DE19704066A1

DE19704066A1 - Trockenmischung zur Herstellung eines altmaterialverträglichen Mörtels

Info

Publication number: DE19704066A1
Application number: DE1997104066
Authority: DE
Inventors: Jochen Prof Dr Ing Stark
Original assignee: GEBA MBH GES fur BAUWERKINSTA
Current assignee: GEBA MBH GES fur BAUWERKINSTA
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: DE19704066C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Trockenmischung zur Herstellung eines altmateri alverträglichen Mörtels, vorzugsweise für den Einsatz im Bereich der Denkmalpflege und bei der Sanierung historischer Bauten, bestehend aus einem Bindemittel und min destens einem Zuschlag.

Aus den Ergebnissen vielfältiger Untersuchungen von historischen Mörteln ist bekannt, daß Gipsmörtel in den verschiedenen Bauepochen seit dem Mittelalter in Deutschland auch im Außenbereich verwendet worden ist. Der Grund für seine Verwendung liegt teils begründet in seinen günstigen mörteltechnischen Eigenschaften. So ist z. B. kein Löschen oder Sumpfen erforderlich. Gipsmörtel zeichnet sich durch schnelle Festig keitsentwicklung, geringe Schwindung und die Fähigkeit zur Rekristallisation aus. Sei ne Verwendung wurde teils auch durch sein Vorkommen nahegelegt. Dort, wo Gips bzw. Anhydrit in großen Mengen anstanden, sind sie auch als Mauerstein, Mörtelbin demittel und Mörtelzuschlag verwendet worden, wovon zahlreiche Objekte im Südharz und im Thüringer Raum zeugen. Zum Teil befinden sich diese historischen, original mittelalterlichen Mörtel, darunter Putze, Mauermörtel und Kernmörtel, heute noch in einem sehr guten Zustand.

Bei der Sanierung dieser gipshaltigen historischen Bausubstanz gibt es immer wieder Probleme, die durch eine Treibmineralbildung (Ettringit und/oder Thaumasit) entste hen, wenn Zement oder hydraulischer Kalk als Sanierbaustoffe verwendet werden. We gen dieser Treibgefahr ist es nicht zulässig, hydraulische Bindemittel mit sulfatischen Bindemitteln in Kontakt zu bringen; in diesen Fällen scheidet die Verwendung von übli chen hydraulischen Bindemitteln mit Al₂O₃-Gehalten <1% für die Bausanierung im denkmalpflegerischen Bereich und/oder bei der Sanierung historischer Bauten aus.

Das ist nicht immer beachtet und häufig zu spät erkannt worden. So sind in jüngster Vergangenheit in der Bautechnik gravierende Fehler gemacht worden, die zur Folge hatten, daß die Lebensdauer historischer Bauten nicht wie beabsichtigt erhöht worden ist, sondern im Gegenteil durch den Einsatz hochhydraulischen Mörtels in Unkenntnis der Sachzusammenhänge der Verfall dieser Bauten beschleunigt wurde. Die Ursache für dieses Fehlverhalten liegt mehr oder weniger auch in allgemeinen Vorbehalten der Fachwelt gegen die Verwendung von Gips bzw. Anhydrit als Baustoff.

Es ist z. B. bekannt, Estrichgips und Anhydritbinder aus wasserfreiem Anhydrit durch Vermahlen oder Vermischen mit Anregern, z. B. gebranntem Kalk, herzustellen. Die Vorbehalte gegen die Verwendung dieser Baustoffe resultieren u. a. daraus, daß Gips als Erhärtungsprodukt im Gegensatz zu Zement oder hydraulisch erhärtendem Kalk was serlöslich ist, d. h. er zeigt im Außenbereich nicht die Witterungsbeständigkeit eines hochhydraulischen Mörtels. Daraus ergab sich auch die bautechnische Forderung, An hydritbinder nicht bei Bauteilen zu verwenden, die einer längerwährenden Einwirkung von Feuchtigkeit ausgesetzt sind bzw. ausgesetzt sein können.

