DE19751512A1 - Verwendung von Proteinkonzentraten pflanzlichen Ursprungs in Zement-basierten Klebemörteln - Google Patents

Description

Die im nachfolgenden geschilderte Erfindung betrifft das Gebiet der Zement­ basierten Klebemörtel mit hohen Gehalten an feinteiligen mineralischen Füllstoffen, die in der Angebotsform trockener Mehrstoffgemische dem Verarbeiter im Bau­ stoffhandel zugänglich sind, mit beschränkten Mengen Wasser angeteigt werden und dann als Klebemörtel zwischen festen Untergrundmassen - im nachfolgenden auch als "Träger-Substrat" bezeichnet - und darauf zu befestigenden keramischen und mineralischen Belagwerkstoffen zum Einsatz kommen. Typisches Anwen­ dungsgebiet solcher Klebemörtel ist das Aufbringen von keramischen Fliesen und/oder Platten und mineralischen Belagwerkstoffen auf Boden- und/oder Wand­ bereiche.

Die erfindungsgemäße Lehre geht dabei von der speziellen Aufgabenstellung aus durch Mitverwendung der im nachfolgenden beschriebenen und definierten Zu­ satzstoffe auf Basis pflanzlicher Samenproteinkonzentrate wichtige Verbesserun­ gen solcher praxisüblichen Klebemörtelmassen einstellen zu können. Die erfin­ dungsgemäße Lehre will dabei insbesondere bestimmte Leistungsdefizite der heute üblichen Klebemörtel beseitigen oder wenigstens substantiell mindern. Die erfindungsgemäße Lehre basiert dabei auf der überraschenden Feststellung, daß durch Mitverwendung mengenmäßig sehr beschränkter Anteile ausgewählter Pro­ teinkonzentrate pflanzlichen Ursprungs verschiedenartigste Defizite der heute pra­ xisüblichen zementären Klebemörtel substantiell beeinflußt werden können.

Ein erster durch die erfindungsgemäße Lehre betroffener Schwachstellenbereich liegt im folgenden Sachverhalt: Um einen verlegefähigen Untergrund für das Bele­ gen mit keramischen Fliesen und Platten oder anderen Belagwerkstoffen zu erhal­ ten werden nach der heutigen Praxis auf einer festen Trägerkonstruktion bei­ spielsweise ein Estrich und/oder Bodenspachtelmassen eingesetzt. Solche Boden­ spachtelmassen und/oder Estriche stellen eine Ausgleichsschicht zwischen Trä­ gerkonstruktion und der Verklebung des Bodenbelags dar. Um hier eine optimiert homogene und glatte Oberfläche der Ausgleichsschicht sicherzustellen werden in der Praxis verlaufende Massen auf Basis von CaSO₄-Systemen, CaSO₄-Misch­ systemen (z. B. Anhydrit, α-1/2 Hydrat u. a.), Portlandzement, Aluminat- Zement oder einer Kombination dieser Rohstoffe eingesetzt. Zur Gewährleistung optimaler Verlaufseigenschaften werden vielfach sogenannte Verflüssiger bzw. "Superverflüssiger" in diesen Ausgleichsschichten eingesetzt. Hierbei handelt es sich vielfach um organische Sulfonatverbindungen, die die Fließeigenschaften der Ausgleichsschicht begünstigen. Geeignete Verflüssiger sind in der Fachwelt hinrei­ chend bekannt, als Beispiele seien genannt Melamin-Formaldehyd-Kondensat- Sulfonat, Lignin-Sulfonat und/oder Naphthalin-Formaldehyd-Kondensat-Sulfonat. Die Belegung dieser Bodenspachtelmassen und/oder Estriche kann nach Aushär­ tung und Erreichen der entsprechenden Ausgleichsfeuchte im Dünnbett- oder Mit­ telbettverfahren erfolgen.

Bei der Verlegung von keramischen Fliesen und Platten oder anderen minerali­ schen Belagwerkstoffen unter Einsatz eines zementären, Sulfat-beständigen Kle­ bemörtels zeigt sich vornehmlich auf CaSO₄-basierten Untergründen eine Abbin­ destörung im zementären Klebemörtel, die auf die in der Bodenspachtelmasse und/oder Estrich bzw. Ausgleichsschicht eingesetzten Verflüssiger bzw. Superver­ flüssiger zurückzuführen ist. Es werden keine Frühhaftzugfestigkeiten erreicht, nach 24 Stunden zeigt sich der Klebemörtel unter den verlegten Fliesen noch weich und nicht fest. Eine Beschleunigung der Aushärtung des Fliesenklebers durch übliche beschleunigende Rezepturveränderungen bringt hierbei keinen Er­ folg. Diese an sich bekannten Maßnahmen wirken sich gegebenenfalls sogar ne­ gativ auf die Verarbeitungseigenschaften des Klebemörtels aus.

