DE19605701A1 - Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmassen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft fließ-, streich- und spachtel­ fähige Kalkmassen und Verfahren zu deren Herstellung.

Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmassen finden seit Jahrhunderten im Hausbau ebenso wie bei der Her­ stellung und Beschichtung von Skulpturen Verwendung. Durch Zusätze von Zuschlagstoffen ebenso wie von Här­ tungsmitteln hat man die Kalkmassen dem Verwendungs­ zweck angepaßt. Als Zuschlagstoffe verwendet man seit je und ehedem Sand und ähnliche Stoffe, Härtungsmittel reichen von Quark bis zu modernen Kunststoffen. Aller­ dings hat die Verwendung von Kalkmassen mit zunehmender Verwendung von Zement nach dessen Entdeckung immer mehr in der Bauwirtschaft abgenommen. Eine ähnliche Entwick­ lung war auch bei der Restaurierung alter Bauwerke und Skulpturen zu verzeichnen. Die uralte Verwendung von Kalkmassen in der Anstrichtechnik ist zuerst durch An­ strichmittel auf der Basis von pflanzlichen und minera­ lischen Ölen, später durch die Entwicklung von Kunst­ stoffen als Grundstoffen für Anstrichmittel nahezu völlig verdrängt worden. Auch ist die Verwendung von Kalkmassen als Füllmassen durch modernere Massen auf Zement- und/oder Kunststoffbasis ersetzt worden.

Dadurch konnte insbesondere der in Schwindungserschei­ nungen und Rißbildungen bestehende Nachteil der Kalk­ massen eliminiert werden, aber auch die sehr langen Ab­ bindezeiten des Kalkes, in denen Feuchtigkeit aus dem mit Kalk erstellten Werk austritt. Dabei haben Kalk­ massen durchaus auch ihre nicht ohne weiteres ersetz­ baren Vorteile, die in der Geschmeidigkeit, Weichheit und einer gewissen Plastizität dieses anorganischen Stoffes liegen.

Doch haben die modernen Massen ebenfalls ihre Nachtei­ le: Auf Zementbasis hergestellte Massen eignen sich als Anstrichmittel nicht oder nur in sehr beschränktem Maße. Durch ihre sehr große Härte eignen sich Zement­ massen für eine Reihe von Anwendungsfällen nicht oder sind Kalkmassen unterlegen. Auch bei Zementmassen kön­ nen Schwindungsrisse entstehen, die sich im Außenbe­ reich mit Wasser füllen und dann bei Frosteinwirkung die Oberfläche des Werkes sprengen. Zementmassen können auch weitgehend wasserundurchlässig sein und dort, wo Wasseraustritt bei einem Werk notwendig ist, diesen verhindern und damit Schaden am Werk anrichten.

Die sehr große Vielfalt von Kunststoffmassen, von denen jede besondere Eigenschaften hat, macht die Auswahl der geeigneten Kunststoffmasse schwierig. Eine für den An­ wendungszweck erforderliche kapillare Wassertransport- oder Wasserdampfdurchlässigkeit läßt sich bei Kunst­ stoffmassen oft nicht erreichen. Die Verwendung von Kunststoffmassen ist darüber hinaus auch mit Umweltge­ fährdungen verbunden.

In der Technik der Restaurierung alter Bauwerke, insbe­ sondere aber alter Skulpturen und auch alter Bildwerke, ist die Verwendung von Massen auf Zement- und Kunst­ stoffbasis besonders problematisch, denn das sind Werk­ stoffe, die beim zu restaurierenden Werk nicht verwandt wurden, weil sie bei der Schaffung des Werkes noch nicht erfunden waren. Hier sind Kalkmassen gefragt, die bei der Schaffung des Werkes auch verwandt worden wa­ ren.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit einfa­ chen Mitteln eine Kalkmasse zu schaffen, die sich durch hohe Druckfestigkeit, Freiheit von Schwindungsrissen, leichte Herstellungsmöglichkeit und leichte Verarbeit­ barkeit auszeichnet.

Die Erfindung besteht darin, daß man einer Mischung von gelöschtem Kalk oder Sumpfkalk natriumionenhaltige Mittel zusetzt und dann diese Mischung mechanisch bei hohen Scherleistungen dispergiert.

