DE1237485B

DE1237485B - Verfahren zur Verbesserung der Oberflaechen-eigenschaften von Leichtzuschlagstoffen

Info

Publication number: DE1237485B
Application number: DE1964F0042082
Authority: DE
Inventors: Dr Kurt Schaupp
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1964-02-21
Filing date: 1964-02-21
Publication date: 1967-03-23
Also published as: LU48000A1; BE659976A; NL6501970A

Description

Verfahren zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Leichtzuschlagstoffen Leichtbaustoffe finden besonders zur Herstellung von wärme- und schalldämmenden Bauteilen Verwendung. Es handelt sich .dabei meist um voluminöse Stoffe, wie z. B. Bims, Perlite, Vermiculite, Blähton, Holz usw. Die Hohlräume dieser Stoffe sind mit Luft gefüllt und saugen sich nach Wasserzugabe teilweise mit diesem voll. Stellt man nun mit einem solchen Material unter Zugabe eines Bindemittels, wie z. B. Zement, Anhydrit, Gips usw., und Wasser einen Mörtel her, so saugen sich die Stoffe mit poröser Oberfläche voll Wasser. Der verarbeitete Mörtel (z. B. als Fertigelement, Estrich oder Putz) bedarf dadurch relativ langer Austrocknungszeiten, die einer schnellen Baufertigstellung im Wege stehen. Außerdem sind die hierbei erzielbaren Festigkeiten wesentlich geringer, als sie z. B. bei einem kleineren Wasserfaktor erzielt werden können.
Man hat versucht, durch Zusatz geeigneter Kunststoffe oder solcher Stoffe, deren Kombination im Mörtel durch Polymerisation oder Kondensation erhärtende Verbindungen ergeben, die hergestellten Bauelemente zu verfestigen. Diese Verfahren bringen durch den Einbau eines hochpolymeren Gerüstes in den Mörtel zweifellos Festigkeitserhöhungen, verhindern aber nicht die Saugwirkung der erwähnten Zuschlagstoffe und damit die langen Austrocknungszeiten.
In der deutschen Patentschrift 805 861 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem schaumige oder poröse Massen, wie z. B. Hochofenschlacke, Bims, Glasbeton, Kieselgur usw., unter Anwendung von Druck bzw. Vakuum mit einem Stoff behandelt werden, der die Hohlräume dieser porösen Massen ausfüllt. Aus diesen Zuschlagstoffen kann dann mit Hilfe eines Bindemittels, wie Zement, Kalk oder Gips, ein Baukörper mit bestimmten statischen Eigenschaften hergestellt werden.
In der deutschen Patentschrift 918 613 werden spezielle Zuschlagstoffe aus Tonformlingen hergestellt, deren Oberfläche durch einen Erhitzungsprozeß mit einer Glasur überzogen wird.
In der deutschen Auslegeschrift 1049 764 werden schließlich Asbestfasern mit Kunst- und/oder Naturkautschuk imprägniert und anschließend mit Zement als Bindemittel zu Estrichen verarbeitet.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Perlit zur Herstellung von Estrichen und Bauteilen mit Anhydrit als Bindemittel, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Perlit vor .der Verarbeitung mit einem überzug aus Kunststoffen, vorzugsweise aus Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid, versehen wird. Die Verwendung der erfindungsgemäß vorbehandelten Perlite hat den Vorteil, daß die Hohlräume dieses Leichtzuschlagstoffes nicht nur erhalten bleiben, sondern auch verbessert werden. Es tritt nämlich eine gewisse Verfestigung auf, ohne daß die elastischen Eigenschaften im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren verändert werden. Sehr wesentlich ist auch, daß die gasgefüllten Hohlräume gestatten, Bauteile mit sehr guten wärmeisolierenden Eigenschaften herzustellen.
