung können übliche Materialien verwendet werden, wie z.B. Rundkorn oder gebrochene Sande und/oder Kies, wobei eine Gesteinskörnung bis 8 mm bevorzugt wird. Eine Estrichmischung kann z.B. bis 4 mm Größtkorn, oder ein Beton bis 8 mm Größtkorn enthalten. Estriche werden auf Böden jeder Art aufgebracht, um eine feste, ebene Basis zu bieten. Die Estrichmischung ist bevorzugt kein Fließestrich.
Beispiele
Testmethoden:
Um den Ausweis der tatsächlichen Restfeuchte zu gewährleisten, werden nur die beiden Testmethoden nach Norm DIN EN 18560 Teil 1 angewandt. Insbesondere bei Anwendung von Methode 1 wird so sichergestellt, dass die tatsächliche Restfeuchte ausgewiesen wird, sofern die Trocknungstemperatur von 105°C gewählt, die Trocknung nicht vorzeitig abgebrochen und über die Dauer des Trocknungsprozesses beibehalten wird. Eine geringere Temperatur lässt Feuchte im getesteten Material zurück.
Testmethode 1:
Gravimetrische Feuchtemessung gemäß DIN EN 18560 Teil 1 (auch Trocknung im Darr-Ofen genannte). Hier wird eine Probe der hergestellten Beispielmischung entnommen und bei 105°C die nicht chemisch gebundene Feuchtigkeit herausgelöst. Die Gewichtsdifferenz aus Startgewicht und Endgewicht bei Gewichtskonstanz wird durch das Endgewicht geteilt und so die Restfeuchte in % bestimmt.
Testmethode 2:
Calciumcarbid Methode (CM Methode). Zur Durchführung einer CM Messung gibt es standardisierte Testbausätze, die käuflich im Markt erworben werden können. Diese Testbausätze enthalten alle für die Testdurchführung benötigten Komponenten, so auch den Testbehälter, in dem der zu testende Estrich mit dem Calciumcarbid versetzt wird. Dieser Behälter wird umgangssprachlich auch CM Flasche genannt Ablauf einer CM Messung: Es wird eine Estrichprobe entnommen und in den Testbehälter gegeben. Dazu kommen Stahlkugeln und Glasampullen mit Calciumcarbidfüllung. Dann wird der Testbehälter geschüttelt, wobei das Calciumcarbid freigesetzt wird. Das Restwasser der Probe reagiert mit dem Calciumcarbid und entwickelt ein Gas. Der durch das Gas entstehende Gasdruck wird ermittelt und daraus die Restfeuchte bestimmt.
Weitere Methoden zur Bestimmung der Restfeuchte sind laut DIN EN 18560 nicht zugelassen.
Beispiele Trocknungsbeschleuniger (alle Angaben pro kg)
Trocknungsbeschleuniger Variante 1:

4,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
20 % PCE Fließmittel 239 der BASF
0% Entschäumer,
76,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 2:

4,0% verflüssigtes ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
20 % Fließmittel MasterEase 5452 der Master Builders Solution
0% Entschäumer,
76,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 3:

6,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
25,0% PCE Fließmittel Dynamon 1012 der Firma MAPEI
1,5% Entschäumer XiaMeter AF-0400 der DOW Europe
67,5% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 4:

8,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
30,0% PCE Fließmittel VZ 2 der Firma SIKA
6,0% Entschäumer, DISPELAIR 707 der BCD Chemie
56,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 5:

10,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
0,0% PCE Fließmittel
3,0 % Entschäumer Berolan DF-100 der CASEA Deutschland GmbH
87,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 6:

12,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
0,0% PCE Fließmittel
0,0 % Entschäumer
88,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 7:

4,0% ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
70,0% PCE Fließmittel 239 & 1012
0,0 % Entschäumer
26,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 8:

8,0% verflüssigtes ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
50,0% PCE Fließmittel VZ2 & 239
4,0 % Entschäumer
38,0% Wasser

Trocknungsbeschleuniger Variante 9:

12,0% verflüssigtes ethoxyliertes Harz (U-Flakes / LEVACO)
30,0% PCE Fließmittel 988 & 246
7,0 % Entschäumer
51,0% Wasser

Beispiele Betonmischungen
Beispiel 1 Estrich:
Standardestrich CTF4 (CTF4 steht für Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen von mindestens 4,0 N/mm²):

Ein Estrich der Klasse CTF4 besteht aus den Bestandteilen Zement, Wasser und Kies. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:
- • Zement (z.B. CEM I, 42,5N) 270kg
- • Kies 1705kg
- • Wasser 170,1 kg
- • Trocknungsbeschleuniger Variante 1 bis 10: 1,50kg.

