DE19754826A1

DE19754826A1 - Low shrinkage cementitious hydraulic binder

Info

Publication number: DE19754826A1
Application number: DE19754826A
Authority: DE
Inventors: Konrad Schwarzl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1998-06-18
Also published as: AT405174B; ATA216196A; CH692578A5

Abstract

A rapid setting, low shrinkage, cementitious hydraulic binder, especially for wall and floor plasters, comprises a mixture of: (a) 85-97 wt.% rapid setting cement containing 4-12 wt.% C3A clinker phase and \}2 wt.% CaSO4; (b) 3-15 wt.% preferably ground, reactive CaSO4 compound (anhydrite); (c) up to 3 wt.% total Ca(OH)2; and optionally (d) \}4 wt.% additives such as setting retarders, setting accelerators, plasticisers, anti-foam and/or anti-sedimentation agent and anti-shrinkage agent. Also claimed is a wall or floor plaster mortar containing the above binder and (preferably carbonate and/or silicate based) aggregates in a wt. ratio of 1 : 1-6. Further claimed is a method of producing the above binder, in which the rapid setting cement and the reactive CaSO4 compound are separately ground and then mixed together.

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.The invention relates to a fast-curing, cementitious, hydraulic binder less Shrinkage, especially for plasters and screeds. The invention further relates to a Plastering mortar and a screed mortar and a method for producing the binder.

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.The invention essentially relates to a new, fast-curing, low-shrinkage cementitious binder containing a fast-curing (Portland) cement clinker, which achieves its high early strength without or only with low CaSO ₄ components and optionally aluminate accelerators, a reactive CaSO ₄ - Compound, preferably from flue gas desulphurization, special additives that regulate the setting time and reduce the setting rate of the faster-curing (Portland) cement clinker.

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. A binder containing cement, alpha calcium sulfate hemihydrate and other additives is known for example from DE OS 24 36 365. It is a matter of quick setting cement mixes of high strength, being a long lasting Strength is sought. Portland cement is to be used as cement, which only contains very small amounts of tricalcium aluminate, since the tricalcium aluminate in Portland cement sometimes reacts very slowly and with the sulfate of the gypsum ettringite forms. However, the ettringite causes the volume of the set cement. This causes a reduced strength, cracking Chipping and even crumbling of the hardened cement mass. It should therefore According to this state of the art, only Portland cement that does not exceed Contains 7% by mass, preferably not more than 5% by mass, of tricalcium aluminate. Furthermore, this Portland cement is said to contain only very small amounts of tetracalcium aluminate ferrite contain. The binders generally contain 5 to 50% by mass Portland cement, 49 to 94% by mass calcium sulfate hemihydrate and approx. 1% by mass fluidizing or dispersing agents. It is also mentioned that in certain cases setting retarders can also be added. A closer look at this Binder has shown that although a longer lasting strength can be achieved, however, these mixtures also with prolonged and intensive exposure to the formation of Ettringite lose their permanence.

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.DE-OS 22 22 490 is a fast-curing casting mixture of high density with an extended length Processing time and fast curing ability known, which calcium sulfate Hemihydrate as the main ingredient, Portland cement as the secondary ingredient, one Contains retarders and a plasticizer. These casting mixtures can be Manufacture and process well, but it can be expected that they will be used later the well-known due to moisture and strong temperature fluctuations Have signs of decomposition, especially since apparently usual Portland cement for Application has arrived.

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.DE-AS 12 41 330 describes a method for producing a waterproof binder made of gypsum stone, cement and acidic additives such as diatomaceous earth or other acidic rocks sedimentary or volcanic origin or acidic slags and ashes, known where the ground gypsum stone is dehydrated in the cooker when or after reaching the Hemihydrate stage 10 to 50 mass% cement are added to the product and the obtained Mixture mixed until homogeneous and up to a final temperature is cooked from 130 to 170 ° C, whereupon the mixture the acidic additives at any time during the process in a ratio of 4 parts by mass of gypsum to 1 part by mass of the acidic additive (s) are added. By adding alkali, alkaline earth or iron chloride, the temperature of the dehydration of the gypsum can be lowered and thereby an increased yield of alpha hemihydrate can be achieved. This improves the Strength of the waterproof three-component binder. It is also found that with a high content of aluminate compounds in the cement larger amounts of diatomaceous earth or other acidic additives are required while low in aluminate compounds Accordingly, smaller amounts are required in the cement. The The presence of the acidic additives in the three-component binder protects the products from gypsum and cement allegedly before the destructive effects of Hydrosulfoaluminate compounds. The improved water resistance and the others improved properties are attributed in particular to the fact that the ground gypsum stone is cooked together with the cement, depending on Moisture content creates more alpha hemihydrate or more beta hemihydrate.