Hierdurch erreicht man, daß die hergestellten Kalkmas­ sen besondere und unerwartete physikomechanische Eigen­ schaften aufweisen. Bei Anwendung von weniger Kalk als Bindemittel werden gleiche Festigkeitswerte erreicht. So wird die Haftzugfestigkeit erheblich verstärkt, und zwar kann sie etwa verdreifacht werden. Die mit diesen erfindungsgemäß hergestellten Kalkmassen hergestellten Gegenstände oder Überzüge zeichnen sich durch besondere elastische Eigenschaften auf, was insbesondere bei Überzügen von großer Bedeutung ist. Diese Kalkmassen zeichnen sich durch besonders schnelle Aushärtung aus. Dabei bleiben diese Kalkmassen nach ihrer Aushärtung wasseraufnahmefähig, es findet dabei ein Kappilartrans­ port statt. Diese Eigenschaften werden durch eine bes­ sere Einbindung und Einlagerung der mechanisch feiner zerteilten und durch die zugefügten Natriumionen in ih­ rer Zerteilung ionenelektrisch stabilisierten Kalkglo­ merate in das Korngerüst der Füllstoffe erreicht. Es wird weniger Kalk für die Erzielung gleicher Festig­ keitswerte benötigt, dadurch werden die Schwindungsei­ genschaften wesentlich herabgesetzt. Diese Schwindungs­ eigenschaften werden noch weiter wegen des geringeren Wasseranteiles herabgesetzt. Auch das führt zu weniger Schrumpfung. Dabei ist eine Verdopplung des Feststoff­ anteiles gegenüber anders hergestellten fließ- und streichfähigen Massen durchaus möglich und empfehlens­ wert.

So kann man die bisher verwendeten Kunststoffe als Bindemittel in Farben, Spachtelmassen, Injektionsmassen u.A, jetzt durch Kalk ersetzen. Das ist umweltfreund­ licher, und führt zu weit erweiterten Anwendungsmög­ lichkeiten des natürliche Stoffes Kalk. In der Denk­ malspflege führt das zu einem den alten Werkstoffen angepaßten und entsprechenden Baustoff und Bindemittel. Das bereichert die Technik der Restaurierung durch auf der Basis des alten Baustoffes Kalk hergestellten Füll­ stoffen, Werkstoffen und Anstrichmitteln.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Kalkmassen sind sehr lange lagerbeständig und stets gut verarbeitbar, weil sie eine langzeitig stabile Suspension darstellen. Die streich- und spachtelfähigen Massen sind thixotrop. Vor der Verarbeitung ist ein Umrühren empfehlenswert, um die thixotrope Masse zu verflüssigen. Eine Entmischung findet auch bei sehr langen Lagerzeiten nicht statt, insbesondere wenn der Wassergehalt niedrig ist.

Dabei zeichnen sich die Anstrichmittel durch ihre be­ sondere Art der im beschränkten Umfang möglichen Was­ serdurchlässigkeit in besonderer Weise aus: Aus dem Inneren des durch den Anstrich geschützten Werkes aus­ tretende Salze werden durch den Anstrich infolge von Kappilarwirkungen transportiert und können im Inneren des Werkes oder an dessen durch den Anstrich geschütz­ ten Oberfläche keinen Schaden anrichten. Sie mögen da­ bei den Anstrich schädigen, dieser kann durch einen neuen Anstrich ersetzt werden. Wesentlich ist, daß das Werk und dessen Oberfläche nicht geschädigt werden. Auch von außen einwirkende Schadstoffe mögen den An­ strich angreifen, wenn sie in dessen Kappilaren hängen­ bleiben und durch den Kalk neutralisiert werden. Ihre Neutralisierung im Anstrich schützt das Werk und dessen Oberfläche.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man mit Hoch­ leistungsdissolvern unter Benutzung von Dissolverschei­ ben bei Scherleistungen von 5-15 m/sec, vorzugsweise 10 m/sec so dispergiert, daß der Doughnot-Effekt er­ reicht und länger als 3 Minuten, vorzugsweise 5-10 Mi­ nuten eingehalten wird.