Die Mischung erfolgt üblicherweise in einem Estrichmischer, welcher üblicherweise 200 Liter Mischvolumen besitzt. Die Mischreihenfolgen ist gleich, jedoch hat sich in der Praxis die folgende Reihenfolge etabliert: 1. Teilmenge Kies, 2. Zement, 3. Wasser, 4. Restmenge Kies. Dabei wird der jeweilige Trocknungsbeschleuniger (Varianten 1 bis 9) zur besseren Verteilung vorab dem Wasser beigegeben.
Testdurchführung und Betrachtung der Testergebnisse:
Um den Grad der beschleunigten Trocknung zu ermitteln, werden jeweils ein Bindemittelmix mit den verschiedenen Varianten an Trocknungsbeschleuniger und ein identischer Mix ohne Trocknungsbeschleuniger hergestellt und das Trocknungsverhalten dieser beiden Mischungen verglichen (Testmethode: Gravimetrische Feuchtemessung gemäß DIN EN 18560 Teil 1). Je nach Zusammensetzung des Bindemittels und des eingesetzten Trocknungsbeschleunigers ergeben sich bei den Beispielmischungen Unterschiede im Trocknungsverhalten, wobei die Trocknungsdauer der Varianten mit Trocknungsbeschleuniger im Rahmen dieser Patentschrift immer geringer ist, als die ohne Trocknungsbeschleuniger, sofern beide Varianten vergleichbaren Trocknungsbedingungen unterliegen.

Für den nach Beispiel 1 hergestellten Estrich mit den Trocknungsbeschleunigern nach Variante 1-9 sowie das Nullmuster („Variante 10“) ergeben sich die folgenden Werte für die Restfeuchte: Trocknungsbeschleuniger Wirkungsgrad des Trocknungsbeschleunigers

Beschleuniger für Estrich CTF4
Variante	Komponente b	Komponente a	Komponente c	Feuchte 7-Tage*	Feuchte 10-Tage*
1	PCE 239	U Flakes	-	3,38%	3,04%
2	PCE 239	MasterEase 5452	-	3,32%	3,02%
3	PCE 1012	U Flakes	Xiameter AF-0400	3,25%	3,04%
4	PCE -VZ 2	U Flakes	Dispelair 707	3,42%	3,19%
5	-	U Flakes	Berolan DF-100	3,76%	3,51%
6	-	U Flakes	-	3,92%	3,28%
7	PCE 239 & 1012	U Flakes	-	3,27%	3,05%
8	PCE VZ2 & 239	U Flakes	Hoesch FDP	3,20%	2,90%
9	PCE 988 & 246	U Flakes	Xiameter AFE-1266	3,26%	2,93%
10	0-Muster, keine Beigabe TB			5,12%	4,71%
* Restfeuchte ermittelt durch gravimetrische Feuchtemessung gemäß DIN EN 18560 Teil 1 im Darr Ofen

Beispiel 2 Transportbeton:
Transportbeton für Bodenplatten, Festigkeitsklasse C 20/25:
Ein Transportbeton dieser Klasse hat eine Druckfestigkeit von 25 N/mm2 und besteht aus den Bestandteilen Zement, Wasser und Kies. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:

• Zement (CEM I, 42,5R) 350kg,
• Aggregate (einschließlich Mehlkorn und Feinstsand) bis 800kg
• Größtkorn 16 mm bis maximal 30% des Gesamtgewichts pro m3
• Wasser 165kg,
• Additive bis 15% des Gesamtgewichts der Mischung
• Trocknungsbeschleuniger Variante 2: 2,0 kg.

Die Mischung erfolgt üblicherweise im Transportbetonwerk, die Anlieferung an die Baustelle erfolgt per Transportmischer. Bei der Herstellung des Betons ist die Mischreihenfolge gleich, jedoch hat sich in der Praxis bewährt die Additive dem Anmachwasser beizugeben, damit sie sich besser in der Mischung verteilen.
Beispiel 3 Fertigbetonteile:
Beton für Standardbauteile (z.B. Bordsteine), Festigkeitsklasse C 16/20:
Ein Beton dieser Klasse hat eine Druckfestigkeit von 20 N/ mm2 und besteht aus den Bestandteilen Zement, Wasser und Kies. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:

• Zement (CEM I, 42,5R) 240kg,
• Aggregate (einschließlich Mehlkorn und Feinstsand) bis 750kg
• Größtkorn bis maximal 20% des Gesamtgewichts pro m3
• Wasser 180kg maximal,
• Additive bis 15% des Gesamtgewichts der Mischung
• Trocknungsbeschleuniger Variante 2: 2,0 kg.

Die Mischung erfolgt üblicherweise in werkseigenen Mischanlagen des Fertigteilherstellers. Die genaue Rezeptur ist oft Betriebsgeheimnis, insbesondere die Art und Zusammensetzung der Additive, da aus wirtschaftlichen Gründen ein schnelles Ausschalen und ein schnelles Trocknen gewünscht werden. Bei der Herstellung des Betons ist die Mischreihenfolge gleich, jedoch hat sich in der Praxis bewährt die Additive dem Anmachwasser beizugeben, damit sie sich besser in der Mischung verteilen.
Beispiel 4:
Estrich CTF5 (CTF5 steht für Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen von mindestens 5,0 N/mm²):
Ein Estrich der Klasse CTF5 besteht aus den Bestandteilen Zement, Wasser und Kies. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:

• Zement (Cem II, 42,5N) 335kg
• Kies 1.705kg
• Wasser 530kg
• Trocknungsbeschleuniger Variante 6: 1,75 kg.

