DE19754826A1 - Schnellhärtendes, zementäres, hydraulisches Bindemittel geringer Schwindung, insbesondere für Putze und Estriche - Google Patents

Schnellhärtendes, zementäres, hydraulisches Bindemittel geringer Schwindung, insbesondere für Putze und Estriche

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Description

Die Erfindung betrifft ein schnellhärtendes, zementäres, hydraulisches Bindemittel geringer Schwindung, insbesondere für Putze und Estriche. Weiters betrifft die Erfindung einen Putzmörtel und einen Estrichmörtel sowie ein Verfahren zur Herstellung des Bindemittels.
Gegenstand der Erfindung ist im wesentlichen ein neues, schnellhärtendes, zementäres Bindemittel geringer Schwindung, enthaltend einen schnellhärtenden (Portland) Zement-Klinker, der ohne oder nur durch geringe CaSO4-Anteile und gegebenenfalls aluminatischer Beschleuniger seine hohe Frühfestigkeit erreicht, eine reaktive CaSO4-Verbindung, vorzugsweise aus der Rauchgasentschwefelung, spezielle Zusätze, die die Abbindezeit regulieren und das Abbindeschwinden des schnellerhärtenden (Portland) Zement-Klinkers verringern.
Ein Bindemittel, enthaltend Zement, alpha-Calciumsulfat-Halbhydrat und weitere Zusätze, ist beispielsweise aus der DE OS 24 36 365 bekannt. Es handelt sich um schnellabbindende Zementgemische von hoher Festigkeit, wobei eine lang dauernde Festigkeit angestrebt wird. Als Zement soll ein Portlandzement verwendet werden, der nur sehr geringe Mengen an Tricalciumaluminat enthält, da das Tricalciumaluminat im Portlandzement teilweise sehr langsam reagiert und mit dem Sulfat des Gipses Ettringit bildet. Der Ettringit verursacht aber bei seiner Bildung eine Volumenzunahme des abgebundenen Zements. Diese verursacht eine verringerte Festigkeit, Rißbildung, ein Absplittern und sogar ein Zerkrümeln der ausgehärteten Zementmasse. Es soll deshalb nach diesem Stand der Technik nur Portlandzement verwendet werden, der nicht mehr als 7 Massen-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Massen-%, Tricalciumaluminat enthält. Weiterhin soll dieser Portlandzement nur sehr geringe Mengen an Tetracalcium-Aluminatferrit enthalten. Die Bindemittel enthalten im allgemeinen 5 bis 50 Massen-% Portlandzement, 49 bis 94 Massen-% Calciumsulfat-Halbhydrat und ca. 1 Massen-% fluidisierende oder dispergierende Mittel. Weiterhin ist erwähnt, daß in gewissen Fällen auch Abbindeverzögerer zugesetzt werden können. Eine genauere Untersuchung dieser Bindemittel hat ergeben, daß zwar eine länger dauernde Festigkeit erzielt werden kann, jedoch auch diese Gemische bei längerer und intensiver Belastung durch die Bildung von Ettringit ihre Beständigkeit verlieren.
Aus der DE-OS 22 22 490 ist eine schnell härtende Gußmischung hoher Dichte mit verlängerter Verarbeitungsdauer und schnellem Aushärtungsvermögen bekannt, welche Calciumsulfat- Halbhydrat als Hauptbestandteil, Portlandzement als Sekundärbestandteil, einen Abbindeverzögerer und ein Plastifizierungsmittel enthält. Diese Gußmischungen lassen sich zwar gut herstellen und verarbeiten, jedoch ist damit zu rechnen, daß sie bei späterer Belastung durch Feuchtigkeit und starke Temperaturschwankungen die bekannten Zersetzungserscheinungen aufweisen, zumal offensichtlich üblicher Portlandzement zur Anwendung gelangt ist.
