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Als überzugsmasse dienende Zementschlämmen Die Erfludung betrifft
als überzugsmasse dienende Zementschlämmen mit einem Gehalt an Salzen der Erdalkali-
und/oder Erdmetallgruppe, gegebenenfalls auch der Eisenmetallgruppe.
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Bei den bekannten Zementschlämmen zur Beschichtung von Bau- und Werkstoffen
handelt es sich um hochgradig wasserhaltige, relativ dünnflüssige Gemische, welche
ausschließlich oder überwiegend Zement, gegebenenfalls auch noch kleinere Mengen
von feinkörnigen Magerungsmitteln, wie etwa Quarzmehl, Asbest- oder Glasfasern od.
dgl., enthalten.
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Derartige Zementschlämmen unterscheiden sich hinsichtlich Zusammensetzung
und Verwendung maßgeblich von Mörtel und Beton, deren mengenmäßiger Hauptbestandteil
umgekehrt die Zuschläge sind und bei denen zur Erreichung einer guten Qualität ein
möglichst geringer Wasserzusatz erfolgen soll.
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Demgegenüber enthalten die zur Beschichtung von Bau- und Werkstoffen
dienenden Zementschlämmen gerade einen besonders hohen Wasserzusatz, der nicht nur
die verarbeitungstechnisch zum Streichen, Spritzen od. dgl. erforderliche flüssige
Konsistenz gewährleistet, sondern zugleich auch den in der mehr oder minder dünnen
Auftragsschicht durch Verdunstung und auf saugfähigem Untergrund auch noch durch
Absaugung erfolgenden Wasserverlust kompensieren soll. Aber auch mit maximalen bis
an die Grenze der noch verarbeitbaren Konsistenz reichenden Wassergehalten der einfachen
Zementschlämmen kann nicht verhindert werden, daß die frisch hergestellte Beschichtung
in verhältnismäßig kurzer Zeit völlig austrocknet, so daß der an sich mehrere Wochen
benötigende Erhärtungsprozeß je nach den Temperatur- bzw. Wetterbedingungen
schon nach Stunden, spätestens nach wenigen Tagen zum Stillstand kommt.
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Infolgedessen können derartige dünne Beschichtungen nicht annähernd
die an sich dem Zement innewohnenden Festigkeitseigenschaften erreichen; sie bleiben
verhältnismäßig mürbe und unbeständig. Auch durch Mitverwendung wasserspeichernder
Zusätze, wie beispielsweise Kalkhydrat oder wasserlösliches Cellulosehydrat, konnte
dieser Mangel bisher nicht beseitigt werden.
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Schließlich konnte auch die ebenfalls bekannte Maßnahme, die Erhärtungsgeschwindigkeit
der Zementschlämmen durch die Mitverwendung abbindebeschleunigender Erdalkali- oder
Erdmetallchloride, -nitrate und/oder -sulfocyanide zu steigern, nicht zu einer nachhaltigen
Qualitätsverbesserung der Zementschlämmen führen. Bei Mitverwendung derartiger,
vorschlagsgemäß 7 bis 8 1/o des Zementes betragender Metallsalzzusätze
wird nämlich auch die Zeitspanne der Verarbeitbarkeit zufolge einer mit der starken'
Abbindebeschleunigung einhergehenden Verfrühung des Abbindebeginns und also früzeitiger
Verdickung und Versteifung untragbar verkürzt.
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Man kann nun zwar, wie vorgeschlagen wurde, durch übermäßig hohe,
80 bis 100 1/o des Zementes betragende Wasserzusätze nach bekannter
Gesetzmäßigkeit den Abbindebeginn und die Versteifung der durch Metallsalze beschleunigten
Zementschlämmen wieder hinauszögern, jedoch führt eine derartige Verwässerung der
Zementschlämmen zu einer entsprechenden Erniedrigung ihres Körpergehaltes, so daß
nur noch dünne und schlecht deckende Beschichtungen erzielt werden und wiederholte
Anstriche erforderlich sind.
