DE19733854A1 - Binder for leveling compounds and thin-bed mortar - Google Patents

Binder for leveling compounds and thin-bed mortar

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Abstract

A binder contains calcium sulphate, calcium hydroxide and/or calcium oxyde and a calcium sulfoaluminate cement with a Fe2O3 content of between 0.1 and 12 wt %. The ratio between calcium sulfoaluminate cement and calcium hydroxide or calcium oxide equals 5 to 25 and the ratio between calcium sulfoaluminate and calcium sulphate equals 1.5 to 4.5.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ettringit bildendes Bindemittel auf der Basis von gemahlenem Calciumsulfoaluminatzement, Calciumsulfat und Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid.The invention relates to an ettringite-forming Binder based on ground Calcium sulfoaluminate cement, calcium sulfate and Calcium hydroxide and / or calcium oxide.

Sulfoaluminatzemente enthalten als Hauptkomponente 4CaO3Al2O3SO3 (=C4A3s: entsprechend der Zementterminologie stehen C für CaO, A für Al2O3, F für Fe2O3, S für SiO2, s für SO3). Als Nebenbestandteile treten C4AF, CA, C12A7, C2AS und andere Mineralien in unterschiedlichen Konzentrationen in diesen Zementen auf.Sulfoaluminate cements contain 4CaO3Al 2 O 3 SO 3 as the main component (= C 4 A 3 s: according to the cement terminology, C stands for CaO, A for Al 2 O 3 , F for Fe 2 O 3 , S for SiO 2 , s for SO 3 ) . C 4 AF, CA, C 12 A 7 , C 2 AS and other minerals occur as minor components in different concentrations in these cements.

Der Einsatz von Sulfoaluminatzement erfolgt hauptsächlich als Zumengung zu portlandzementgebundenen Mörteln und Betonen mit dem Ziel der Abbindebeschleunigung (DE 20 48 127 A1) und/oder Erhöhung der Frühfestigkeit eines Bindemittelsystems (WO 90/15033) oder der Schwundkompensation. In der DE 32 04 782 A1 wird der Einsatz von Sulfoaluminatzementen mit dem Ziel der Verminderung oder des Unterbindens der Ausblüherscheinungen von hydraulischen Zementen beschrieben. Die EP 439 372 A1 beschreibt die Eignung von Sulfoaluminatzusätzen zu Portlandzement bei der Herstellung von Bitumen für die Verwendung im Meerwasser. Die GB 217 529 A1 schlägt den Einsatz von Sulfoaluminatzement bei der Herstellung von pumpfähigen Mörteln sowie eine Bindemittelzusammensetzung auf der Basis von Sulfoaluminatzement, Calciumsulfat und Kalk vor, welche nach Wasserzusatz schnell aushärtet. Das hier offenbarte Gemisch enthält keine Verzögerer und Verlaufshilfsmitte und ist deshalb für bauchemische Zwecke ungeeignet.Sulfoaluminate cement is mainly used as an admixture to Portland cement-bound mortars and Emphasize with the aim of accelerating the setting (DE 20 48 127 A1) and / or increase the early strength of a Binder system (WO 90/15033) or Shrinkage compensation. DE 32 04 782 A1 describes the Use of sulfoaluminate cements with the aim of Reducing or preventing the Efflorescence of hydraulic cements described. EP 439 372 A1 describes the suitability of  Sulfoaluminate additives to Portland cement at Production of bitumen for use in sea water. GB 217 529 A1 suggests the use of Sulfoaluminate cement in the manufacture of pumpable Mortars and a binder composition on the Basis of sulfoaluminate cement, calcium sulfate and lime which hardens quickly after adding water. This one disclosed mixture contains no retarders and Flow aid and is therefore for building chemicals Unsuitable purposes.

Schnell erhärtende, Ettringit bildende Bindemittel werden zum Einsatz in Spachtelmassen, Fliesenklebern, Fugmaterialien und Schnellestrichen unter Verwendung von Tonerdezement, unterschiedlichen Calciumsulfatträgern sowie Kalkhydrat und/oder Portlandzement sowie Zusätzen, die die Abbindereaktion, die rheologischen Frischmörteleigenschaften sowie die physikalischen Eigenschaften des abgebundenen Mörtels steuern, hergestellt und wie in der DE 25 34 564 B1 beschrieben. In diesen Systemen reagiert die Hauptphase des Tonerdezements, das Monocalciumaluminat zusammen mit den anderen Bestandteilen nach Wasserzugabe zu Ettringit.Fast-curing binders that form ettringite for use in leveling compounds, tile adhesives, Jointing materials and quick coating using Alumina cement, different calcium sulfate carriers as well as hydrated lime and / or Portland cement and additives, the setting reaction, the rheological Fresh mortar properties as well as the physical Control the properties of the set mortar, prepared and as described in DE 25 34 564 B1. In these systems, the main phase of the Alumina cement, the monocalcium aluminate together with the other ingredients after adding water to ettringite.