Aus DE-AS 12 41 330 ist ein Verfahren zur Herstellung eines wasserfesten Bindemittels aus Gipsstein, Zement und sauren Zusätzen, wie Kieselgur oder anderen sauren Gesteinen sedimentärer oder vulkanischer Herkunft oder sauren Schlacken und Aschen, bekannt, bei dem der gemahlene Gipsstein im Kocher dehydratisiert wird, bei oder nach Erreichen der Halbhydratstufe dem Produkt 10 bis 50 Massen-% Zement zugefügt werden und das gewonnene Gemisch bis zu einem homogenen Zustand vermischt und bis zu einer Endtemperatur von 130 bis 170°C gekocht wird, woraufhin dem Gemisch die sauren Zusätze zu beliebiger Zeit während des Prozesses im Verhältnis 4 Massenanteile Gips zu 1 Massenanteil des oder der sauren Zusätze zugefügt werden. Durch Zusatz von Alkali, Erdalkali­ oder Eisenchlorid kann die Temperatur der Dehydration des Gipses gesenkt werden und dadurch eine erhöhte Ausbeute an alpha-Halbhydrat erzielt werden. Dies verbessert die Festigkeit des wasserfesten Dreikomponenten-Bindemittels. Weiterhin wird festgestellt, daß bei hohem Gehalt an Aluminatverbindungen im Zement größere Mengen Kieselgur oder der anderen sauren Zusätze erforderlich sind, während bei geringem Gehalt an Aluminatverbindungen im Zement dementsprechend geringere Mengen notwendig sind. Das Vorhandensein der sauren Zusätze im Dreikomponenten-Bindemittel schützt die Erzeugnisse aus Gips und Zement angeblich vor der zerstörenden Wirkung der Hydrosulfoaluminatverbindungen. Die verbesserte Wasserfestigkeit und die sonstigen verbesserten Eigenschaften werden insbesondere darauf zurückgeführt, daß der gemahlene Gipsstein zusammen mit dem Zement gekocht wird, wobei je nach Feuchtigkeitsgehalt mehr alpha-Halbhydrat oder mehr β-Halbhydrat entsteht.
Aus der DD-PS 78 948, entsprechend der AT-PS 303 599, ist ein Verfahren zur Herstellung von Baustoffen bekannt, bei dem 50 bis 95 Massenanteile Calciumsulfat-Bindemittel mit einer Mischung verwendet wird, die so aufeinander abgestimmt ist, daß eine schnelle Bindung des freien Kalkes zu Ettringit möglich ist. Es soll somit die Entringitbildung vermieden werden, sondern dafür gesorgt werden, daß sich Ettringit so rasch wie möglich und vorwiegend über die Lösungsphase bildet, so daß die bekannte und gefürchtete Treiberscheinung vermieden wird. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß auch ein schnell gebildeter Ettringit zwar zur Abbindung und Härtung beiträgt, jedoch bei längerfristiger Belastung durch Wasser und Temperaturschwankungen dazu führt, daß die abgebundenen Gemische rissig werden, ihre Festigkeit verlieren und letztendlich durch Belastung zerstört werden.