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Ein besonderer Nachteil der Mitverwendung derart hoher, im Normalfall
schon 7 bis 8 1/o des Zementes betragender Metallsalzanteile liegt
darin, daß die Tendenz zur Schwindrißbildung stark ansteigt. Außerdem besteht bei
derartig metallsalzreichen Zementschlämmen eine erhöhte Neigung zu Ausblühungen
und Verfärbungen. Schließlich kann die Anwesenheit derart großer elektrolytisch
wirksamer Metallsalzmengen unter anderem die Homogenität und Verarbeitbarkeit von
Zementschlämmen entscheidend beeinträchtigen, wenn übliche elektrolytempfindliche
Zusätze beispielsweise aus der Reihe der Harze, Kunstharze, Wachse und ähnlicher
Stoffgruppen mitverwendet werden, und es bestehen insoweit noch andere Störungsmöglichkeiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, als Überzugsmasse dienende Zementschlämmen
zu schaffen, die sich bei
ausreichend spät erfolgendem Abbindebeginn
und also ausreichend langer Verarbeitbarkeit sowie beliebiger Konsistenz und also
auch hohem Festkörpergehalt bei verringertem Wassergehalt, nicht nur störungsfrei
verarbeiten lassen, sondern zugleich auch die geschilderten Mängel der bekannten
Zementschlämmen und der damit hergestellten Beschichtungen beheben. Die Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß in den Zementschlämmen neben den Metallsalzen
der Erdalkali-, Erd- und/oder Eisenmetallgruppen noch anhydrische Phosphate in Mengenverhältnissen
von 10 - 1 bis 10 : 3 und die kombinierten Stoffe in einer Gesamtmenge
von 0,3
bis 10 %, vorzugsweise 3 bis 5 1%, bezogen auf Zement,
enthalten sind.
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Die erfindungsgemäßen Zementschlämmen weisen sowohl hinsichtlich ihrer
Herstellung und Verarbeitbarkeit als auch hinsichtlich der damit erhältlichen Überzüge
und Schutzschichten eine ganze Reihe überlegener Eigenschaften auf. Gegenüber dem
bisherigen Stand der Technik können gut flüssige und vielseitig verwendbare und
den normalen Bedürfnissen entsprechende Zementschlämmen erfindungsgemäß schon mit
halbiertem Metallsalzgehalt und annähernd halbiertem Wassergehalt, dementsprechend
also in viel körperreicherer Konsistenz, mit besserer Deckkraft und stärkerem Beschichtungsvermögen
erzielt werden. Außerdem weisen die erfmdungsgemäßen Zementschlänunen auch in verarbeitungstechnischer
Hinsicht eine ganze Reihe von unerwarteten Vorteilen auf. Insbesondere besitzen
sie gegenüber den bekannten metallsalzhaltigen Zementschlämmen gleichen Wassergehaltes,
die viel zu früh abbinden, überraschenderweise einen sehr vorteilhaft hinausgeschobenen
Abbindebeginn. Nach Ablauf der somit über Stunden verlängerten Verarbeitbarkeit
der erfindungsgemäßen Zementschlämmen vollzieht sich umgekehrt ihr Abbinde- und
Erhärtungsprozeß überraschend intensiv und beschleunigt bis zum Erreichen bisher
nicht erzielbar gewesener Festigkeitseigenschaften.