Für die erfindungsgemäße Lehre stellt sich hier die Aufgabe, den Haftungsverbund und das Erreichen von Frühhaftzugfestigkeiten auf mit Verflüssigern bzw. Super­ verflüssigem rezeptierten Bodenspachtelmassen oder Ausgleichsmassen ohne negativen Einfluß auf die Verarbeitungseigenschaften des zementären Sulfat­ beständigen Klebemörtels zu gewährleisten.

Eine weitere bekannte Schwierigkeit beim Einsatz heute üblicher Klebemörtel für das angesprochene Arbeitsgebiet liegt in Folgendem: Bei der Verlegung von ke­ ramischen Fliesen und Platten mit Zement-basierten Klebemörteln zeigt sich oft­ mals das Problem nicht ausreichender Verbundhaftung zwischen ausgehärtetem Kleberbett und der Rückseite des Belagwerkstoffes. Diese Erscheinung tritt vor al­ lem dann auf, wenn Belagwerkstoffe mit geringer Wasseraufnahme verlegt werden, die in der Fachwelt auch unter der Bezeichnung Steinzeug- oder Feinsteinzeug- Beläge bekannt sind. Werden die Haftzugfestigkeiten bei Verlegung solcher Be­ lagwerkstoffe gemessen, zeigen sich die abgezogenen Rückseiten der Belag­ werkstoffe nahezu ohne Mörtelanhaftungen.

Zur Bewältigung dieses Problembereiches stellt sich der erfindungsgemäßen Lehre die Aufgabe die Verbundhaftung gerade auch von solchen Belagwerkstoffen mit geringer Wasseraufnahme substantiell zu verbessern. Es sollen deutliche Rück­ stände von Klebemörtel auf der Rückseite der Belagwerkstoffe bei Prüfung der Haftfestigkeit vorhanden sein. Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns führt zu bisher nicht einstellbaren Ver­ besserungen in der hier betroffenen Technologie.

Gegenstand der Erfindung

Erfindungsgegenstand ist in einer ersten Ausführungsform die Verwendung von Proteinkonzentraten pflanzlichen Ursprungs und dabei insbesondere von Legumi­ nose-Proteinen als Zusatzkomponente in Zement-basierten Klebemörteln. Sie die­ nen zur Intensivierung und/oder zur Kompensierung der die Abbindung und Ver­ bundhaftung störenden Einflüsse zwischen einer festen Untergrundmasse - dem "Träger-Substrat" - und mittels des Klebemörtels darauf befestigten keramischen und/oder mineralischen Belagwerkstoffen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Proteinkonzentrate und insbesondere die ent­ sprechenden Wertstoffgemische auf Leguminose-Basis können dabei in zementä­ ren Sulfat-beständigen Klebemörteln zur Erreichung von Frühhaftzugfestigkeiten nach 24 Stunden auf Träger-Substraten eingesetzt werden, bei deren Herstellung die zuvor geschilderten Verflüssiger bzw. Superverflüssiger in den Bodenspachtel­ massen und/oder Estrichen bzw. Ausgleichsschichten mitverwendet worden sind. Die erfindungsgemäße Lehre betrifft dabei die im nachfolgenden geschilderte Re­ zeptierung sowohl von zementären Standard-Klebemörteln als auch von sogenann­ ten Flex-Klebemörteln, wobei sowohl normal abbindende als auch sogenannte be­ schleunigte, schnell abbindende Systeme in diese Definition eingeschlossen sind. Durch die Mitverwendung der erfindungsgemäßen Wertstoffkomponente auf Pro­ teinbasis wird die angestrebte verbesserte Verbundhaftung zu Belagwerkstoffen gewährleistet. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Lehre weiterhin aber auch die Verbesserung der Verbundhaftung zwischen der Klebemörtelschicht und Belagwerkstoffen mit geringer Wasseraufnahme, so daß bei Prüfung der Haft­ zugfestigkeit deutliche Rückstände von Klebemörtel auf der Rückseite der Belag­ werkstoffe vorhanden sind.

Gegenstand der Erfindung sind in einer weiteren Ausführungsform Zement-basierte Klebemörtel der hier angesprochenen Ausgestaltungen, die sich durch einen Ge­ halt an pflanzlichen Samenproteinkonzentraten, insbesondere aus dem Bereich der Leguminosen-Samen kennzeichnen.

Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre

Eine sehr ausführliche Darstellung des durch die Erfindung betroffenen Arbeitsge­ bietes der Mineralstoff-basierten Klebemörtelgemische, ihrer potentiellen Schwä­ chen und zahlreicher Vorschläge des druckschriftlichen Standes der Technik zur besseren Bewältigung dieser Schwachstellen finden sich in der EP-A1-0 008 094. Zur Vereinfachung der Darstellung des komplexen Problembereiches wird im Rahmen der vorliegenden Erfindungsbeschreibung ausdrücklich auf die Offenba­ rung dieser Druckschrift verwiesen. Die Lehre dieser Druckschrift will die Verarbeit­ barkeit von insbesondere Zementmörteln durch den kombinierten Zusatz eines Celluloseethers zusammen mit einem nicht-ionogenen schwach schäumenden Tensid verbessern. Die Lehre der österreichischen Patentschrift AT-PS 362 711 beschreibt die Mitverwendung begrenzter Mengen synthetischer Polymerkunststof­ fe in Zement-basierten Mörtelmassen zur Einstellung einer hohen Frühfestigkeit und insbesondere auch Elastizität der damit ausgerüsteten Mörtel.