Aus der EP 0 427 064 B1 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung eines wasserfesten Bindemittels, bestehend aus 40 bis 60 Massen-% alpha-Halbhydrat, 40 bis 60 Massen-% aluminatarmem Zement, 3 bis 10 Massen-%, vorzugsweise 5 bis 8 Massen-% feinteiliger Kieselsäure sowie gewünschtenfalls bis zu 2 Massen-% Verflüssiger, Verzögerer und/oder Beschleuniger, wobei, das alpha-Halbhydrat aus Rauchgasgips hergestellt ist und eine Teilchengröße von 98% < 40 µm aufweist. Vorzugsweise weist der Rauchgasgips eine Einstreumenge von mindestens 250 g nach DIN 1168, ein Wasser-Gips-Verhältnis von 0,41 oder weniger bei einem Fließmaß von 21 cm gemäß DIN 51020 auf. Alpha-Halbhydrat aus natürlichem Gips muß die gleichen Spezifikationen aufweisen. Auch sollte vorzugsweise eine Teilchengröße 98% < 40 µ aufweisen. Als aluminatarmer Zement wird vorzugsweise Portlandzement HS nach DIN 1164 verwendet, welcher einen C3A-Gehalt von < 3% besitzt. Als feinteilige Kieselsäure wird vorzugsweise das Abfallprodukt der Ferro-Silizium-Herstellung und/oder das salzsaure Aufschlußprodukt von Schmelzkammergranulaten verwendet. Die Herstellung dieses Aufschlußproduktes und die Eigenschaften dieses Aufschlußproduktes sind ausführlich beschrieben in der deutschen Patentanmeldung P 39 22 508.9 (KW-29). Erfindungswesentlich ist dort die Verwendung eines aluminatarmen Zementes und sowie feinteiliger Kieselsäure, daß diese den Gehalt an freiem und später frei werdenden Calciumhydroxid binden kann, so daß sich aus den geringen Mengen an Aluminat des Zementes kein Ettringit bildet. Aus der DE 44 10 130 C1 ist ein rissefreier Zementfließestrich bekannt, der als Bindemittel eine reaktive CaSO4-Verbindung (als "aktiver Anhydrit" bezeichnet) von 5-25 Massen-%, Portlandzement PZ 375 von 10-40 Massen-%, übliche Zusätze sowie Kalksteingrieß-Zuschläge von 1-3 Massenanteile auf einen Massenanteil Bindemittelmischung enthält. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein schwindungsarmes, schnellhärtendes, zementäres Bindemittel zu entwickeln für den Einsatz in Putz- und Estrichmörteln, die gegen Wasser (auch sulfathaltiges Wasser) beständig sind. Diese Aufgabe kann überraschend einfach dadurch gelöst werden, daß das erfindungsgemäße Bindemittel bestehend aus
  • a. 85-97 Massen-% Schnellzement mit einem C3A-Klinkerphasenanteil zwischen 4 und 12 Massen-% (bezogen auf die Menge an Schnellzement) und mit einem maximalen CaSO4-Massenanteil von 2% (bezogen auf die Menge an Schnellzement)
gemischt mit
  • b. 3-15 Massen-% einer reaktiven, vorzugsweise gemahlenen CaSO4-Verbindung, nämlich Calciumsulfat-Anhydrit.
und weiters gemischt mit
  • c. Calciumhydroxid (Ca (OH)2) in einer Menge von insgesamt bis zu 3 Massen-%
und gegebenenfalls weiters gemischt mit
  • d. Additiven - wie beispielsweise Abbindeverzögerer, Abbindebeschleuniger, Verflüssiger, Anti-Schaummittel und/oder Anti-Sedimationsmittel und Anti- Schwindungsmittel - in einer Gesamtmenge von maximal 4 Massen-%.
Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der
  • 1. der zementäre Anteil besteht aus 85 bis 95 Massen-% eines schnellhärtenden Portlandzement-Klinkers, der ohne oder nur durch geringe SO3-Anteile sowie gegebenenfalls aluminatische Abbindebeschleuniger eine hohe Frühfestigkeit erhält, dessen C3A-Anteil < 7% ist (muß definiert sein) und dessen Aufmahlungsgrad einem Blaine-Wert < 3500 cm2/g entspricht.
  • 2. Der sulfatische Anteil besteht aus 5 bis 15 Massen-% einer reaktiven CaSO4-Verbindung, vorzugsweise Anhydrit oder alpha-Halbhydrat aus der Rauchgasentschwefelung, dessen rasche Lösungsreaktion durch seine Teilchengrößen von 50% < 20 µm (98% < 40 µm) begünstigt wird, wobei der zu wählende Massenanteil in Bezug zu setzen ist auf den C3A-Anteil des verwendeten, schnellhärtenden Portlandzement-Klinkers, wobei bei vollständiger Bindung der Sulfatphase im Ettringit 100 Teile CaSO4 ca. 66 Teile C3A erfordern.