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.From DD-PS 78 948, corresponding to AT-PS 303 599, is a process for the production known from building materials in which 50 to 95 parts by mass of calcium sulfate binders a mixture is used that is coordinated so that a quick Free lime can bind to ettringite. It is thus the entingite formation to be avoided, but to ensure that ettringite is removed as soon as possible and forms mainly about the solution phase, so that the well-known and feared Driver symptoms are avoided. However, studies have shown that a Rapidly formed ettringite does contribute to setting and hardening, but in the long term Water pollution and temperature fluctuations cause the set Mixtures become cracked, lose their strength and ultimately through Load will be destroyed.

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
EP 0 427 064 B1 discloses a method for producing a water-resistant binder consisting of 40 to 60% by mass of alpha hemihydrate, 40 to 60% by mass of low-aluminate cement, 3 to 10% by mass, preferably 5 to 8% by mass -% finely divided silica and, if desired, up to 2% by mass of liquefier, retarder and / or accelerator, the alpha hemihydrate being made from flue gas gypsum and having a particle size of 98% <40 μm. The flue gas gypsum preferably has a bedding quantity of at least 250 g according to DIN 1168, a water-gypsum ratio of 0.41 or less with a flow of 21 cm according to DIN 51020. Alpha gypsum from natural gypsum must have the same specifications. A particle size should also preferably be 98% <40 μ. Portland cement HS according to DIN 1164, which has a C ₃ A content of <3%, is preferably used as low-aluminate cement. The waste product of the ferro-silicon production and / or the hydrochloric acid digestion product of melting chamber granules is preferably used as the finely divided silica. The production of this digestion product and the properties of this digestion product are described in detail in German patent application P 39 22 508.9 (KW-29). Essential to the invention is the use of a low-aluminate cement and finely divided silica so that it can bind the content of free and later released calcium hydroxide, so that no ettringite is formed from the small amounts of aluminate in the cement. DE 44 10 130 C1 discloses a crack-free cement floor screed which, as a binder, customarily has a reactive CaSO ₄ compound (referred to as "active anhydrite") of 5-25% by mass, Portland cement PZ 375 of 10-40% by mass Contains additives and limestone semolina aggregates of 1-3 parts by mass to a mass proportion of binder mixture. The present invention has set itself the task of developing a low-shrinkage, fast-curing, cementitious binder for use in plaster and screed mortars that are resistant to water (including sulfate-containing water). This object can be achieved surprisingly simply by the binder consisting of

a. 85-97% by mass of quick cement with a C 3 A clinker phase content between 4 and 12% by mass (based on the amount of quick cement) and with a maximum CaSO 4 mass fraction of 2% (based on the amount of quick cement)

gemischt mit
mixed with

b. 3-15 mass% of a reactive, preferably ground CaSO 4 compound, namely calcium sulfate anhydrite.

und weiters gemischt mit
and further mixed with

c. Calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) in a total amount of up to 3% by mass

und gegebenenfalls weiters gemischt mit
and optionally mixed with

d. Additives - such as setting retarders, setting accelerators, Plasticizers, anti-foaming agents and / or anti-sedatives and anti Shrinkage agent - in a total amount of maximum 4 mass%.

Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der
A variant in which

1. The cement portion consists of 85 to 95% by mass of a fast-curing Portland cement clinker, which receives a high early strength without or only through small amounts of SO 3 and possibly aluminate setting accelerators, whose C 3 A portion is <7% (must be defined) and the degree of grinding corresponds to a Blaine value <3500 cm 2 / g.
2. The sulfate component consists of 5 to 15% by mass of a reactive CaSO 4 compound, preferably anhydrite or alpha hemihydrate from the flue gas desulfurization, the rapid solution reaction of which is favored by its particle sizes of 50% <20 µm (98% <40 µm) is, the setting to be selected by mass with respect is of the Portland cement clinker used, fast-curing, with about 66 parts of C require the C 3 A content in complete bonding of the sulfate phase in the ettringite 100 parts CaSO 4 3 A.
3. the setting time is achieved by additives, consisting of z. B. Aluminum sulfate or aluminum hydroxide and retarders such as hydroxycarboxylic acids, Amino acids, protein hydrolyzates, animal glue and their combinations in the On the order of 0 to 3%.
4. the setting shrinkage of the Portland cement clinker through the addition of low molecular weight Polyglycol is reduced between 0 to 0.5%.
5. The characteristic plaster and mortar properties are achieved by the addition of cellulose ether, starch ether, surfactants, plasticizers on melamine Formaldehyde base, naphthalenesulfonic acid-formaldehyde base or lignin sulfonate base, Defoamers and water repellents based on stearate or oleate On the order of 0 to 1%. (All% figures are mass%).

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.It is essential to the invention that it is a fast-curing (Portland) cement clinker, without or only with a small amount of CaSO ₄ , a reactive CaSO ₄ compound which, together with the C ₃ A portion of the (Portland) cement clinker A targeted formation of ettringite causes the hardening reaction of the binder according to the invention to be expansive (e.g. in the order of magnitude between 0 and 0.8 mm / m) and the main part of the sulfate in the ettringite to be bound in the hardening phase and the remaining part if necessary does not lead to a structure-destroying secondary retringite bond in the event of long-term moisture penetration.

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.It is also beneficial if the shrinkage of the fast-curing (Portland) cement clinker until it dries out, at most the order of magnitude in the setting phase achieved and expansion caused by ettringite formation, so that in All in all, a movement-neutral setting behavior of the binder is achieved.

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. Due to the low proportion of calcium sulfate dihydrate (gypsum) in the set Condition of the binder is the product to be called waterproof and suitable for use as a binder in plaster and screed mortars.

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.The reactive CaSO ₄ compound is favorably a REA anhydrite produced in a special combustion process, which due to its high solution reaction with the aluminate, aluminate ferrite and glass phase of the cement forms ettringite with high stability due to a small oversupply of calcium sulfate dihydrate.

Beispiel 1 Putzmörtel: Innenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
Example 1 Plastering mortar: Light interior plaster based on lime-cement

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
14.0 mass% quick cement
1.0 mass% REA anhydrite
4.0 mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
3.0 mast% Perlite 0-1 mm
78.0 mass% fine sand 0-1 mm + additives

Wasserfaktor: 0,30
Water factor: 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
Processing time: approx. 100-180 minutes
7-day strength - DF: 2.20 N / mm ²
- BZF: 0.80 N / mm ²
28 Daily strength - DF: 2.60 N / mm ²
- BZF: 1.00 N / mm ²

Beispiel 2 Putzmörtel: Außenleichtputz auf Kalk-Zement-Basis
Example 2 plastering mortar: exterior lightweight plaster based on lime-cement

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
18.5 mass% quick cement
1.5 mass% REA anhydrite
4.0 mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
2.5 mass% perlite 0-1 mm
0.1 mass% oleate
73.4 mass% fine sand 0-2 mm + additives

Wasserfaktor: 0,30
Water factor: 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
Processing time: approx. 90-150 minutes
7-day strength - DF: 3.1 N / mm ²
- BZF: 1.0 N / mm ²
28 Daily strength - DF: 3.5 N / mm ²
- BZF: 1.2 N / mm ²
The additives for Examples 1 and 2 are a mixture of

0,10% Weinsäure
0,12% Celluloseether
0,02% Stärkeether
0,04% Tenside
0,12% Polyglykol
(Angaben in Massen-%).
0.10% tartaric acid
0.12% cellulose ether
0.02% starch ether
0.04% surfactants
0.12% polyglycol
(Figures in mass%).

Der Wasserfaktor ist abhängig von der Korngrößenverteilung bzw. von der Art des Zuschlagstoffes.The water factor depends on the grain size distribution or the type of Aggregate.

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.The plastering mortar according to the invention achieves a defined setting time which is broad Areas is independent of the plaster base and the prevailing temperature. Conventional lime-cement-based plastering mortars can hardly be controlled in their setting time and to a very large extent depending on the plaster base and the temperature. This is delayed in some cases the plaster is processed after it has been applied to the plaster base considerably, so that the performance decreases.