Die Mischung erfolgt üblicherweise in einem Estrichmischer, welcher üblicherweise 200 Liter Mischvolumen besitzt. Die Mischreihenfolgen ist gleich, jedoch hat sich in der Praxis die folgende Reihenfolge etabliert: 1. Teilmenge Kies, 2. Zement, 3. Wasser, 4. Restmenge Kies. Dabei wird der Trocknungsbeschleuniger vorab dem Wasser beigegeben, damit er sich optimal im Mischer verteilt.
Beispiel 5: Baustellenbeton für Decken und Wandelemente:
Beton für Wandbauteile, Festigkeitsklasse C 25/30:
Ein Beton dieser Klasse hat eine Druckfestigkeit von 30 N/ mm2 und besteht aus den Bestandteilen Zement, Wasser und Kies. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:

• Zement (CEM I, 42,5R) 280kg,
• Aggregate (einschließlich Mehlkorn und Feinstsand) bis 750kg
• Größtkorn bis maximal 20% des Gesamtgewichts pro m3
• Wasser 168kg maximal,
• Additive bis 15% des Gesamtgewichts der Mischung
• Trocknungsbeschleuniger Variante 7: 1,5 kg.

Die Mischung erfolgt üblicherweise in werkseigenen Mischanlagen des Fertigteilherstellers. Die genaue Rezeptur ist oft Betriebsgeheimnis, insbesondere die Art und Zusammensetzung der Additive, da aus wirtschaftlichen Gründen ein schnelles Ausschalen und ein schnelles Trocknen der Fertigteile gewünscht werden. Bei der Herstellung des Betons ist die Mischreihenfolge gleich, jedoch hat sich in der Praxis bewährt die Additive dem Anmachwasser beizugeben, damit sie sich besser in der Mischung verteilen.

Claims

Trocknungsbeschleuniger für einen Baustoff auf Zementbasis, bestehend aus einer Wirkkomponente, die folgenden Substanzen enthält: a) 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere 2 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 40 Gew.%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen, b) 0 bis 99 Gew.-%, insbesondere 40 bis 98 Gew.-%, bevorzugt 60 bis 90 Gew.%, mindestens eines Fließmittels und optional c) 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-% mindestens eines Entschäumers, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt.
Trocknungsbeschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkoxylierten Harze und Kunstharze propoxylierte oder insbesondere ethoxylierte Harze und Kunstharze sind.
Trocknungsbeschleuniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Substanz c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus silikonbasierten, polymerbasierten und mineralölbasierten Entschäumern sowie Entschäumern auf Basis von pflanzlichen oder tierischen Ölen, wobei die polymerbasierten Entschäumer bevorzugt sind.
Trocknungsbeschleuniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkkomponente a) 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 10 bis 30 Gew.-%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen alkoxylierten Harzen und alkoxylierten Kunstharzen, und b) 60 bis 95 Gew.-%, insbesondere 70 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Fließmittels enthält, wobei die Summe der Komponenten a) und b) 100 Gew.-% ergibt.
Trocknungsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz oder Kunstharz der Substanz b) ausgewählt ist aus mindestens einer Verbindung der Gruppe bestehend aus Tallöl, Wurzelharz, Balsamharz, Kolophonium und Addukten von Maleinsäure, wobei Balsamharz und Kolophonium besonders bevorzugt sind.
Trocknungsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließmittel mindestens eine Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polycarboxylatethern, Polyarylethern, Naphtalinsulfonat, Ligninsulfonat und Melaminsulfonat ist.
Trocknungsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er als Hilfsmittel Wasser enthält, wobei der Wasseranteil 0,1 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 80 Gew.-%, insbesondere 30 bis 60 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Trocknungsbeschleuniger, beträgt.
Verwendung des Trocknungsbeschleunigers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Trocknungsbeschleuniger für Baustoffe auf Zementbasis.
Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Trocknungsbeschleunigers an der Mischung aus Baustoff (Bindemittel) und Trocknungsbeschleuniger von 0,05 bis 4,0 Gew.-%o, insbesondere von 0,1 bis 1,0 Gew.-‰, beträgt.
Baustoff auf Zementbasis, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff des Weiteren einen Trocknungsbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.
Baustoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff von 0,05 bis 4,0 Gew- ‰ vorzugsweise 0,1 bis 1,0 Gew- ‰, Trocknungsbeschleuniger enthält.
Baustoff nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsbeschleuniger in pastöser oder gelartiger Konsistenz beigegeben wird.
Baustoff nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsbeschleuniger als Feststoff, insbesondere in Pulverform enthalten ist.
Baustoff nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsbeschleuniger in gefriergetrockneter Form enthalten ist.
Baustoff nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff eine Betonmischung ist, aus der ein vorgefertigtes Fertigbetonelement, ein Betonformteil, ein Baustellenbeton, ein Transportbeton oder ein Estrich, auch ein Fließestrich, hergestellt werden kann.