  • 3. die Abbindezeitregelung durch Additive erreicht wird, bestehend aus z. B. Aluminiumsulfat oder Aluminiumhydroxid und Verzögerern wie Hydroxycarbonsäuren, Aminosäuren, Eiweißhydrolysate, tierischer Leim und deren Kombinationen in der Größenordnung zwischen 0 bis 3%.
  • 4. die Abbindeschwindung des Portlandzementklinkers durch den Zusatz von niedrigmolekularem Polyglykol zwischen 0 bis 0,5% verringert wird.
  • 5. Die charakteristischen Putz- und Mörteleigenschaften erreicht werden durch den Zusatz von Celluloseether, Stärkeether, Tensiden, Verflüssigern auf Melamin- Formaldehydbasis, Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Basis oder Lignin-sulfonat-Basis, Entschäumern und Hydrophobierungsmitteln auf Stearat- oder Oleat-Basis in der Größenordnung zwischen 0 bis 1%. (Alle %-Angaben sind Massen-%).
Erfindungswesentlich ist, daß es sich um einen schnellhärtenden (Portland) Zement-Klinker handelt, ohne oder nur mit geringen CaSO4-Anteilen, einer reaktiven CaSO4-Verbindung, die zusammen mit dem C3A-Anteil des (Portland) Zement-Klinkers eine gezielte Ettringitbildung bewirkt, so daß die Erhärtungsreaktion des erfindungsgemäßen Bindemittels expansiv verläuft (z. B. in der Größenordnung zwischen 0 bis 0,8 mm/m) und der Hauptanteil des Sulfates im Ettringit in der Erhärtungsphase gebunden wird und der gegebenenfalls verbleibende Anteil auch bei längerfristiger Durchfeuchtung zu keiner gefügezerstörenden Sekundärrettringit-Bindung führt.
Günstig ist ferner, wenn die Schwindung des schnellhärtenden (Portland) Zement-Klinkers bis zu seiner Austrocknung maximal die Größenordnung der in der Abbindephase erreichten und durch Ettringitbildung verursachten Expansion einnimmt, so daß in Summe ein bewegungs-neutrales Abbindeverhalten des Bindemittels erreicht wird.
Aufgrund des geringen Anteiles an Calciumsulfat-Dihydrat (Gips) im abgebundenen Zustand des Bindemittels ist das Produkt als wasserfest zu bezeichnen und geeignet für den Einsatz als Bindemittel in Putz- und Estrichmörteln.
Bei der reaktiven CaSO4-Verbindung handelt es sich günstigerweise um einen in einem speziellen Brennverfahren hergestellten REA-Anhydrit, der aufgrund seiner hohen Lösungsreaktion mit der Aluminat-, Aluminatferrit- und Glasphase des Zementes Ettringit mit hoher Stabilität bildet durch ein geringes Überangebot an Calciumsulfatdihydrat.
Beispiel 1 Putzmörtel: Innenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
14,0 Massen-% Schnellzement
 1,0 Massen-% REA-Anhydrit
 4,0 Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
 3,0 Masen-% Perlite 0-1 mm
78,0 Massen-% Feinsand 0-1 mm + Additive
Wasserfaktor: 0,30
Verarbeitungszeit: ca. 100-180 Minuten
7-Tagesfestigkeit - DF: 2,20 N/mm2
- BZF: 0,80 N/mm2
28 Tagesfestigkeit - DF: 2,60 N/mm2
- BZF: 1,00 N/mm2
Beispiel 2 Putzmörtel: Außenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
18,5 Massen-% Schnellzement
 1,5 Massen-% REA-Anhydrit
 4,0 Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
 2,5 Massen-% Perlite 0-1 mm
 0,1 Massen-% Oleat
73,4 Massen-% Feinsand 0-2 mm + Additive
Wasserfaktor: 0,30
Verarbeitungszeit: ca. 90-150 Minuten
7-Tagesfestigkeit - DF: 3,1 N/mm2
- BZF: 1,0 N/mm2
28 Tagesfestigkeit - DF: 3,5 N/mm2
- BZF: 1,2 N/mm2
Die Additive für die Beispiele 1 und 2 sind eine Mischung aus
0,10% Weinsäure
0,12% Celluloseether
0,02% Stärkeether
0,04% Tenside
0,12% Polyglykol
(Angaben in Massen-%).