Aus wirtschaftlichen Gründen werden hierzu eisenreiche, dunkle Tonerdeschmelzzemente eingesetzt. Diese Tonerdezemente haben aufgrund ihres Eisengehalts von bis zu 20 Gew.-% einen, verglichen mit anderen Tonerdezementen, verminderten Anteil an der Hauptreaktivkomponente CA. Werden helle Bindemittelsysteme gefordert, so kommen die wesentlich teureren weißen Tonerdezemente zum Einsatz, deren CA-Anteil im allgemeinen höher ist als der von eisenhaltigen.For economic reasons, iron-rich, dark alumina cement used. This Due to their iron content, alumina cements have from to 20% by weight of one compared to others Alumina cements, reduced proportion of the Main reactive component CA. Be bright Binder systems are required, so they come essentially  more expensive white alumina cements, whose CA content is generally higher than that of ferrous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bindemittelsystem möglichst heller Eigenfarbe auf der Basis von Sulfoaluminatzement bereitzustellen, welches über die Bildung von Ettringit als Haupthydratphase möglichst spannungsarm erhärtet und trocknet und so in selbstnivellierenden oder standfesten Spachtelmassen, in Estrichen und in pulverförmigen Dünnbettmörteln (Fliesenklebern) und Fugenmaterialien einzusetzen ist.The invention is based on the object Binder system as light as possible own color on the To provide the basis of sulfoaluminate cement, which on the formation of ettringite as the main hydrate phase hardened and dried as little stress as possible and so in self-leveling or stable leveling compounds, in Screeds and in powdered thin-bed mortars (Tile adhesives) and joint materials.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Bindemittel, das Calciumsulfat, Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid und Calciumsulfoaluminatzement mit einem Fe2O3-Gehalt von 0,1 bis 12 Gew.-% enthält, wobei das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumhydroxid oder Calciumoxid 5 bis 25 und das Verhältnis Calciumsulfoaluminat zu Calciumsulfat 1,5 bis 4,5 beträgt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Spachtelmasse, ein Fugenmaterial, einen Dünnbettmörtel oder ein Estrichbindemittel, die/das das erfindungsgemäße Bindemittel enthält.This object is achieved by a binder which contains calcium sulfate, calcium hydroxide and / or calcium oxide and calcium sulfoaluminate cement with an Fe 2 O 3 content of 0.1 to 12% by weight, the ratio of calcium sulfoaluminate cement to calcium hydroxide or calcium oxide 5 to 25 and the ratio of calcium sulfoaluminate to calcium sulfate is 1.5 to 4.5. The invention further relates to a leveling compound, a jointing material, a thin-bed mortar or a screed binder which contains the binder according to the invention.

Überraschend wurde festgestellt, daß das erfindungsgemäße Bindemittelsystem auf der Basis von Sulfoaluminatzement eine höhere Oberflächenfestigkeit und einen geringeren trocknungs- und hydratationsbedingten Schwund ausbildet als bekannte Bindemittel für vergleichbare Anwendungen. Diese Bindemittel ermöglicht einen Helligkeitsgrad, der sonst nur unter Verwendung des gegenüber Sulfoaluminatzement teureren Tonerdezements erreicht wird.It was surprisingly found that the invention Binder system based on sulfoaluminate cement a higher surface strength and a lower forms shrinkage due to drying and hydration as a known binder for comparable applications. This binder enables a degree of brightness that  otherwise only using the opposite Sulfoaluminum cement achieved more expensive alumina cement becomes.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann Calciumhydroxid oder Calciumoxid ganz oder teilweise durch Portlandzement ersetzt sein. Das Substitutionsverhältnis Kalk zu Portlandzement beträgt dann etwa 2 : 1.According to one embodiment of the invention Calcium hydroxide or calcium oxide in whole or in part be replaced by Portland cement. The Substitution ratio of lime to Portland cement is then about 2: 1.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Fe2O3-Gehalt des Calciumsulfoaluminatzements 0,1 bis 5 Gew.-%. Das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumhydroxid beträgt vorzugsweise 7,5 bis 9. Das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumsulfat beträgt vorzugsweise 2 bis 3. Das Bindemittel kann ferner neben anderen Additiven quarzitische und carbonatische Füllstoffe enthalten. Darüber hinaus können organische Bindemittel enthalten sein.According to a preferred embodiment of the invention, the Fe 2 O 3 content of the calcium sulfoaluminate cement is 0.1 to 5% by weight. The ratio of calcium sulfoaluminate cement to calcium hydroxide is preferably 7.5 to 9. The ratio of calcium sulfoaluminate cement to calcium sulfate is preferably 2 to 3. The binder can also contain quartzitic and carbonate fillers, among other additives. Organic binders may also be present.