Die PCT-Veröffentlichung gem. WO 92/12102 will beim Verlegen keramischer Be­ läge und Natursteine bzw. gleichmäßig gefärbter Kalk-Zement-Putze auf Mauer­ werken gleichmäßige Fugenverfärbungen bzw. gleichmäßig gefärbte Kalk-Zement- Putze dadurch erreichen, daß dem Fugen-Zement bzw. dem Kalk-Zement-Putz Milch, Milchpulver oder Casein - d. h. Proteine tierischen Ursprungs - zugesetzt werden. Die DE 39 20 662 betrifft die Verwendung von Ethylenoxid/Propylenoxid- Blockcopolymeren in hydraulisch abbindenden Massen, insbesondere zementären Spachtelmassen. Diese Spachtelmassen dienen nach den Angaben dieser Druck­ schrift zur fachmännischen Vorbereitung von Untergründen zur Verlegung von Fußbodenbelägen. Nach den Angaben dieser Druckschrift ist hier die Mitverwen­ dung von Casein oder pflanzlichen Proteinen, insbesondere Weizenprotein in ge­ ringen Mengen vorgesehen. Der Einsatz der im nachfolgend eingehend geschilder­ ten Proteinkonzentrate pflanzlichen Ursprungs und insbesondere auf Basis von Leguminose-Proteinen im Sinne der jetzt beschriebenen erfindungsgemäßen Lehre durch deren Mitverwendung im Klebemörtel ist auch in diesem druckschriftlichen Stand der Technik nicht erwähnt.

Die Lehre der Erfindung geht demgegenüber von der überraschenden Feststellung aus, daß zur Beseitigung oder wenigstens zur substantiellen Minderung der ein­ gangs geschilderten speziellen Probleme bzw. Schwachstellen für den Einsatz von Klebemörteln beim Auftrag von keramischen und/oder mineralischen Belägen auf feste Untergrundmassen bzw. Träger-Substrate dadurch substantielle Abhilfe ge­ schaffen werden kann, daß in den Zement-basierten und in ihrer Zusammenset­ zung den jeweiligen Anwendungszwecken in an sich bekannter Weise angepaßten Klebemörtelgemischen begrenzte Mengen einer ausgewählten Proteinkomponente mitverwendet wird. Erfindungsgemäß handelt es sich hierbei um pflanzlichen Sa­ menproteinkonzentrate, wobei entsprechende Wertstoffgemische aus Leguminose- Samen besonders bevorzugte Zusatzstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Leh­ re sind. Innerhalb dieser Proteinklasse auf Basis von Leguminose-Samen kommt besondere Bedeutung entsprechenden Wertstoffgemischen zu, die aus der Soja­ bohne in an sich bekannter Weise gewonnen werden. Schon sehr beschränkte Mengen eines solchen pflanzlichen Samenproteinkonzentrates als Zusatzstoff zu mehrkomponentigen Klebemörtelgemischen führt zu substantieller Leistungssteige­ rung des Klebemörtels im Sinne der eingangs geschilderten bisher bestehenden Leistungs-Schwachstellen. So können Zusatzmengen des trockenen feinstteiligen Samenproteinkonzentrates in Mengen unterhalb 5 Gew.-% und insbesondere in Mengen unterhalb 3 Gew.-% - Gew.-% jeweils auf das trockene Mehrkomponen­ tengemisch des Klebemörtels in seiner Gesamtheit bezogen - deutliche Haftver­ besserungen der angestrebten Art sicherstellen. Besonders geeignete Zusatzmen­ gen der pflanzlichen Samenproteinkonzentrate und insbesondere entsprechender Proteinwertstoffe auf Basis Sojaprotein liegen im Bereich von etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 0,2 bis 0,8 Gew.-% - Gew.-% auch hier wie zuvor definiert.