Der Wasserfaktor ist abhängig von der Korngrößenverteilung bzw. von der Art des Zuschlagstoffes.
Der erfindungsgemäße Putzmörtel erreicht eine definierte Abbindezeit, die in weiten Bereichen unabhängig ist vom Putzuntergrund und von der vorherrschenden Temperatur. Herkömmliche Putzmörtel auf Kalk-Zement-Basis sind in ihrer Abbindezeit kaum steuerbar und in sehr starkem Maße abhängig vom Putzuntergrund und der Temperatur. Dies verzögert fallweise die Bearbeitung der Putze nach dem Auftragen auf den Putzuntergrund erheblich, so daß die Leistung abnimmt.
Das nahezu schwindneutrale Verhalten des erfindungsgemäßen Bindemittels führt in weiterer Folge nur zu geringen Schwindspannungen, so daß derartige Putze auch auf sogenannten "instabilen Putzuntergründen", wie z. B. auf Leichtbauplatten, im Vergleich zu herkömmlichen Kalk-Zement-Putzen, entscheidend weniger risseanfällig sind.
Das erfindungsgemäße Bindemittel eignet sich für die Herstellung eines rissefreien Zementfließestrichs mit rascher Erhärtung und Austrocknung, bestehend aus einer CaSO4-Verbindung, schnellbindendem (Portland) Zement, der ohne oder mit Zusatz von aluminatischen Erstarrungsbeschleunigern und durch Weglassen der die Zementabbindung verzögernden Gips-Komponente hohe Frühfestigkeiten erreicht und den speziellen Zusätzen wie Abbindeverzögerer, Verflüssiger, Entschäumer und Mittel, die eine Sedimentation der Zuschlagstoffe reduzieren bzw. verhindern und das Schwinden des Zementes verringern sowie den üblichen Zuschlägen.
Der rasche Erhärtungsverlauf und die kurze Austrocknungszeit der erfindungsgemäßen Fließestrichmasse haben ihre Ursache in der verwendeten Bindemittelkombination und bei höherer Magerung mit silikatischen Zuschlägen, im sehr niedrigen Wasser-Bindemittel-Wert.
Bereits 48 Stunden nach dem Anrühren mit Wasser erreicht die Fließestrichmasse eine Festigkeit, die eine Belastung entsprechend der planmäßig vorgesehenen Größenordnung zuläßt. Nach einer Woche liegt die Festigkeit bei über 90% seiner Tagesfestigkeit und seine Rauchfestigkeit < 3,5%. Damit ist der erfindungsgemäße Zement-Fließestrich bereits nach ca. einer Woche ab der Verlegung geeignet für die Belagsaufbringung.
Der erfindungsgemäße Zementfließestrich erreicht in der Erhärtungsphase innerhalb von 3 Tagen eine Expansion bis zu 0,8 mm/m und hält diesen Wert über eine Woche konstant. Innerhalb der folgenden 2-4 Wochen ist eine geringe Schwindung erkennbar, die etwa die Größenordnung der vorangegangenen Expansion erreicht. Zusammen mit dem raschen Aushärtungs- und Trocknungsverlauf der Estrichmasse und ihrer Bewegungscharakteristik ist der erfindungsgemäße Fließestrich rissefrei und geeignet für den fugenlosen Einbau auch in größeren Flächeninhalten. Auch der bei zementären (Fließ-)Estrichen bekannte Effekt des sogenannten "Aufschlüsselns" im Trocknungszeitraum tritt nur in äußerst geringem Ausmaß auf und führt zu keiner Qualitätseinbuße.