Das Problem besteht also darin, einerseits einen Baustoff zu finden, der mit der histori schen Bausubstanz verträglich ist, der anderseits aber auch eine genügend hohe Witte rungsbeständigkeit aufweist, so daß die Erhaltung historischer Bausubstanz langfristig möglich und wirtschaftlich vertretbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trockenmischung zur Herstellung eines altmaterial verträglichen Mörtels, vorzugsweise für den Einsatz im Bereich der Denkmalpflege und bei der Sanierung historischer Bauten zu schaffen, welcher der stofflichen Basis der Originalbausubstanz entspricht und dabei mindestens die Witterungsbeständigkeit erreicht, die die historischen Baumaterialien besitzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Bestandteile der Trocken mischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 0,5 bis 3 Masseteile von reinem Gips-/Anhydrit brechsand als Zuschlag oder 0,5 bis 3 Masseteile eines Gemenges aus Gips/Anhydrit brechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Gemenge bis zu 60% beträgt. Damit ist ein anhydritgebundener Mörtel für den Außenbereich geschaffen, welcher mit der historischen Bausubstanz verträglich ist und der darüber hinaus Eigenschaften aufweist, die durch eine gute Ver arbeitbarkeit (gemessen als Ausbreitmaß) und ein günstiges Erstarrungsverhalten (gemessen als Verarbeitbarkeitsdauer) gekennzeichnet sind. Darüber hinaus sind aus reichend hohe Festigkeitswerte (Druck-, Biegezug- und Zugfestigkeit) nach 28 Tagen Lagerung im Normalklima erzielbar, z. B. wird eine Druckfestigkeit von <= 2 N/mm² erreicht sowie weiterhin ein günstiger dynamischer Elastizitätsmodul sowie eine hy grische Dehnung im Bereich von 0,2 bis 2 mm/m. Wird dieser Mörtel während der Ver arbeitung vor Schlag regen geschützt und nicht im Sockelbereich bzw. auf Mauerkronen der direkten Befeuchtung ausgesetzt, erreicht er mindestens die Standzeit des histori schen Baumaterials, mit welchem er bei der Sanierungsmaßnahme verbunden wird und gewährleistet außerdem eine haltbare und beständige Verbindung mit dem histori schen Baumaterial.

Die erfindungsgemäße Trockenmischung ist in der dargestellten Zusammensetzung mit Masseteil Anhydritbindemittel und 0,5 bis 3 Masseteilen der genannten Zuschläge insbesondere zur Herstellung von Fugenmörtel für die Applikation im Trockenspritz verfahren geeignet, sofern der Wasser-Bindemittel-Wert bei 0,3 liegt, d. h. sofern 1 kg der trockenen Mörtelkomponente mit 300 ml Wasser vermischt wird. Beim Trocken spritzverfahren werden die Mörtelkomponenten trocken (pneumatisch) bis zur Spritz düse gefördert. Die Wasserzugabe erfolgt an der Spritzdüse bis zu dem Maß, das eine optimale Spritzbarkeit gewährleistet. Im Zusammenhang mit der Applikation Trocken spritzen bietet die so vorgeschlagene Trockenmischung den Vorteil einer erhöhten Witterungsbeständigkeit.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere zur Herstellung von Au ßenputzmörtel für Naßspritzverfahren, besteht darin, daß als Bestandteile der Troc kenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 0,5 bis 2 Masseteile von reinem Gips-/Anhydritbrechsand als Zuschlag oder 0,5 bis 2 Masseteile eines Gemenges aus Gips-/Anhydritbrechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Gemenge bis zu 60% beträgt. Dieser Außenputzmörtel ist insbesondere für die Applikation im Naßspritzverfahren geeignet. Dabei wird die Mör telkomponente in einem Mörtelmischer mit dem Anmachwasser vorgemischt und an schließend mit Hilfe einer Pumpe über eine Spritzdüse unter Zugabe von Druckluft auf die Wand appliziert. Der Wasser-Bindemittel-Wert bei dieser Applikation sollte bei ca. 0,35 liegen.