Die bekannte Herstellung eines solchen pflanzlichen Samenproteinkonzentrates am Beispiel der Sojabohne stellt sich etwa wie folgt dar: In einer ersten Arbeitsstufe werden die Sojabohnen den Arbeitsschritten des Schälens und des Walzens unter­ zogen. Anschließend wird mit einem geeigneten Extraktionsmittel, beispielsweise mit Hexan, der Ölanteil aus den gebildeten Sojaflocken extrahiert. In nachfolgen­ den Arbeitsstufen wird zunächst durch Behandlung mit überhitztem Hexandampf das Sojaflockenmaterial getrocknet, dann klassiert, mit einem Alkohol/Wasser- Gemisch extrahiert, woraufhin die ungelöste Proteinphase abgetrennt, anschlie­ ßend getrocknet und gegebenenfalls den Behandlungsstufen des Toastens, des Mahlens und des Sichtens unterzogen wird. Das auf diese Weise gewonnene pflanzliche Sojasamenproteinkonzentrat setzt sich üblicherweise wie folgt zusam­ men:

Protein	60-75 Gew.-%
Fett	0,2-2,0 Gew.-%
Feuchtigkeit	0-8 Gew.-%
Aschegehalt	1-10 Gew.-%
Rohfaseranteil	1-10 Gew.-%
Korngröße bis ca.	100 µm

Sojaprotein-basierte Wertstoffgemische dieser Art sind bevorzugte Mischkompo­ nenten im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre und - wie bereits angegeben - als Handelsprodukte erhältlich. Sie sind essentieller Bestandteil der trockenen feinteili­ gen Mehrkomponentengemische Zement-basierter Klebemörtel in der Form von Standard- oder sogenannter "Flex"-Rezeptierung.

Als Rahmenrezeptur für solche Zement-basierten Klebemörtel gilt im Sinne der er­ findungsgemäßen Lehre - in der nachfolgenden tabellarischen Zusammenstellung sind die angegebenen Gewichtsteile jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile des gesamten trockenen Mehrkomponentengemisches:

Zement-Komponente(n)	25-45 Gewichtsteile
Dispersionspulver auf Basis@	synthetischer Polymerverbindungen	1,0-8,0 Gewichtsteile
Celluloseether	0,2-1,5 Gewichtsteile
Abbindebeschleuniger	0,5-3,5 Gewichtsteile
Füllstoffe	40-80 Gewichtsteile
Pflanzliches Samenproteinkonzentrat	0,1-2,0 Gewichtsteile

sowie gewünschtenfalls

Harnstoff	0,05-1,0 Gewichtsteile
Eisen(II)-Salz	0,02-0,05 Gewichtsteile

Besonderes Kennzeichen dieser Klebemörtelrezeptur ist der Einsatz des pflanzli­ chen Samenproteinkonzentrates. Die im jeweiligen Fall auszuwählende(n) Zement- Komponente(n) wird durch den jeweiligen Einsatzzweck des Klebemörtels be­ stimmt.

In einer ersten Ausführungsform gilt hier: Soll der Klebemörtel zur Verklebung von keramischen Fliesen und Platten sowie anderen mineralischen Belagwerkstoffen auf einem Trägersubstrat vorgenommen werden, das bei seiner Erstellung durch Mitverwendung von Verflüssigern bzw. Superverflüssigern modifiziert worden ist - bei­ spielsweise also bei entsprechenden Bodenspachtelmassen und/oder Estri­ chen, die zusätzlich insbesondere auf CaSO₄-Basis (z. B. Anhydrit, α-1/2 Hydrat) aufgebaut sind - so wird in dem erfindungsgemäß definierten Klebemörtelgemisch ein Zement mit hohem Sulfatwiderstand eingesetzt. Geeignet sind hier beispiels­ weise Sulfat-beständige Portlandzemente, die der Definition gem. DIN 1164 ent­ sprechen und gem. der dort gegebenen Kennzeichnung mit -HS ausgezeichnet sind. Besonders geeignete Mengen eines solchen Sulfat-beständigen Portlandze­ ments können im Bereich von 30 bis 40 Gew.-% des trockenen Mehrkomponen­ tengemisches des Klebemörtels liegen.

Geeignete Dispersionspulver - auch als Redispersionspulver bezeichnet - sind ent­ sprechende synthetische Polymerverbindungen z. B. auf Basis der folgenden Ty­ pen:
Vinylacetat-Homopolymer; Vinylacetat/Ethylen-Copolymer; Vinylacetat/Vinylversa­ tat-Copolymer; Butylacrylat/Styrol-Copolymer; Styrol/Acrylat-Copolymer; Vinylace­ tat/Vinylversatat/Butylacrylat-Terpolymer; Vinylacetat/Vinylversatat/Acryl­ säureester-Terpolymer; Vinylacetat/Vinylversatat/Acrylat-Terpolymer sowie Vinylchlorid/Ethylen/Vinyllaurat-Terpolymer.

Dispersionspulver dieser Art sind in den trockenen Mehrkomponentengemischen in einer Menge von 1,0 bis 8,0 Gew.-% vorgesehen, wobei Mengen im Bereich von etwa 3,0 bis 6,0 Gew.-% bevorzugt sein können. Die Dispersionspulver sind übli­ cherweise aus den ursprünglich wäßrigen Kunststoffdispersionen durch Sprüh­ trocknung gewonnen worden.

Ein weiterer Bestandteil ist der zuvor genannte Celluloseether in einer Menge von 0,2 bis 1,5 Gew.-% und vorzugsweise in Mengen von etwa 0,3 bis 1,2 Gew.-%.