Im Gegensatz zu Tonerdezement hydratisiert Sulfoaluminatzement, insbesondere wenn geringe Anteile freies Calciumoxid enthalten sind extrem langsam. Ein Mörtel, der ausschließlich aus Sulfoaluminatzement und Sand besteht, zeigt selbst nach 24stündiger Hydratation praktisch keine Festigkeitsentwicklung. Deshalb wurde Sulfoaluminatzement als Zusatzkomponente, beispielsweise als Schwundkompensator, in der Baustoffindustrie eingesetzt. Unlike hydrated alumina cement Sulfoaluminum cement, especially if small proportions Free calcium oxide are extremely slow. A Mortar made exclusively from sulfoaluminate cement and There is sand, shows even after 24 hours of hydration practically no development of strength. That's why Sulfoaluminate cement as an additional component, for example as a shrinkage compensator in the building materials industry used.  

Zur Steuerung der rheologischen Eigenschaften sowie des Abbindeverhaltens des erfindungsgemäßen Bindemittels können rheologische Additive wie Melamin- oder Naphtalinsulfonatformaldehydkondensat, Casein, Methylcellulose, Verdicker auf Acrylatbasis, Faserstoffe sowie Bentonit und Verzögerer wie Alkaliphosphonate, Ligninsulfonate, Citrate und Zuckerderivate eingesetzt werden.To control the rheological properties and the Setting behavior of the binder according to the invention can rheological additives such as melamine or Naphthalene sulfonate formaldehyde condensate, casein, Methyl cellulose, acrylate-based thickener, fibrous materials as well as bentonite and retarders such as alkali phosphonates, Lignin sulfonates, citrates and sugar derivatives are used become.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples explained.

Beispiel 1example 1

Eine Spachtelmasse, bestehend aus
Sulfoaluminatzement (Fe2O3-Gehalt: 1,5%): 17,0%
Ca-Sulfat-Halbhydrat: 7,0%
Portlandzement: 1,5%
Kalkhydrat: 2,0%
Vinylacetat-Vinylversatat-Dispersionspulver: 3,5%
Steuerungsadditive (Verzögerer/Beschleuniger, Verlaufshilfsmittel): 1, 5%
Füllstoffe (Kreide, Quarzsand): 67,5%
wird mit Wasser zu einer verlaufsfähigen Spachtelmasse heller Eigenfarbe angerührt. Diese Spachtelmasse ist etwa 20 Min. verlaufsfähig und entwickelt nach einem Tag Biegezugfestigkeitswerte von < 4 N/mm2 und Druckfestigkeitswerte von < 20 N/mm2. Diese Spachtelmasse entwickelt einen hydrations- und trocknungsbedingten Schwund von 0,25 mm/m.A leveling compound consisting of
Sulfoaluminate cement (Fe 2 O 3 content: 1.5%): 17.0%
Ca sulfate hemihydrate: 7.0%
Portland cement: 1.5%
Lime hydrate: 2.0%
Vinyl acetate-vinyl versatate dispersion powder: 3.5%
Control additives (retarders / accelerators, flow aids): 1, 5%
Fillers (chalk, quartz sand): 67.5%
is mixed with water to make a smooth filler of light color. This filler can run for about 20 minutes and develops bending tensile strength values of <4 N / mm 2 and compressive strength values of <20 N / mm 2 after one day. This leveling compound developed a loss of 0.25 mm / m due to hydration and drying.