Weiterhin besteht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung, insbesondere zur Her stellung von Mauermörtel, darin, daß als Bestandteile der Trockenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 1 bis 3 Masseteile von reinem Gips-/Anhydritbrechsand als Zuschlag oder 1 bis 3 Masseteile eines Gemenges aus Gips-/Anhydritbrechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Ge menge bis zu 60% beträgt. Das Wasser-Bindemittel-Verhältnis sollte in diesem Fall 0,5 bis 0,55 betragen. Diese zuzusetzende Wassermenge entspricht etwa einem Ausbrei tungsmaß von a=12 cm.

Vorteilhafterweise sollte der Gips-/Anhydritbrechsand in Fraktionen von 0,25 mm bis 4 mm vorgesehen sein, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 62%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 35% und bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 12% betragen, jeweils mit einer Tole ranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gips-/Anhydrit brechsandes.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der im Zuschlag vorgesehene Quarzsand als gewa schener Bausand in Fraktionen von 0,125 mm bis 4 mm vorgesehen ist, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 92%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 80%, bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 40%, und bei einer Sieblochweite von 0,25 mm ca. 10% betragen, je weils mit einer Toleranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des ge waschenen Bausandes.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin dadurch gelöst, daß für die Trockenmi schung zur Herstellung von Mauermörtel als Bestandteile 1 Masseteil Anhydritbinde mittel und 1 bis 3 Masseteile Gips-/Anhydritsplitt als Zuschlag vorgesehen sind. Hier aus ergibt sich der Vorteil einer weiteren Anpassung an die denkmalpflegerischen An forderungen und einer guten Altmaterialverträglichkeit. Der Gips-/Anhydritsplitt sollte mit Korngrößen von 0,2 mm bis 8 mm vorgesehen sein.

Der Gips-/Anhydritsplitt sollte dabei in Fraktionen von 0,25 mm bis 8 mm vorgesehen sein, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 8 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 60%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 38%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 20%, und bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 8% betra gen, jeweils mit einer Toleranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gips-/Anhydritsplittes.

Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es vorteilhaft, wenn als Anhydritbindemittel thermisch behandelter und mit mindestens einem Anreger versehener REA-Gips ver wendet wird. Als REA-Gips ist der bei der Rauchgasentschwefelung entstehende Gips zu verstehen. Die thermische Behandlung des REA-Gips erfolgt zwischen 600°C und 700°C in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen. Die Herstellung des Anhydritbindemittels aus dem wasserfreien Anhydrit kann durch Vermahlen oder Vermischen mit einem salzartigen Anreger, wie K₂SO₄, oder einem basischen Anreger, wie Ca(OH)₂, oder auch mit gemischten Anregern erfolgen. Die Anteile der Anreger sollten innerhalb der Grenzwerte liegen, die allgemein gebräuchlich sind. Die durchschnittliche chemische Zusammensetzung des Anhydritbindemittels sollte Anteilen von <92% CaSO₄, <2% SiO₂, <1% CaO_(frei) und <0,01% Cl entsprechen. Durch die Auswahl der Anreger nach Art und Menge kann die Zeit des Aussteifens und der Früherhärtung beeinflußt wer den.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. So sei z. B. zum Bau des Turmes einer Kirche Gips-/Anhydritgestein verwendet und mit gipshaltigem Fugenmörtel verbunden worden. Der ursprünglich aufgebrachte Außenputz sei verwittert, und es ist notwendig, um einen weiteren Verfall des Turmes zu verhindern, eine Sanierung des Mauerwerkes einschließlich des Aufbringens eines neuen Außenputzes vorzunehmen.

Die für den Putz zu verwendende Trockenmischung besteht beispielhaft aus 1 Masse teil Anhydritbinder, 1 Masseteil gebrochenen Gips-/Anhydritbrechsand sowie 0,5 Masseteilen Quarzsand. Dabei wird der Gips-/Anhydritbrechsand in Korngrößen von 0,2 mm bis 4 mm und der Quarzsand als gewaschener Bausand mit Korngrößen von 0 mm bis 2 mm beigemischt.

Der Gips-/Anhydritbrechsand ist in Fraktionen von 0,25 mm bis 4 mm vorgesehen, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 62%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 35% und bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 12% betragen. Die Prozentangaben sind jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gips-/Anhydritbrechsandes.