Als Abbindebeschleuniger sind aus dem einschlägigen Stand der Technik wieder zahlreiche spezielle Vertreter bekannt. Als Beispiele seien hier genannt Na₂CO₃; Li₂CO₃; NaHCO₃; Ca(OOCH)₂; N(C₂H₅O)₃ und CaO sowie weitere bekannte Vertre­ ter zur Beschleunigung der Abbindung des Klebemörtels. Bevorzugte Mengen für die Abbindebeschleuniger liegen im Bereich von etwa 1,0 bis 3,0 Gew.-%. Auf die Zuführung von Aluminat-haltigen Beschleunigern sollte dann verzichtet werden, wenn der Sulfatbeständigkeit der Zementkomponente bzw. des Klebemörtels auf­ grund des vorgesehenen Einsatzzweckes Bedeutung zukommt.

Neben der Zement-Komponente stellen die sogenannten Füllstoffe in zementären Klebemörteln bekanntlich die zweite Hauptkomponente dar. Die Menge der Füll­ stoffe liegt üblicherweise im Bereich von 40 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 50 bis 70 Gew.-%. Geeignete Füllstoffe sind silikatische und/oder carbonatische Extender und weitere bekannte Komponenten dieser Art. Auf den eingangs benannten druckschriftlichen Stand der Technik kann verwiesen werden.

In an sich bekannter Weise können weitere Kleinkomponenten mitverwendet wer­ den. So kann der Zusatz geringer Mengen von Harnstoff in dem Fachmann be­ kannten Sonderfällen zweckmäßig sein, wobei bevorzugte Mengen hier im Bereich von 0,05 bis 1,0 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,1 bis 0,6 Gew.-% lie­ gen. Die Mitverwendung von Eisen(II)-Salzen kann zur Gewährleistung der Chro­ marmut in an sich bekannter Weise vorgenommen werden.

Die hier im einzelnen aufgezählten Komponenten werden zusammen mit den erfin­ dungsgemäß definierten feinteiligen pflanzlichen Samenproteinkonzentraten in üb­ licher Weise gemischt und in geeigneten Verpackungen abgefüllt.

Für den zuvor genannten Einsatzzweck "Verbesserung des Haftverbundes an Be­ lagwerkstoffen mit geringer Wasseraufnahme" - jetzt aber ohne gleichzeitige Be­ rücksichtigung der Störanfälligkeit aus dem Gesichtspunkt der zuvor behandelten Frühhaftzugfestigkeiten - gelten weitgehend die bisherigen Angaben zur Zusam­ mensetzung des Trockengemisches der den Klebemörtel bildenden Einzelkompo­ nenten. Gewisse Erweiterungen sind hier allerdings möglich.

So können Zemente gem. DIN 1164 oder auch Aluminat-Zement als Zementkom­ ponente oder auch Mischungen aus Portlandzementen, Puzzolanen und Aluminat- Zementen eingesetzt werden, wobei der Gesamtanteil dieser Zementkomponente vorzugsweise bei 20 bis 40 Gew.-% und insbesondere bei 25 bis 40 Gew.-% liegt.

Die zuvor gemachten Angaben zu den Dispersionspulvern und zu dem Zusatz von Celluloseethern gelten hier sinngemäß. Als Abbindebeschleuniger kann neben den bereits zuvor aufgezählten konkreten Vertretern hier jetzt auch Al₂(SO₄)₃ eingesetzt werden.

Die Angaben zu den feinteiligen Füllstoffen ergänzen sich hier sinngemäß, so daß neben silikatischen und/oder carbonatischen Extendern sowie anderen bekannten Füllstoffen auch Puzzolane und entsprechende Abmischungen eingesetzt werden können.

Die trockenen Mehrstoffgemische im Sinne der Erfindung werden für ihren Einsatz als Klebemörtel mit sauberem Wasser angerührt. Hierbei werden je nach ge­ wünschter Konsistenz variable Wassermengen, z. B. 0,30 l bis 0,35 l pro Kilogramm des Mehrstoffpulvers benötigt.

Das Anrühren wird mit hierfür geeigneten Rührvorrichtungen vorgenommen, wobei üblicherweise die Mehrstoffmischung in das vorgelegte Wasser eingerührt wird.

Angerührte Mischungen benötigten zur Erreichung ihrer Verarbeitungskonsistenz eine Reifezeit. Die Offene-Zeit des Klebemörtels, sowie seine Verarbeitungszeit bewegen sich in den bekannten Größenordnungen von ca. 20 Minuten bis ca. 3 Stunden.

Die Verlegung von Fliesen und Platten sowie von anderen mineralischen Belags­ stoffen kann im Dünnbettverfahren nach DIN 18157 oder im Mittelbettverfahren erfolgen. Der Untergrund für die Verlegung muß sauber und tragfähig sein, seine entsprechende Ausgleichfeuchte muß erreicht sein. Die Verlegereife ist entspre­ chend den derzeit gültigen Merkblättern und Bestimmungen zu beurteilen.