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überdies weisen die erlindungsgemäßen Zementschlämmen gute Verträglichkeit
mit jeder Art von Bau- und Werkstoffen auf, was bei den bisherigen salzhaltigen
Zementschlämmen, die beispielsweise auf Eisen leicht zur Unterrostung führten, nicht
der Fall war. Die Haftung der neuen Zementschlämmen ist so vorzüglich, daß auch
auf porösem Untergrund das bisher übliche vorbereitende Annässen der zu beschichtenden
Flächen unterbleiben kann. Besonders wertvoll macht die neuen Zementschlämmen ferner
der Umstand, daß die bei den bisherigen Zement-schlämmen auftretende Schwindrißbildung
hier völlig unterbleibt. Zu der ausgezeichneten Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen
Zementschlämmen trägt außerdem noch bei, daß auch die Entmischungstendenz zum Unterschied
von den leicht absetzenden bekannten Zementschlämmen maßgeblich verringert ist,
so daß unter weitgehendem Verzicht auf das sonst notwendige häufige Umrühren
ein besonders gleichmäßiges Streichen und Beschichten ermöglicht wird. Schließlich
ist noch das verbesserte Aufnahmevermögen fär Pigmente und für die zur Erzielung
hochglänzender Oberflächen üblichen Zusätze von Fett- oder Harzseifen, Kunstsharzdispersionen,
Wachsemulsionen od. dgl-, die zugleich die Festigkeits-, Elastizitäts- und Beständigkeitseigenschaften
verbessern können, hervorzuheben. Es war nicht vorauszusehen, daß der Erhärtungsprozeß
von Zementschlämrnen und die Festigkeitseigenschaften der damit hergestellten Beschichtungen
gerade durch stark verkleinerte Zusatzmengen der bisher schon benutzten Metallsalze
und die gleichzeitige Mitverwendung sehr geringer Mengen von anhydrischen Phosphaten,
die als ausgesprochene Verzögerungsmittel hier überhaupt nicht in Betracht zu ziehen
waren, derart günstig beeinflußt und vervollkommnet wird, zugleich aber im Anfangsstadium
die Verarbeitbarkeit zufolge eines verzögerten Abbindebeginns überaus vorteilhaft
verlängert und in verschiedenen Richtungen verbessert wird. Mit diesen allen Regeln
widersprechenden Wirkungen, die noch durch weitere vorteilhafte Eigenschaften der
erfindungsgemäßen Zementschlämmen ergänzt werden, sind die bisherigen Mängel von
Zementschlämmen maßgeblich beseitigt.
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Die erfindungsgemäßen Zementschlämmen eignen sich außer für Schlämmanstriche
beispielsweise auch noch als Schlämmputz, fugenloser Wandbelag, Kachelglasur, emailleartiger
Überzug u. dgl., für alle Arten von Beschichtungen, die durch Streichen, Spritzen,
Spachteln, Tauchen oder auch Aufgießen aufgebracht werden können. Man kann unter
anderem damit auch massive Bauplatten beschichten, poröse Holzfaserplatten oder
Pappen mineralisieren und überhaupt alle Verwendungsmöglichkeiten von gut flüssigen
und mehr oder minder körperhaltigen Zementschlämmen in Betracht ziehen. Die gute
Haftfähigkeit und Beständigkeit auf Holz und ähnlich brennbaren Materialien läßt
die erfindungsgemäßen Zementschlämme unter anderem auch für den Feuerschutz sehr
geeignet erscheinen.
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Die erfindungsgemäßen Wirkungen beginnen schon bei verhältnismäßig
geringen Zusatzmengen von Metallsalz und Anhydrophosphat, auf Zement berechnet etwa
ab 0,3 %, deutlich in Erscheinung zu treten. Optimale Ergebnisse werden unter normalen
Anwendungsbedingungen in aller Regel schon mit Zusatzmengen von, auf Zement berechnet,
3 bis 5 % der Metallsalz-Anhydrophosphat-Gemische erzielt. In besonderen
Fällen können noch höhere bis zu 10 %, auf Zement betragende Zusatzmengen vorteilhaft
sein.
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Durch Veränderung des Mengenverhähnisses Metallsalz: Anhydrophosphat,
das mit etwa dem Wert 10: 2 in der Regel eine normale etwa zweistündige Verarbeitbarkeit
gewährleistet, kann das Abbindeverhalten einerseits in Richtung längerer oder kürzerer
Verarbeitbarkeit und langsamerer oder schnellerer Erhärtung, andererseits auch hinsichtlich
der unterschiedlichen Abbindeeigenschaften mancher Zementsorten sowie hinsichtlich
der für die Zementabbindung in bekannter Weise sehr maßgeblichen Temperatureinflüsse
geregelt werden. Der Wassergehalt der Zementschlämmen ist von Fall zu Fall nach
der für Anwendungszweck und Verarbeitungsweise geeignet erscheinenden Konsistenz
zu bemessen, wobei zu berücksichtigen ist, daß mit wesentlich erhöhtem Wassergehalt
abbindeträgere Mischungen entstehen, für welche etwas metallsalzreichere Zusatzgemische
zweckmäßig sein können.