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.The almost shrink-neutral behavior of the binder according to the invention results in further consequence only to low shrinkage stresses, so that such plasters also on so-called "unstable plaster substrates", such as. B. on lightweight panels, compared to conventional Lime-cement plasters, which are significantly less prone to cracking.

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. The binder according to the invention is suitable for the production of a crack-free cement floor screed with rapid hardening and drying out, consisting of a CaSO ₄ compound, fast-setting (Portland) cement, which is high without or with the addition of aluminizing solidification accelerators and by omitting the gypsum component which delays the setting of the cement Early strength is achieved and the special additives such as setting retarders, plasticizers, defoamers and agents that reduce or prevent sedimentation of the aggregates and reduce the shrinkage of the cement as well as the usual aggregates.

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.The rapid course of hardening and the short drying time of the invention Flowing screed masses are due to the binder combination used and higher leanness with silicate additives, in the very low water binder value.

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.The liquid screed mass reaches a level of 48 hours after being mixed with water Strength, which is a load according to the planned magnitude allows. After a week, the strength is over 90% of its daily strength and its smoke resistance <3.5%. The cement floor screed according to the invention is thus already suitable for covering application after approx. one week from laying.

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.The cementitious screed according to the invention reaches within 3 in the hardening phase Days an expansion of up to 0.8 mm / m and keeps this value constant over a week. Within the following 2-4 weeks, a slight shrinkage can be seen, which is about Magnitude of previous expansion reached. Along with the rapid Hardening and drying process of the screed mass and its movement characteristics the liquid screed according to the invention is crack-free and suitable for seamless installation also in larger areas. Also the one known for cementitious (flowing) screeds Effect of the so-called "breakdown" in the drying period occurs only in extreme to a small extent and does not lead to a loss of quality.

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.The rapid course of drying is of particular importance to the invention Self-leveling screed mass, which leads to a significant reduction in construction time. While the previously known cement screeds based on Portland cement and especially those with higher proportions of calcium sulfate dihydrate compared to conventional cement screeds require a significantly longer drying time, the cement screed according to the invention reaches its topping maturity after about a week.

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.The time required to install the screed is <60 minutes a suitable retarder, e.g. B. tartaric acid. That leaves the Flowing screed compound liquid and levelable during this time.

Als Verflüssiger wird ein auf die Erfordernisse abgestimmtes Melamin-Formaldehydharz verwendet, für eine schaum- und blasenfreie Estrichoberfläche ist die Verwendung eines Antischaummittels erforderlich. A melamine-formaldehyde resin tailored to the requirements is used as the liquefier is used for a foam and bubble-free screed surface Antifoam required.

Celluloseether gibt der Fließestrichmischung die nötige Stabilität und verhindert das die Oberflächenqualität einschränkende "Bluten" im flüssigen Zustand.Cellulose ether gives the liquid screed mixture the necessary stability and prevents that Surface bleeding "bleeding" in the liquid state.

Für die Minimierung der chemischen Schwindung des verwendeten, schnellabbindenden Zements ist die Zugabe von Polyglykol vorteilhaft.To minimize the chemical shrinkage of the quick-setting used The addition of polyglycol is advantageous for cement.

(Dünnschicht-)Verbundestrische, als z. B. eine Anwendungsvariante des erfindungsgemäßen Fließestrichs, erreichen eine bessere Haftung zum Betonuntergrund, wenn der Fließestrichmischung ein Dispersionspulver zugegeben wird.(Thin-film) composite screeds, such as. B. an application variant of self-leveling screed according to the invention achieve better adhesion to the concrete base, when a powder is added to the liquid screed mixture.

In den nachfolgenden Beispielen sind Ausführungsformen der Erfindung für Zementfließestriche näher erläutert. Unter dem Begriff "Additive" ist stets die Mischung
In the following examples, embodiments of the invention for cement floor screeds are explained in more detail. The term "additives" is always the mixture

0,15% Weinsäure
0,20% Melamin-Formaldehydharz
0,12% Polyglykol
0,02% Celluloseether
0,01% Antischaummittel
0.15% tartaric acid
0.20% melamine formaldehyde resin
0.12% polyglycol
0.02% cellulose ether
0.01% anti-foaming agent

zu verstehen.
Beispiel 3: Zementfließestrich für den schwimmenden Einbau
to understand.
Example 3: Self-leveling screed for floating installation