Erfindungsgemäß besonders geeignete Proteinkonzentrate zeichnen sich durch ih­ re Feinteiligkeit bei maximalen Teilchengrößen von etwa 100 µm und durch Pro­ teingehalte des Trockenproduktes =/< 50 Gew.-% und vorzugswei­ se =/< 60 Gew.-% aus.

In die Überlegungen zur besonderen Eignung der Proteinkonzentrate auf Basis von Leguminose-Samen gehen - ohne Anspruch auf Vollständigkeit - möglicherweise die folgenden Überlegungen mit ein: Proteine pflanzlichen Ursprungs werden nach der von T.B. Osborne 1907 eingeführten Definition in Abhängigkeit von ihrer Lös­ lichkeit in 4 Fraktionen getrennt. Diese 4 Fraktionen werden als Albumine, als Glo­ buline, als Prolamine und als Gluteline, bezeichnet, vgl. hierzu beispielsweise Belitz und Grosch "Lehrbuch der Lebensmittelchemie", 4. Auflage, Springer Verlag, Berlin 1992, Seiten 613-614 und a.a.O. Seite 671, Tabelle 16.4 zur Proteinverteilung in Hülsenfrüchten auf Basis der Osborne-Fraktionen. Ersichtlich wird aus der hier zu­ letzt genannten tabellarischen Darstellung, daß sich die Leguminosen-Proteine durch besonders hohe Gehalte an Globulinfraktionen auszeichnen. So besteht das Gesamtprotein der Sojabohne aus 10% Albumin und 90% Globulin. Bekannt ist in diesem Zusammenhang weiter, daß die Leguminosen-Proteine ein ausgeprägtes Gelbildungsvermögen bei Wasserzutritt aufweisen, wobei die Geleigenschaften vom eingesetzten Protein und von den Herstellungsbedingungen abhängen, s. Belitz et. al. a.a.O. Seiten 674-675. Es ist zumindestens denkbar, daß in der Multi­ funktionalität der im Rahmen der erfindungsgemäß vorgesehenen Arbeitsschritte beim praktischen Einsatz der Klebemörtelgemische dieser Fähigkeit zur vermutlich intermediären Gelbildung im Mehrstoffgemisch besondere Bedeutung zukommt. Verständlich würde daraus auch die besondere Eignung des Proteinkonzentrates auf Basis der Sojabohne, das sich durch den höchsten Gehalt der Globulinfraktion nach Osborne auszeichnet.

Konkrete Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lehre werden in den nach­ folgenden Beispielen gegeben.

Beispiele Beispiel 1

Zur Herstellung von 1000 g eines zementären Klebemörtels gem. der Erfindung werden die im Folgenden genannten Bestandteile zusammengegeben und trocken bis zur homogen Verteilung der einzelnen Komponenten gemischt:
Zement-Komponente (z. B. Portlandzement, Aluminatzemente, u. a.) mit einem An­ teil von ca. 330 g bis ca. 380 g, ca. 35 g bis 50 g Dispersionspulver, Celluloseether ca. 4 g bis 6 g, diverse abbindebeschleunigende Zusätze mit ca. 25 g bis ca. 35 g, Eisen-(II)-Salz ca. 0,60 g bis 0,80 g, pflanzliches Proteinkonzentrat mit einem Anteil von ca. 3 g bis ca. 6 g, sowie Füllstoffe in einer Dosierung von ca. 500 g bis 600 g.

Dieses homogene Mehrstoffgemisch wird mit ca. 280 ml bis ca. 380 ml sauberem Wasser durch ein geeignetes Rührwerk ca. 1 Minute angeteigt. Nach einer Reife­ zeit wird die Mischung nochmals aufgerührt um die Verarbeitungskonsistenz zu er­ halten.

Mit der erhaltenen Klebemörtelmasse können nun in Anlehnung an die DIN 18 156, Teil 2, die nachfolgend genannten Prüfkörper (Steingutfliesen 50 mm × 50 mm [DIN 18 155, Teil 3], Steinzeugfliesen 50 mm × 50 mm [DIN 18 155, Teil 4], Fein­ steinsteugfliesen 50 mm x 50 mm) auf dem genannten Untergrund (Betonplatte) verklebt werden. Die Lagerung der verklebten Prüfkörper erfolgt unter klimatisierten Bedingungen bei 23°C und 50% rel.-Luftfeuchte.

Zur Ermittlung der Frühhaftzugfestigkeiten werden nach 24 Stunden (+/- 5 Minuten) jeweils 9 Prüfkörper mit einem Haftzugfestigkeitsprüfgerät vom Beton-Substrat ab­ gezogen. Der Mittelwert aus den gemessenen Einzelwerten liegt hierbei bei ca. 0,5 N/mm².