Da es ferner bekannt ist, daß Anhydritestriche bzw. -bauteile hinsichtlich ihrer Festigkeit sehr wesentlich von den verwendeten Zuschlagstoffen abhängig sind, muß es sehr überraschen, daß es durch den im erfindungsgemäßen Verfahren vorbehandelten Perlit gelingt, Festigkeiten zu erreichen, die erheblich über den Festigkeitswerten liegen, die mit unbehandeltem Perlit sowie mit anderen üblichen Zuschlagstoffen erzielt werden.
Die gewünschten überzöge können auf die Oberfläche der Zuschlagstoffe aufgebracht werden, indem diese mit Lösungen oder Dispersionen von Kunststoffen behandelt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Überzüge aus Vorkondensationsprodukten von Kunststoffen bzw. aus monomeren Ausgangsprodukten direkt auf den Leichtzuschlagstoffen zu erzeugen.
Es wurde beobachtet, daß nicht nur die Wasseraufnahmefähigkeit der mit den Kunststoffen überzogenen Produkte stark herabgesetzt wird und deren Festigkeit wesentlich ansteigt, sondern auch die Abbindegeschwindigkeit des damit hergestellten Mörtels und .die mechanischen Werte der aus diesen vorbehandelten Zuschlagstoffen hergestellten Bauteile, wie z. B. Fertigteile, Estriche, schalldämpfende und wärmeisolierende Mörtelverkleidungen usw., in vorteilhafter Weise verändert werden. Es wird angenommen, daß bei der Behandlung des Perlites mit Kunststoffen nicht nur Umhüllungen gebildet werden, sondern auch die Poren bzw. die Hohlräume dieser Stoffe zumindest teilweise ausgefüllt und damit versteift werden. Zur Herstellung der Bauteile, Estriche, schalldämpfenden und wärmeisolierenden Verkleidungen usw. läßt sich als Bindemittel bevorzugt Anhydrit eventuell im Gemisch mit anderen Zuschlagstoffen, wie Sand, gemahlene Schlacke u. a., verwenden. Es können jedoch auch alle anderen üblichen Bindemittel eingesetzt werden.
Die Vorbehandlung der Leichtzuschlagstoffe zur Erzeugung eines Kunststoffüberzuges kann auf sehr verschiedene Weise erfolgen.
Die zu behandelnden Stoffe können z. B. in Mischbehältern mit Kunststoffdispersionen oder -lösungen besprüht oder getränkt werden, eventuell unter gleichzeitiger Erwärmung bis zur Entfernung des Dispersions- oder Lösungsmittels. Die Trocknung kann jedoch auch in einem nachgeschalteten Arbeitsgang durchgeführt werden. Die Zuschlagstoffe können ferner im Tauchverfahren getränkt werden, wobei es dann zweckmäßig ist, daß die anschließende Trocknung unter Bewegung des Gutes erfolgt, um ein Zusammenbacken der Teilchen zu vermeiden. Schließlich kann z. B. bei der Herstellung des expandierten Perlites im Anschluß an die Expandierung das vorgekühlte, jedoch noch heiße Ofengut mit der Kunststofflösung oder -dispersion behandelt werden, eventuell unter Rückgewinnung des Lösungs- oder Dispersionsmittels, wobei gleichzeitig eine rasche Abkühlung des Ofengutes bewirkt wird. Ferner ist es möglich, die Behandlung der Leichtbaustoffe direkt vor deren Verarbeitung durchzuführen. Dazu wird in einer Mörtelmischmaschine der Leichtbaustoff zunächst mit einer Kunststoffdispersion versetzt und so lange gemischt, bis die Oberfläche der Zusatzstoffe trocken erscheint. Anschließend kann die Mörtelherstellung in üblicher Weise unter Zumischen von Wasser, Bindemitteln und eventuell anderen Zuschlagstoffen erfolgen.
Es ist nicht notwendig, die Kunststoffe selbst in Dispersion bzw. in Lösung zu verwenden. Die Polymerisation oder Kondensation der Kunststoffe kann auch auf den Leichtbaustoffen aus den betreffenden monomeren oder Vorkondensationsprodukten bewirkt werden.
Als Kunststoffe eignen sich alle Produkte, die fest auf den Leichtbaustoffen haften und diesen wasserfeste und vorzugsweise wasserdichte Überzüge verleihen.