Von besonderer, erfindungswesentlicher Bedeutung ist der rasche Trocknungsverlauf der Fließestrichmasse, die zu einer wesentlichen Verkürzung der Bauzeit führt. Während die bisher bekannten Zementfließestriche auf Basis Portlandzement und insbesondere jene mit höheren Anteilen an Calciumsulfatdihydrat gegenüber herkömmlichen Zementestrichen eine deutlich längere Austrocknungszeit benötigen, erreicht der erfindungsgemäße Zementfließestrich seine Belagsreife schon nach ca. einer Woche.
Die für den Fließestricheinbau erforderliche Zeitspanne von < 60 Minuten wird durch die Zudosierung eines geeigneten Verzögerers, z. B. Weinsäure, erreicht. Damit bleibt die Fließestrichmasse während dieser Zeit flüssig und nivellierfähig.
Als Verflüssiger wird ein auf die Erfordernisse abgestimmtes Melamin-Formaldehydharz verwendet, für eine schaum- und blasenfreie Estrichoberfläche ist die Verwendung eines Antischaummittels erforderlich.
Celluloseether gibt der Fließestrichmischung die nötige Stabilität und verhindert das die Oberflächenqualität einschränkende "Bluten" im flüssigen Zustand.
Für die Minimierung der chemischen Schwindung des verwendeten, schnellabbindenden Zements ist die Zugabe von Polyglykol vorteilhaft.
(Dünnschicht-)Verbundestrische, als z. B. eine Anwendungsvariante des erfindungsgemäßen Fließestrichs, erreichen eine bessere Haftung zum Betonuntergrund, wenn der Fließestrichmischung ein Dispersionspulver zugegeben wird.
In den nachfolgenden Beispielen sind Ausführungsformen der Erfindung für Zementfließestriche näher erläutert. Unter dem Begriff "Additive" ist stets die Mischung
0,15% Weinsäure
0,20% Melamin-Formaldehydharz
0,12% Polyglykol
0,02% Celluloseether
0,01% Antischaummittel
zu verstehen.
Beispiel 3: Zementfließestrich für den schwimmenden Einbau
22,0 Massen-% Schnellzement gemäß Patentanspruch 1
 1,5 Massen-% REA-Anhydrit oder alpha-Halbhydrat-Gips
 0,5 Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
74,0 Massen-% silikatischer Sand 0-2 mm + Additive
Wasserfaktor: 0,14/W/B-Faktor: 0,58
Verarbeitungszeit: ca. 2 Stunden
7-Tagesfestigkeit - DF: 32,0 N/mm2
-BZ: 5,8 N/mm2
28-Tagesfestigkeit - DF: 35,0 N/mm2
-BZ: 6,2 N/mm2
Restfeuchtigkeit 7d: 3,20% bei 4 cm Estrichdicke bei Normalklima
Beispiel 4: Hochwertiger Zementfließestrich für Verbundausführung, auch als Dünnschicht-Verbundestrich ab 15 mm Dicke
29,0 Massen-% Schnellzement gemäß Patentanspruch 1
 2,5 Massen-% REA-Anhydrit oder alpha-Halbhydrat Gips
 0,5 Massen-% Kalkhydrat (Calciumhydroxid)
 0,5 Massen-% Dispersionspulver (verbessert die Haftung, aber nicht unbedingt erforderlich)
67,5 Massen-% silikatischer Sand 0-2 mm + Additive
Wasserfaktor 0,16/W/B-Faktor: 0,5
Verarbeitungszeit: ca. 1,5 Stunden
7-Tagesfestigkeit - DF: 38,0 N/mm2
- BZ: 7,5 N/mm2
28-Tagesfestigkeit - DF: 42,0 N/mm2
- BZ: 8,2 N/mm2
Restfeuchtigkeit 7d: 3,50% bei 4 cm Estrichdicke bei Normalklima
Die Verwendung von feineren Quarzsanden oder karbonatischen Sanden mit größerer spezifischer Oberfläche erhöht den Wasserbedarf, reduziert dementsprechend die erreichbare Festigkeit und verlängert die Austrocknungszeit des erfindungsgemäßen Zementfließestrichs.