Die Haftzugfestigkeiten werden bei gleicher Behandlung der Prüfkörper nochmals nach 28 Tagen an ebenfalls 9 Prüfkörpern aufgenommen. Der Mittelwert aus den Einzelmessungen ist hierbei < 1,0 N/mm².

Bei beiden Messungen der Haftzugfestigkeiten zeigen die abgezogenen Prüfkörper auf ihren Rückseiten (vormals Klebefläche) deutliche Rückstände des ausgehärte­ ten Klebemörtels.

Beispiel 2

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Klebemörtels für CaSO₄-basierte Substrate werden in der in Beispiel 1 beschriebenen Art die nachfolgenden Be­ standteile eingesetzt und aufgearbeitet:

Sulfat-beständige Zement-Komponente (z. B. HS-Zemente gem. DIN 1164, Hoch­ ofenzemente mit Erweiterung-HS, u. a.) mit einem Anteil von ca. 330 g bis ca. 380 g, ca. 35 g bis 50 g Dispersionspulver, Celluloseether ca. 4 g bis 6 g, diverse ab­ bindebeschleunigende Zusätze mit ca. 25 g bis ca. 35 g, Eisen-(II)-Salz ca. 0,60 g bis 0,80 g, pflanzliches Proteinkonzentrat mit einem Anteil von ca. 3 g bis ca. 6 g, sowie Füllstoffe in einer Dosierung von ca. 500 g bis ca. 600 g.

Das erhaltene homogene Mehrstoffgemisch wird mit ca. 280 ml bis ca. 380 ml sau­ berem Wasser durch ein geeignetes Rührwerk ca. 1 Minute angeteigt. Nach einer Reifezeit wird die Mischung nochmals aufgerührt um die Verarbeitungskonsistenz zu erhalten.

Mit der erhaltenen Klebemörtelmasse können nun in Anlehnung an die DIN 18 156, Teil 2, die nachfolgend genannten Prüfkörper (Steingutfliesen 50 mm × 50 mm [DIN 18 155, Teil 3], Steinzeugfliesen 50 mm × 50 mm [DIN 18 155, Teil 4], Fein­ steinsteugfliesen 50 mm × 50 mm) auf einem geeigneten CaSO₄-basierten Unter­ grund (Betonplatte mit CaSO₄-basierter Bodenspachtelmasse beschichtet, AFE, u. a.) verklebt werden. Die Lagerung der verklebten Prüfkörper erfolgt unter klimati­ sierten Bedingungen bei 23°C und 50% rel.-Luftfeuchte.

Zur Ermittlung der Frühhaftzugfestigkeiten werden nach 24 Stunden (+/- 5 Minuten) jeweils 9 Prüfkörper mit einem Haftzugfestigkeitsprüfgerät vom CaSO₄-basierten Substrat abgezogen. Bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Klebemörtel liegt der Mittelwert aus den gemessenen Einzelwerten bei ca. 0,5 N/mm².

Die Haftzugfestigkeiten werden bei gleicher Behandlung der Prüfkörper nochmals nach 28 Tagen an ebenfalls 9 Prüfkörpern aufgenommen. Der Mittelwert aus den Einzelmessungen ist hierbei < 1,0 N/mm².

Bei beiden Messungen der Haftzugfestigkeiten zeigen die abgezogenen Prüfkörper auf ihren Rückseiten (vormals Klebefläche) deutliche Rückstände des ausgehärte­ ten Klebemörtels. Es tritt bei Verwendung der erfindungsgemäßen Rezeptur keine Abbindestörung auf Verflüssiger bzw. Superverflüssiger enthaltenden Substraten auf.

Claims (13)

1. Verwendung von Proteinkonzentraten pflanzlichen Ursprungs, insbesondere von Leguminosen-Proteinen, als Zusatzkomponente in Zement-basierten Klebemörteln zur Intensivierung und/oder zur Kompensierung der die Abbin­ dung und Verbundhaftung störenden Einflüsse zwischen einer festen Unter­ grundmasse (Träger-Substrat) und - mittels des Klebemörtels - darauf be­ festigten keramischen und/oder mineralischen Belagwerkstoffen.

2. Verwendung von pflanzlichen Proteinkonzentraten nach Anspruch 1 als Zu­ satzkomponente in zementären, Sulfat-beständigen Klebemörteln zur Kom­ pensierung negativer Wirkungen und Einstellung von Frühhaftfestigkeiten beim Aufbringen von keramischen und/oder mineralischen Werkstoffen auf Träger-Substrate, die unter Mitverwendung von Verflüssigern und insbeson­ dere sogenannter Superverflüssiger im das Trägersubstrat bildenden Ein­ satzmaterial hergestellt worden sind.

3. Verwendung von pflanzlichen Proteinkonzentraten nach Anspruch 1 zur In­ tensivierung der Kontakt- und Verbundhaftung von keramischen und/oder mineralischen Belagwerkstoffen mit geringer Wasseraufnahmefähigkeit auf der erhärteten Klebemörtelschicht und damit auf dem Trägersubstrat.