Die Oberflächen der Leichtbaustoffe dürfen durch die erfindungsgemäße Behandlung nicht hydrophobiert werden. Die Kunststoffe sollen daher hydrophile Gruppen einpolymerisiert enthalten, um eine gute Mischbarkeit und Benetzungsfähigkeit der Leichtbaustoffe im Mörtelgemisch zu gewährleisten. Zur Anwendung können demzufolge kommen: Polyacrylate (Polymerisate der Acrylsäure und Methacrylsäure sowie ihre Derivate); Polyurethankunststoffe; Polyester, insbesondere ungesättigte Polyester

Mörtel-

3-Tage-Werte

Versuch Nr. Mischungs- Wasserbindemittel-

verhältnis faktor

Biegezugfestigkeit Druckfestigkeit

kpdlcm$ kpä/cmz

I ................... 1:1 0,41 18 73

Körnung ............. 1:1,5 0,52 15 44

0 bis 1 mm ........... 1-2 0,63 11 35

II ................... 1:1 0,40 20 75

Körnung ........ . .... 1:1,5 0,48 18 56

0 bis 3 mm ........... 1: 2 0,55 12 41

in .................. 1:1 0,37 31 151

Körnung ............. 1:1,5 0,38 29 116

0 bis 3 mm ........... 1:2 0,40 20 81

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung von Perlit zur Herstellung von Estrichen und Bauteilen mit Anhydrit als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Perlit vor der Verarbeitung mit einem überzug aus Kunststoffen, vorzugsweise aus Polyvinylacetat oder Polyvinylchlorid, versehen wird.
2. Verwendung von Perlit nach Anspruch 1 zur Herstellung von Estrichen und Bauteilen mit Anhydrit als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Perlit verwendet wird, der mit Emulsionen bzw. Lösungen von Kunststoffen besprüht wurde. in Lösung von unpolymerisierbaren Vinyl- und/oder Vinylidenmonomeren; Polymerisate oder Nfischpolymerisate von Vinylestern (z. B. Polyvinylacetat, Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeren); Polyvinylchlorid, Alkydharze; Phenol- oder Melaminformaldehydharze sowie deren Vorkondensate, vorzugsweise deren wasserlösliche Vorkondensate. Diese wasserlöslichen Vorkondensate haben den Vorteil, daß sie sehr einfach auf die Leichtbaustoffe gebracht werden können. Die Trocknung und Kondensation kann in einem Verfahrensschritt zusammengefaßt werden. Frischgeblähte Perlite kann z. B. in noch heißem Zustand mit diesen Lösungen besprüht werden. Weiterhin können Mischpolymerisate auf derBasis Butadien-Acrylester oder -Styrol usw. eingesetzt werden. Als Lösungs- und Dispersionsmittel kommen neben Wasser alle aus der Kunststoffchemie bekannten Lösungsmittel in Frage, die wirtschaftlich anwendbar sind und sowohl gegen die Kunststoffe als auch gegen die Leichtbaustoffe inert sind. Daneben können dispergierende Zusätze, organische Lösungsvermittler und andere aus der Kunststoffchemie bekannten Hilfsmittel, wie Polymerisationsbeschleuniger usw., verwendet werden. Beispiel Perlit normaler Körnung (0 bis 3 mm) wurde wie folgt behandelt. Polyvinylacetat wurde mit Wasser und einem 2o/oigen Zusatz des Diäthylaminsalzes der Ölsäure zu einer 50°/oigen Suspension dispergiert. Das Polyvinylacetat hatte ein Molekulargewicht von etwa 500 000. Vor Gebrauch wurde die PVA-Dispersion mit Wasser 1: 4 verdünnt. Mit dieser verdünnten Dispersion wurde das Perlit in einer Mischtrommel besprüht und anschließend getrocknet. Anschließend wurde dieses vorbehandelte Perlit mit Anhydrit im Verhältnis 1:1, 1,5:1, 2:1 zu schwimmend verlegten Estrichen verarbeitet (Versuch III). Zum Vergleich wurde Perlit der gleichen Körnung (Versuch II) und Perlit feiner Körnung [0 bis 1 mm] (Versuch I) in den gleichen Mischungsverhältnissen mit Anhydrit zu Estrichen verarbeitet. Aus diesen Mörteln wurden Estriche und zur Prüfung Mörtelprismen hergestellt. Außerdem wurden später aus den abgebundenen Estrichen Proben herausgeschnitten und nach den DIN-Vorschriften (DIN 1164 bzw. DIN 4109) geprüft (s. Tabelle und A b b. 1 und 2). Die Versuchsergebnisse zeigen, daß der Wasserbindemittelfaktor bei vorbehandeltem Perlit wesentlich erniedrigt wird. Gegenüber den Estrichen aus unbehandeltem Perlit nimmt die Druckfestigkeit der mit vorbehandeltem Perlit hergestellten Proben erheblich höhere Werte an, wobei nicht nur eine zeitliche Verschiebung der Druckfestigkeit gegenüber dem unbehandelten Perlit auffällt, sondern auch eine Erhöhung des Absolutwertes auftritt. In gleicher Weise wird auch die Biegezugfestigkeit verbessert. Prismen Herausgeschnittene 7-Tage-Werte 28-Tage-Werte Estrichplatten 28-Tage-Werte Biegezug- Druckfestigkeit IKugeldruckhärte Biegezug- Druckfestigkeit lKugeldruckhärte f stigke kpd/cm$ kpd/cmE I kpd/cm2 kpd/cm2 kpd/cmE 31 108 2,4 43 153 3,1 24 22 62 1,2 31 96 1,7 18 21 I 58 1,0 25 77 1,4 12 i 32 107 3,5 38 142 4,1 24 29 88 3,2 34 119 2,8 23 24 75 2,4 30 101 1,9 15 38 168 10,7 46 209 11,4 31 31 129 8,9 42 168 8,9 27 i 26 92 3,9 32 141 5,1 20
3. Verwendung von Perlit nach Anspruch 1 und 2 zur Herstellung von Estrichen und Bauteilen mit Anhydrit als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß ein Perlit verwendet wird, der im Anschluß an die Expandierung in noch heißem Zustand mit Lösungen oder Suspensionen von Kunststoffen bzw. deren polymerisations-oder kondensationsfähigen Vorprodukten behandelt wurde. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 805 861, 918 613; deutsche Auslegeschrift Nr. 1049 764.