Der im Zuschlag vorgesehene Quarzsand ist als gewaschener Bausand in Fraktionen von 0,125 mm bis 4 mm vorgesehen, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochwei te von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 92%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 80%, bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 40%, und bei einer Sieblochweite von 0,25 mm ca. 10% betragen. Die Prozentangaben sind jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des gewaschenen Bausandes. Die Prozentpunkte der einzelnen Siebdurchgänge sollen weder für den Gips-/Anhydritbrechsand noch für den gewaschenen Bausand einen Toleranzbetrag von ± 5% nicht überschreiten.

Der hieraus herzustellende Putz ist sehr gut zur Applikation im Naßspritzverfahren geeignet, sofern der vorgenannten Trockenmischung je 1 kg der trockenen Mörtel komponente 350 ml Wasser beigemischt werden. Der so aufgebrachte Putz ist sehr gut verträglich mit der historischen Bausubstanz und weist mindestens die Witterungsbe ständigkeit dieser Altbausubstanz auf.

Claims

1. Trockenmischung zur Herstellung eines altmaterialverträglichen Mörtels, vor zugsweise für den Einsatz im Bereich der Denkmalpflege und bei der Sanierung historischer Bauten, bestehend aus einem Bindemittel und mindestens einem Zu schlag, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteile der Trockenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 0,5 bis 3 Masseteile von reinem Gips-/Anhydrit brechsand als Zuschlag oder 0,5 bis 3 Masseteile eines Gemenges aus Gips-/Anhydritbrechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Gemenge bis zu 60% beträgt.

2. Trockenmischung nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von Außen putzmörtel für Naßspritzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteile der Trockenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 0,5 bis 2 Masseteile von reinem Gips-/Anhydritbrechsand als Zuschlag oder 0,5 bis 2 Masseteile eines Gemenges aus Gips-/Anhydritbrechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Gemenge bis zu 60% beträgt.

3. Trockenmischung nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von Mauer mörtel, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteile der Trockenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 1 bis 3 Masseteile von reinem Gips-/Anhydrit brechsand als Zuschlag oder 1 bis 3 Masseteile eines Gemenges aus Gips-/Anhydritbrechsand und Quarzsand als Zuschlag vorgesehen sind, wobei der Anteil an Quarzsand in dem Gemenge bis zu 60% beträgt.

4. Trockenmischung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gips-/Anhydritbrechsand in Fraktionen von 0,25 mm bis 4 mm vorgesehen ist, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 62%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 35% und bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 12% betragen, jeweils mit einer Toleranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gips-/Anhydritbrechsandes.

5. Trockenmischung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der im Zuschlag vorgesehene Quarzsand als gewaschener Bausand in Fraktionen von 0,125 mm bis 4 mm vorgesehen ist, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 92%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 80%, bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 40%, und bei einer Sieblochweite von 0,25 mm ca. 10% betragen, je weils mit einer Toleranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des gewaschenen Bausandes.

6. Trockenmischung zur Herstellung von Mauermörtel, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteile der Trockenmischung 1 Masseteil Anhydritbindemittel und 1 bis 3 Masseteile von reinem Gips-/Anhydritsplitt als Zuschlag vorgesehen sind.

7. Trockenmischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gips-/Anhydrit splitt in Fraktionen von 0,25 mm bis 8 mm vorgesehen ist, wobei die Siebdurchgänge bei einer Sieblochweite von 8 mm ca. 100%, bei einer Sieblochweite von 4 mm ca. 60%, bei einer Sieblochweite von 2 mm ca. 38%, bei einer Sieblochweite von 1 mm ca. 20%, und bei einer Sieblochweite von 0,5 mm ca. 8% betragen, jeweils mit einer Toleranz von ± 5% und jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Gips-/Anhydritsplittes.

8. Trockenmischung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß als Anhydritbindemittel thermisch behandelter, mit mindestens ei nem Anreger versehener REA-Gips vorgesehen ist, wobei salzartige Anreger, wie K₂SO₄, und/oder basische Anreger, wie Ca(OH)₂, einsetzbar sind.

9. Trockenmischung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhydrit bindemittel eine durchschnittliche chemische Zusammensetzung aus <92% CaSO₄, <2% SiO₂, <1% CaO_frei und <0,01% Cl aufweist.