4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteinkonzentrate in Mengen =/< 3 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,8 Gew.-% - Gew.-% jeweils bezogen auf das noch trockene Mehrkomponen­ tengemisch des Klebemörtels - eingesetzt werden.

5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kle­ bemörtel auf Basis der nachfolgenden Haupt- und Klein-Komponenten ein­ gesetzt werden:
Zemente und Füllstoffe (z. B. silikatische und/oder carbonatische Extender und ggfs. weitere andere Feststoffe) als Hauptkomponenten in inniger Ab­ mischung mit Kleinkomponenten wie Redispersionspulver, insbesondere auf Basis organischer Polymerverbindungen, Abbindebeschleuniger und Cellu­ loseether sowie zusätzlich feinteilige pflanzliche Proteinkonzentrate gem. der Erfindung.

6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Klebemörtel Wertstoffgemische der nachfolgenden Zusammensetzung ver­ wendet werden - Gew.-% jeweils bezogen auf die Trockenmischung -.
Zement 20-45 Gew.-% Dispersionspulver auf Polymerbasis 1- 8 Gew.-% Celluloseether 0,2-1,5 Gew.-% Abbindebeschleuniger 0,5-3,5 Gew.-% Füllstoffe 40-80 Gew.-% Proteinkonzentrate gem. der Erfindung 0,1-2,0 Gew.-% gewünschtenfalls zusätzlich enthaltend:
Harnstoff 0,05-1,0 Gew.-% Eisen(II)-Salze 0,02-0,05 Gew.-%

7. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Proteinkonzentrate pflanzlichen Ursprungs feinteilige Samenproteine in Trockenform und dabei insbesondere entsprechende Leguminosen- Samenproteine eingesetzt werden, die aus den Samen durch bekannte Ar­ beitsschritte wie Schälen/Walzen/Ölextraktion/ggfs. weiterführendes Wa­ schen/Trocknen und erforderlichenfalls Mahlen und Sichten mit maximalen Teilchengrößen bis etwa 100 µm bei Proteingehalten des Trockenproduk­ tes =/< 50 Gew.-%, vorzugsweise =/< 60 Gew.-% erhalten worden sind.

8. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Le­ guminosen-Proteine eingesetzt werden, die - gem. Osborne-Definition - zum wenigstens überwiegenden Anteil aus Globulin- und ggfs. Albumin- Fraktionen bestehen, wobei entsprechende Proteinkonzentrate bevorzugt sind, deren Globulingehalt wenigstens 50 Gew.-%, insbesondere wenigstens 60 Gew.-% des Gesamtproteins ausmacht.

9. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens anteilig, bevorzugt wenigstens überwiegend und insbesondere praktisch ausschließlich Sojaprotein-Konzentrate dem Zement-basierten Klebemörtel zugesetzt werden.

10. Verwendung der Proteinkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 9 in Sulfat-be­ ständigen Klebemörteln - insbesondere auf Basis von Sulfat-beständigem Portlandzement - zur Verklebung von mineralischen Belagwerkstoffen, ins­ besondere keramischen Fliesen und Platten, auf bzw. an Träger-Substraten auf CaSO₄ (z. B. Anhydrit, α-1/2 Hydrat, u. a.) die mit Verflüssi­ gern/Superverflüssigern rezeptiert sind, unter Einstellung von Frühhaftzugs­ festigkeiten im Bereich von ca. 0,5 N/mm² nach 24 Stunden, wobei diese Träger-Substrate insbesondere abgebundene und im Bereich der Aus­ gleichsfeuchte befindliche Spachtelmassen und/oder Estriche, bevorzugt entsprechende Bodenspachtelmassen und/oder Estriche sein können.

11. Verwendung der Proteinkonzentrate nach Ansprüchen 1 bis 9 in Klebemör­ teln auf Basis Portlandzement, Puzzolan und/oder Aluminat-Zement zur Ausbildung einer verbesserten Kontakthaftung gegenüber keramischen und/oder mineralischen Belagwerkstoffen mit geringer Wasseraufnahme.

12. Zement-basierte Klebemörtel der in Ansprüchen 1 bis 11 angegebenen Art, gekennzeichnet durch einen Gehalt an pflanzlichen Samenproteinkonzentra­ ten, insbesondere aus dem Bereich der Leguminosen-Samen.

13. Klebemörtel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er feinstteili­ ges Sojaprotein enthält, das - bezogen auf das noch nicht mit Wasser ange­ teigte Trockengut - bevorzugt in Mengen von höchstens 3 Gew.-%, insbe­ sondere in Mengen von 0,1 bis 2,0 Gew.-% und zweckmäßig in Mengen von 0,2 bis 0,8 Gew.-% vorliegt und dabei weiterhin zweckmäßigerweise homo­ gen in das Mehrkomponentengemisch eingearbeitet ist.