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
22.0 mass% quick cement according to claim 1
1.5 mass% REA anhydrite or alpha hemihydrate gypsum
0.5 mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
74.0% by mass of silicate sand 0-2 mm + additives
Water factor: 0.14 / W / B factor: 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
Processing time: approx. 2 hours
7-day strength - DF: 32.0 N / mm ²
-BZ: 5.8 N / mm ²
28-day strength - DF: 35.0 N / mm ²
-BZ: 6.2 N / mm ²
Residual moisture 7d: 3.20% with 4 cm screed thickness in normal climate

Beispiel 4: Hochwertiger Zementfließestrich für Verbundausführung, auch als Dünnschicht-Verbundestrich ab 15 mm Dicke
Example 4: High-quality cement screed for composite construction, also as a thin-layer composite screed from 15 mm thickness

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
29.0 mass% fast cement according to claim 1
2.5 mass% REA anhydrite or alpha hemihydrate gypsum
0.5 mass% hydrated lime (calcium hydroxide)
0.5% by mass of dispersion powder (improves adhesion, but not absolutely necessary)
67.5% by mass of silicate sand 0-2 mm + additives
Water factor 0.16 / W / B factor: 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 NormalklimaProcessing time: approx. 1.5 hours
7-day strength - DF: 38.0 N / mm ²
- BZ: 7.5 N / mm ²
28-day strength - DF: 42.0 N / mm ²
- BZ: 8.2 N / mm ²
Residual moisture 7d: 3.50% with 4 cm screed thickness in normal climate

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.The use of finer quartz sands or carbonate sands with larger ones specific surface area increases the water requirement and accordingly reduces the achievable Strength and extends the drying time of the cement floor screed according to the invention.

Example 5 for use as a low-vibration, fast-setting screed

Im nachstehenden Beispiel sind unter dem Begriff "Additive" folgende Mischungen zu verstehen:
In the example below, the term "additives" means the following mixtures:

0,18% Weinsäure
0,15% Polyglykol
0,02% Tenside
0.18% tartaric acid
0.15% polyglycol
0.02% surfactants

Estrichzusammensetzung (Beispiel 5)
Screed composition (example 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
18.15 mass% fast cement according to claim 1
1.2 mass% reactive CaSO ₄ compound, preferably REA anhydrite
0.3 mass% hydrated lime
80.35% by mass of screed sand 0-4 mm + additives

Wasserfaktor 0,10/W/B-Faktor 0,50 (erdfeucht)
Water factor 0.10 / W / B factor 0.50 (earth-moist)

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 NormalklimaProcessing time: approx. 60-90 minutes
7-day strength - DF: 28.0 N / mm ²
- BZF: 3.7 N / mm ²
28-day strength - DF: 29.5 N / mm ²
- BZF: 4.5 N / mm ²
Residual moisture 7 d: 2.2% with 5 cm screed thickness in normal climate

Die Zugabe von CaO (Calciumoxyd) oder Ca(OH)₂ (Calciumhydroxyd) ist im Fließestrich nicht erfindungswesentlich, kann aber im Unteranspruch genannt werden.The addition of CaO (calcium oxide) or Ca (OH) ₂ (calcium hydroxide) is not essential to the invention in the floating screed, but can be mentioned in the subclaim.

Beim Putzmörtel ist nur Ca(OH)₂ zulässig und wird obligatorisch in größerer Menge verwendet, um die Atmungsaktivität des Putzes zu verbessern.Only Ca (OH) _{2 is} permitted for plastering mortar and is used in larger quantities to improve the breathability of the plaster.

Eine Röntgen-Differential-Analyse wurde durchgeführt und hat folgendes ergeben:An X-ray differential analysis was carried out and showed the following:

Folgende Proben wurden geprüft (alle Angaben in Massen-%)
The following samples were tested (all data in mass%)