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Als Metallsalz-Komponente lassen sich die Chloride, Nitrate und Sulfocyanide
der Erdalkali-, Erd-und Eisenmetallgruppen oder entsprechende Metallsalzgemische
in Anwendung bringen; als Anhydrophosphat-Komponente stehen die Pyro-, Poly- und
Metaphosphate
oder deren Gemische, und zwar auch neben Alkaliphosphaten solche Erdalkali-, Erd-
und Eisemnetallphosphate in Betracht. Beide Komponenten können den Zementschlämmen
oder deren Bestandteilen vor oder bei der Verarbeitung, einzeln oder gemeinsam,
in fester, suspendierter oder gelöster Form zugeführt werden.
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Die erfindungsgemäßen Zementschlämmen lassen sich unter Verwendung
aller Bestandteile in der Trockenform auch als lagerfähige Trockenmischungen herstellen,
die zum Gebrauch nur noch des Wasserzusatzes bedürfen. Als Stabilisierungsmittel
für die hygroskopischen Metallsalze eignen sich unter anderem Zusätze von Harnstoff,
Kalk und/oder Kalkstickstoff.
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Die nachfolgenden Beispiele beziehen sich unter Ziffern
1 bis 3 auf Zementschlämmen gemäß dem Stand der Technik, unter Ziffer
4 auf die erfindungsgemäßen Zementschlämmen.
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Beispiel 1
Ein Gemisch von 600 Gewichtsteilen weißer
Portlandzement 150 Gewichtsteilen Kalkhydrat-Pulver 425 Gewichtsteilen Wasser
ergab eine gut streichbare Zementschlämme, die 41/2 Stunden benutzbar blieb. Die
damit hergestellten Anstrichschichten waren nach 12 Stunden durchweg noch sehr weich
und empfindlich, nach 3 Tagen auf Beton mürbe und abkreidend, auf Holz völlig
mürbe, auf Eisenblech etwas härter als Beton, aber stark rissig und ohne Haftung.
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Beispiel 2 Ein Gemisch von 600 Gewichtsteilen weißer Portlandzement
150 Gewichtsteilen Quarzmehl 350 Gewichtsteilen Wasser blieb etwa
31/2 Stunden verarbeitbar und führte auf Beton und Eisenblech zu annähernd
dem gleichen unbefriedigenden Ergebnis abkreidender und rissiger Beschichtungen;
auf Holz ergab sich im Vergleich zu Beispiel 1 ein noch ungünstigerer Befund.
Beispiel 3
Ein Gemisch von 600 Gewichtsteilen weißer Portlandzement
150 Gewichtsteilen Quarzmeht 35 Gewichtsteilen Calciumchlorid
325 Gewichtsteilen Wasser war zwar anfangs noch verarbeitbar, innerhalb von
20 Minuten jedoch schon erheblich verdickt und nach 30 Minuten völlig unbrauchbar.
Die damit hergestellten Anstriche waren nach 12 Stunden ziemlich hart, nach
3 Tagen auf Beton etwas abkreidend und schwindrissig, auf Holz weniger hart
und stärker abkreidend, auf Blech ähnIch hart wie auf Beton, aber stark schwindrissig.
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Beispiel 4 Ein Gemisch von 600 Gewichtsteilen weißer Portlandzement
150 Gewichtsteilen Quarzmehl 25 Gewichtsteilen Calciumchlorid
5 Gewichtsteilen Na-Hexametaphosphat 320 Gewichtsteilen Wasser blieb
dagegen reichlich 2 Stunden unverändert verarbeitbar. Die hiermit hergestellten
Anstrichschichten waren nach 12 Stunden ziemlich hart, nach 3 Tagen auf Beton
sehr hart und überhaupt nicht abkreidend, auf Holz überraschend hart und kaum abkreidend,
auf Blech sehr hart und festhaftend, nicht abkreidend und völlig frei von Schwindrissen.