Hierdurch wird eine so hohe Feinzerteilung der Kalkglo­ merate in der Kalkmasse erreicht, daß diese feinst zer­ teilten, amorphen Kalkagglomerate sich viel enger in das Korngerüst der Füllstoffe einbauen. Es wird dabei weniger Kalk für die Erzielung gleicher Festigkeitswer­ te benötigt, dadurch werden auch die Schwindungseigen­ schaften wesentlich herabgesetzt.

Bei diesem Verfahren geht man so vor, daß man den Wassergehalt bei 10-45%, vorzugsweise bei 20-35% der Gesamtmasse hält.

Das führt zu hohen Werten der Haftung, zu niedriger Schrumpfung sowie zu einer hohen Frühfestigkeit bei extrem niedrigem Bindemittelbedarf.

Wichtig ist es für das erfindungsgemäße Verfahren, daß der Kalk und die Füllstoffe vorzugsweise hochrein sind und keine hydraulisch wirksamen Bestandteile aufweisen, aber hydrophil sind. Insbesondere für fließfähige Mas­ sen müssen hochreine Materialien verwendet werden. Für Streich- und spachtelfähige Massen können auch hydrau­ lische Kalke und/oder Zuschlagstoffe verwendet werden. Füllstoffe sind vorzugsweise Quarzsande und Quarzmehle, Perlitte, Bims.

Das Verfahren der Erfindung läßt sich sehr einfach aus­ führen, wenn man als natriumionenhaltiges Mittel Fließ­ mittel benutzt, die in der Beton- oder Keramikindustrie als Fließmittel Verwendung finden.

Besonders gute Eigenschaften erhalten die nach dem Ver­ fahren der Erfindung hergestellten Kalkmassenprodukte, wenn man als Zusatzstoffe Verbindungen mit hohem Was­ serrückhaltevermögen zusetzt, die zwar auch, aber nicht in erster Linie Bindemittelfunktionen übernehmen, kön­ nen, wie langkettige Zelluloseäther oder Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure.

Eine Dispergierung von Zement und Kalk wurde im Stand der Technik mit chemischen Dispergiermitteln in Form von Fließmitteln vorgenommen. Die damit erreichbare Zerteilung ist für die Herstellung stabiler füllstoff­ reicher Suspensionen nicht ausreichend, der Kalkbedarf zur Erzielung bestimmter Haftfestigkeitswerte kann hiermit nicht herabgesetzt werden. Wo versucht wurde, ausschließlich mechanisch zu dispergieren, waren die Erfolge nicht anders. Geht man jedoch in erfindungsge­ mäßer Weise vor und nimmt die mechanische Dispergierung bei hohen Scherleistungen von 5-15 m/sec, vorzugswei­ se 10 m/sec, so vor, daß der Doughnot-Effekt erreicht und länger als 3 Minuten, vorzugsweise 5-10 Minuten eingehalten wird, erhält man überraschenderweise über Jahre lagerstabile Massen mit stark erhöhter Haftzug­ festigkeit und den anderen oben genannten Vorzügen.

Der Kostenaufwand dieser mechanischen Dispergierung ist zwar hoch, aber durch die besonderen Eigenschaften des erhaltenen Produktes mehr als gerechtfertigt.

Der Grund der Anwendung natriumionenhaltiger Fließmit­ tel in der Betonindustrie ist eine Zerkleinerung der Zementaggregate, der Dispergiereffekt.

Bei der Erfindung ist Fließmittel lediglich ein Hilfs­ mittel, um bei der mechanischen Dispergierung die Sta­ bilisierung der Feinverteilung über Jahre zu erhalten.

Ausführungsbeispiele

Rezepte für Kalkschlämmen

Schlämme I

Schlämme II

Feststoffe so weit in das Anmachwasser eindispergieren, daß der Doughnut-Effekt über ca. 5 min stabil gehalten wird. Erst dann restliche Feststoffe bis zum Erreichen der Thixotropie zugeben.

Rezept für Kalkhinterfüllmassen

Innerhalb von 3-4 Minuten die Feststoffe in das Anmachwasser eindispergieren, dann etwa 1-5 min. dispergieren bei 10 m/sec und Fließbild (Doughnut-Effekt) beibehalten.