Beispiel 5 für die Anwendung als schwingungsarmer, schnellbindender Estrich
Im nachstehenden Beispiel sind unter dem Begriff "Additive" folgende Mischungen zu verstehen:
0,18% Weinsäure
0,15% Polyglykol
0,02% Tenside
Estrichzusammensetzung (Beispiel 5)
18,15 Massen-% Schnellzement gemäß Anspruch 1
 1,2 Massen-% reaktive CaSO4-Verbindung, vorzugsweise REA-Anhydrit
 0,3 Massen-% Kalkhydrat
80,35 Massen-% Estrichsand 0-4 mm + Additive
Wasserfaktor 0,10/W/B-Faktor 0,50 (erdfeucht)
Verarbeitungszeit: ca. 60-90 Minuten
7-Tagesfestigkeit - DF: 28,0 N/mm2
- BZF: 3,7 N/mm2
28-Tagesfestigkeit - DF: 29,5 N/mm2
- BZF: 4,5 N/mm2
Restfeuchtigkeit 7 d: 2,2% bei 5 cm Estrichdicke bei Normalklima
Die Zugabe von CaO (Calciumoxyd) oder Ca(OH)2 (Calciumhydroxyd) ist im Fließestrich nicht erfindungswesentlich, kann aber im Unteranspruch genannt werden.
Beim Putzmörtel ist nur Ca(OH)2 zulässig und wird obligatorisch in größerer Menge verwendet, um die Atmungsaktivität des Putzes zu verbessern.
Eine Röntgen-Differential-Analyse wurde durchgeführt und hat folgendes ergeben:
Folgende Proben wurden geprüft (alle Angaben in Massen-%)
Probe 1: Schnellzement "Mobilcrete" der Fa. Leube
Probe 2: Schnellzement "Mobilcrete" 92,5% + 7,5% reaktiver Anhydrit + 0,05% Weinsäure (als Verzögerer)
Probe 3: Schnellzement "Mobilcrete" 91,0% + 7,5% reaktiver Anhydrit + 1,5% Kalkhydrat Ca(OH)2 + 0,05% Weinsäure (als Verzögerer)
Umwandlung C3S und C2S:
Die Umwandlung von C3S und C2S erfolgt bei den untersuchten Proben unterschiedlich schnell.
Probe 1 zeigt den langsamsten Verlauf, gefolgt von Probe 2. Probe 3 ist bei weitem rascher im hydraulischen Umwandlungsprozeß und daher im Erhärtungsverlauf auch wesentlich schneller.
Umwandlung C3A:
Auch hier zeigt sich annähernd das gleiche Ergebnis bezüglich des Hydrationsverlaufs wie oben. Allerdings wird in den Proben 2 und 3 C3A zusammen mit dem reaktiven Anhydrit zu Ettringit umgewandelt. Dies ist in den Diagrammen deutlich erkennbar. Besonders beschleunigt wird dieser Prozeß durch die Zugabe von Kalkhydrat in Probe 3.
Umwandlung CaSO4:
Wie aus den Diagrammen erkenntlich, ist der reaktive Anhydrit (CaSO4) in Probe 2 nach einer Reaktionszeit von 4 Stunden noch vorhanden, in Probe 3 (mit Kalkhydrat) hingegen nach 2,5 Stunden schon sehr weit in Ettringit umgewandelt. Wichtig ist, daß nahezu der gesamte Anhydrit im Ettringit gebunden wird und nicht zu Gips hydratisiert. In beiden Proben (2 und 3) ist bei vollständigem Abbau des Anhydrites kein Gips-Peak erkennbar.