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.
Sample 1: "Mobilcrete" quick cement from Leube
Sample 2: Rapid cement "Mobilcrete" 92.5% + 7.5% reactive anhydrite + 0.05% tartaric acid (as a retarder)
Sample 3: Rapid cement "Mobilcrete" 91.0% + 7.5% reactive anhydrite + 1.5% hydrated lime Ca (OH) ₂ + 0.05% tartaric acid (as a retarder)
Conversion C ₃ S and C ₂ S:
C ₃ S and C ₂ S are converted at different rates in the samples examined.
Sample 1 shows the slowest course, followed by sample 2. Sample 3 is by far faster in the hydraulic conversion process and therefore also much faster in the hardening process.
Conversion C ₃ A:
Here, too, approximately the same result with regard to the course of hydration as above is shown. However, in samples 2 and 3, C ₃ A is converted to ettringite together with the reactive anhydrite. This can be clearly seen in the diagrams. This process is particularly accelerated by the addition of hydrated lime in sample 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.
CaSO ₄ conversion:
As can be seen from the diagrams, the reactive anhydrite (CaSO ₄ ) is still present in sample 2 after a reaction time of 4 hours, in sample 3 (with hydrated lime), on the other hand, it has already been converted to ettringite after 2.5 hours. It is important that almost all of the anhydrite is bound in the ettringite and not hydrated to gypsum. In both samples (2 and 3) no gypsum peak can be seen when the anhydrite is completely broken down.

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.Ettringite formation:
Understandably, no ettringite formation was detectable in sample 1, but very pronounced in samples 2 and 3. This is desirable and leads to expansion of the binder in the setting phase. The ettringite formation is completed with increasing hardening, so that the spatial stability is ensured.

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.Although in the above examples a C ₃ A portion together with the reactive CaSO ₄ compound led to the desired formation of ettringite, it is also conceivable to replace the C ₃ A portion with aluminum hydroxide and / or aluminum sulfate in whole or in part, and then this Compounds with the reactive CaSO ₄ compound leads to the ettringite.

Claims

1. Fast-curing, cementitious, hydraulic binder with low shrinkage, especially for plasters and screeds consisting of:

a. 85-97% by mass of quick cement with a C ₃ A clinker phase content between 4 and 12% by mass (based on the amount of quick cement) and with a maximum CaSO ₄ mass fraction of 2% (based on the amount of quick cement)

mixed with

b. 3-15 mass% of a reactive, preferably ground CaSO ₄ compound, namely calcium sulfate anhydrite

and further mixed with

c. Calcium hydroxide (Ca (OH) ₂ ) in a total amount of up to 3% by mass

and optionally mixed with

d. Additives - such as setting retarders, setting accelerators, plasticizers, anti-foaming agents and / or anti-sedimentation agents and anti-shrinking agents - in a total amount of a maximum of 4% by mass.

2. Binder according to claim 1, characterized in that the quick cement contains fast-curing, ground Portland cement clinker and preferably from this exists.

3. Binder according to claim 2, characterized in that the quick cement Contains or consists of iron Portland cement.

4. Binder according to claim 2, characterized in that the quick cement Contains or consists of blast furnace cement.

5. Binder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the C ₃ A clinker phase fraction is between 5 and 8% by mass (based on the amount of quick cement).

6. Binder according to one of claims 1 to 5, characterized in that the CaSO ₄ content in quick-setting cement is less than 1% and is preferably zero.

7. Binder according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mass fraction of the reactive CaSO ₄ compound in the binder is between 4% and 7%.

8. Binder according to claim 1, characterized in that the reactive CaSO ₄ compound contains REA anhydrite without exciter or consists of this.

9. Binder according to one of claims 1 to 8, characterized in that the particle size of the reactive CaSO ₄ compound is at least half below 20 microns.

10. Binder according to one of claims 1 to 9, characterized in that it furthermore contains CaO up to a maximum of 3% by mass.

11. Binder according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ratio of the mass fraction of the C ₃ A clinker phase to the mass fraction of the reactive CaSO ₄ compound is between 55: 100 and 77: 100 and is preferably about 66: 100 .

12. Binder according to one of claims 1 to 7, characterized in that the C ₃ A clinker phase portion is completely or partially replaced by aluminum hydroxide and / or aluminum sulfate.

13. plaster or screed mortar with a binder according to any one of claims 1 to 12 and supplements, characterized in that the mass ratio of binder for aggregates, especially based on carbonate and / or silicate, is between 1: 1 and 1: 6.

14. plaster or screed mortar according to claim 15, characterized in that the Surcharge of fine sand, preferably with a grain size of up to 4 mm.

15. A method for producing a hydraulic binder according to one of claims 1 to 14, characterized in that the quick cement and the reactive CaSO ₄ compound are ground separately and then mixed.

16. The method according to claim 15, characterized in that the quick cement is ground to a degree of grinding which corresponds to a Blaine value <than 3500 cm ² / g.