Rezept für Putzkittungen

Die Verarbeitung und Rezeptur ist genau wie die der Schhlämme I. Lediglich die Zugabemenge an Feststoffen nach 5 min ist ein klein wenig größer.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung von fließ-, streich- und spachtelfähigen Kalkmassen, dadurch gekennzeichnet, daß man einer Mischung von gelöschtem Kalk oder Sumpfkalk natriumionenhaltige Mittel zusetzt und dann diese Mischung mechanisch bei hohen Scher­ leistungen dispergiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man mit Hochleistungsdissolvern unter Benut­ zung von Dissolverscheiben bei Scherleistungen von 5-15 m/sec, vorzugsweise 10 m/sec so disper­ giert, daß der Doughnot-Effekt erreicht und län­ ger als 3 Minuten, vorzugsweise 5-10 Minuten ein­ gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wassergehalt bei 10-45%, vorzugs­ weise bei 20-35% der Gesamtmasse hält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalk und die Füllstoffe hochrein sind und keine hydraulisch wirksamen Bestandteile aufwei­ sen, aber hydrophil sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe Quarzsande, Quarzmehle, Per­ litte und/oder Bimskalksteinmehl und/oder synthe­ tisches Kalziumkarbonat sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man als natriumionenhaltiges Mittel verdünntes Natriumhydroxid oder Fließmittel benutzt, die in der Beton- oder Keramikindustrie als Fließmittel Verwendung finden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatzstoffe Verbindungen mit hohem Wasserrückhaltevermögen zusetzt, die nicht in er­ ster Linie Bindemittelfunktionen übernehmen, vor­ zugsweise langkettige Zelluloseäther oder Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure.

8. Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmasse auf der Basis einer Mischung von gelöschtem Kalk und Zusatz- und Zuschlagstoffen, gekennzeichnet durch hochreinen Kalk und hochreine Zuschlagstoffe ohne hydraulisch wirksame Bestandteile in der Mischung, ein natriumionenhaltiges Mittel in der Mischung, durch einen Wassergehalt von 10-45%, vorzugs­ weise von 20-35% der Gesamtmasse, und durch eine Zerteilung des wesentlichen Teils der quasi kristallinen Kalkagglomerate zu amorphen Kalziumhydroxid.

9. Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmasse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorbehandlung durch mechanischen Dispergie­ rung bei hohen Scherleistungen von 5-15 m/sec, vorzugsweise 10 m/sec unter Erreichung des Doughnut-Effekts während einer Dauer von mehr als 3 Minuten, vorzugsweise 5-10 Minuten.

10. Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmasse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch durch hydrophile Bestandteile in der Mischung.

11. Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmasse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Zusatzstoffe in Form von Verbindungen mit hohem Wasserrückhaltevermögen, die nicht in erster Linie Bindemittelfunktionen übernehmen, vorzugsweise langkettige Zelluloseäther oder Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure.

12. Fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmasse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Quarzsande, Quarzmehle, Perlitte, Kalksteinmehl, Marmormehl, synthetischem CaCO₃ und/oder Bims als Füllstoffe in der Mischung.

13. Verwendung von fließ-, streich- und spachtelfähige Kalkmassen auf der Basis einer Mischung von ge­ löschtem Kalk und Zusatz- und Zuschlagstoffen, aus hochreinem Kalk und hochreinen Zuschlagstoffe ohne hydraulisch wirksame Bestandteile in der Mischung, ein natriumionenhaltiges Mittel in der Mischung, einen Wassergehalt von 10-45%, vorzugsweise von 20-35% der Gesamtmasse, und eine Zerteilung des wesentlichen Teils der Kalkagglomerate zu amorphem Kalziumhydroxid für die Restaurierung von Bauwer­ ken, Skulpturen und Gemälden, wobei diese Massen einer Vorbehandlung durch me­ chanischen Dispergierung bei hohen Scherleistungen von 5-15 m/sec, vorzugsweise 10 m/sec unter Er­ reichung des Doughnot-Effekts während einer Dauer von mehr als 3 Minuten, vorzugsweise 5-10 Minuten unterworfen waren.