Beispiel 2Example 2

Ein pulverförmiger Dünnbettmörtel, bestehend aus
Sulfoaluminatzement (Fe2O3-Gehalt: 1,5%): 30%
Ca-Sulfat-Halbhydrat: 13%
Portlandzement: 2%
Vinylacetat/Ethylen-Dispersionspulver: 3%
Steuerungsadditive (Verzögerer/Beschleuniger, standfestigkeitserhöhende Additive: 2%
Füllstoffe (Kreide, Quarzsand): 50%
wird mit Wasser zu einem hellen, standfesten Mörtel angemischt. Dieser Mörtel hat eine Verarbeitungszeit von 30 Min. und entwickelt nach der Belegung mit keramischen Fliesen folgende Haftzugfestigkeitswerte:
nach 3 h: 0,5 N/mm2,
nach 6 h: 1,0 N/mm2,
nach 1 Tag: 1,5 N/mm2,
nach 28 Tagen: 2,0 N/mm2.A powdery thin-bed mortar consisting of
Sulfoaluminate cement (Fe 2 O 3 content: 1.5%): 30%
Ca sulfate hemihydrate: 13%
Portland cement: 2%
Vinyl acetate / ethylene dispersion powder: 3%
Control additives (retarders / accelerators, stability-increasing additives: 2%
Fillers (chalk, quartz sand): 50%
is mixed with water to a light, stable mortar. This mortar has a processing time of 30 minutes and develops the following adhesive tensile strength values after covering with ceramic tiles:
after 3 h: 0.5 N / mm 2 ,
after 6 h: 1.0 N / mm 2 ,
after 1 day: 1.5 N / mm 2 ,
after 28 days: 2.0 N / mm 2 .

Claims (11)

1. Bindemittel, enthaltend Calciumsulfat, Calciumhydroxid und/oder Calciumoxyd und Calciumsulfoaluminatzement mit einem Fe2O3-Gehalt von 0,1 bis 12 Gew.-%, wobei das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumhydroxid oder Calciumoxid 5 bis 25 und das Verhältnis Calciumsulfoaluminat zu Calciumsulfat 1,5 bis 4,5 beträgt.1. Binder containing calcium sulfate, calcium hydroxide and / or calcium oxide and calcium sulfoaluminate cement with an Fe 2 O 3 content of 0.1 to 12% by weight, the ratio of calcium sulfoaluminate cement to calcium hydroxide or calcium oxide 5 to 25 and the ratio of calcium sulfoaluminate to calcium sulfate Is 1.5 to 4.5. 2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Calciumhydroxid oder Calciumoxid durch Portlandzement teilweise oder vollständig in einem Verhältnis von zwei Teilen Portlandzement zu einem Teil Calciumhydroxid oder Calciumoxid ersetzt ist.2. Binder according to claim 1, characterized characterized in that calcium hydroxide or calcium oxide partially or completely in one by Portland cement Ratio of two parts of Portland cement to one part Calcium hydroxide or calcium oxide is replaced. 3. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe2O3-Gehalt des Calciumsulfoaluminatzements 0,1 bis 5 Gew.-% beträgt.3. Binder according to claim 1 or 2, characterized in that the Fe 2 O 3 content of the calcium sulfoaluminum cement is 0.1 to 5% by weight. 4. Bindemittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumhydroxid 7,5 bis 9 beträgt.4. Binder according to claim 1 to 3, characterized characterized that the ratio Calcium sulfoaluminate cement to calcium hydroxide 7.5 to 9 is. 5. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Calciumsulfoaluminatzement zu Calciumsulfat 2 bis 3 beträgt.5. Binder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ratio Calcium sulfoaluminate cement to calcium sulfate 2 to 3 is. 6. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß quarzitische und/oder carbonatische Füllstoffe enthalten sind. 6. Binder according to one of claims 1 to 5, characterized in that quartzitic and / or carbonate fillers are included.   7. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß organische Bindemittel enthalten sind.7. Binder according to one of claims 1 to 6, characterized in that organic binders are included. 8. Spachtelmasse, enthaltend das Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7.8. leveling compound containing the binder one of claims 1 to 7. 9. Dünnbettmörtel, enthaltend das Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7.9. Thin-bed mortar containing the binder one of claims 1 to 7. 10. Fugmaterial, enthaltend das Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7.10. Jointing material containing the binder one of claims 1 to 7. 11. Estrichmörtel, enthaltend das Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7.11. Screed mortar containing the binder one of claims 1 to 7.
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