Ettringitbildung:
In Probe 1 ist verständlicherweise keine Ettringitbildung nachweisbar, in den Proben 2 und 3 jedoch sehr ausgeprägt. Dies ist erwünscht und führt zu einer Expansion des Bindemittels in der Abbindephase. Die Ettringitbildung ist mit zunehmender Erhärtung abgeschlossen, damit die Raumstabilität gesichert ist.
Wenngleich bei den obigen Beispielen ein C3A-Anteil zusammen mit der reaktiven CaSO4-Verbindung zur gewünschten Ettringitbildung führte, ist es auch denkbar, den C3A-Anteil durch Aluminiumhydroxid und/oder Aluminiumsulfat ganz oder teilweise zu ersetzen und daß dann diese Verbindungen mit der reaktiven CaSO4-Verbindung zum Ettringit führt.

Claims (16)

1. Schnellhärtendes, zementäres, hydraulisches Bindemittel geringer Schwindung, insbesondere für Putze und Estriche bestehend aus:
  • a. 85-97 Massen-% Schnellzement mit einem C3A-Klinkerphasenanteil zwischen 4 und 12 Massen-% (bezogen auf die Menge an Schnellzement) und mit einem maximalen CaSO4-Massenanteil von 2% (bezogen auf die Menge an Schnellzement)
gemischt mit
  • b. 3-15 Massen-% einer reaktiven, vorzugsweise gemahlenen CaSO4-Verbindung, nämlich Calciumsulfat-Anhydrit
und weiters gemischt mit
  • c. Calciumhydroxid (Ca (OH)2) in einer Menge von insgesamt bis zu 3 Massen-%
und gegebenenfalls weiters gemischt mit
  • d. Additiven - wie beispielsweise Abbindeverzögerer, Abbindebeschleuniger, Verflüssiger, Anti-Schaummittel und/oder Anti-Sedimentationsmittel und Anti-Schwindungsmittel - in einer Gesamtmenge von maximal 4 Massen-%.
2. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellzement einen schnellhärtenden, gemahlenen Portlandzementklinker enthält und vorzugsweise aus diesem besteht.
3. Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellzement einen Eisenportlandzement enthält oder aus diesem besteht.
4. Bindemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellzement einen Hochofenzement enthält oder aus diesem besteht.
5. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der C3A-Klinkerphasenanteil zwischen 5 und 8 Massen-% (bezogen auf die Menge an Schnellzement) liegt.
6. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der CaSO4-Anteil im Schnellzement kleiner als 1% ist und vorzugsweise Null ist.
7. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenanteil der reaktiven CaSO4-Verbindung in Bindemittel zwischen 4% und 7% liegt.
8. Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reaktive CaSO4-Verbindung REA-Anhydrit ohne Anreger enthält oder aus diesem besteht.
9. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße der reaktiven CaSO4-Verbindung mindestens zur Hälfte unter 20 µm liegt.
10. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es weiters CaO bis maximal 3-Massen-% enthält.
11. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Massenanteils der C3A-Klinkerphase zum Massenanteil der reaktiven CaSO4-Verbindung zwischen 55 : 100 und 77 : 100 liegt und vorzugsweise bei etwa 66 : 100 liegt.
12. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der C3A-Klinkerphasenanteil ganz oder teilweise ersetzt ist durch Aluminiumhydroxid und/oder Aluminiumsulfat.
13. Putzmörtel oder Estrichmörtel mit einem Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und Zuschlägen, dadurch gekennzeichnet, daß das Massenverhältnis von Bindemittel zu Zuschlägen, insbesondere auf karbonatischer und/oder silikatischer Basis, zwischen 1 : 1 und 1 : 6 liegt.
14. Putzmörtel oder Estrichmörtel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlag Feinsand, vorzugsweise mit einer Korngröße bis zu 4 mm enthält.
15. Verfahren zur Herstellung eines hydraulischen Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellzement und die reaktive CaSO4-Verbindung gesondert gemahlen und anschließend vermischt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellzement auf einen Aufmahlungsgrad gemahlen wird, der einen Blaine-Wert < als 3500 cm2/g entspricht.
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