DE19829613A1 - Aushärtbare Gießmasse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aushärtbare Gießmasse, insbesondere zur Herstellung von Formkörpern im Baubereich, bestehend aus einem Bindemittel und einem Füllstoff. Es soll eine neuartige Gießmasse vorgeschlagen werden, die eine vergleichsweise kurze Abbindezeit aufweist, keinen oder einen vernachlässigbaren Feuchtigkeitseintrag in die Umgebung bedingt und die einen nur geringen Anteil an flüchtigen Komponenten aufweist, so daß diese auch in geschlossenen Räumen oder im Freien problemlos verarbeitbar ist. Hierzu wird erfindungsgemäß ein ungesättigtes und aushärtbares Flüssigpolymer als Bindemittel verwendet, das vorzugsweise unter Lufteinwirkung aushärtbar ist. Wird die Korngröße der eingesetzten silikatischen Füllstoffe wie Sand variiert, so ist das Dränageverhalten entsprechender Formkörper einstellbar. Die Gießmasse kann insbesondere zur Herstellung wasserführender Rinnen und für Estriche verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine aushärtbare Gießmasse, insbesonde­ re zur Herstellung von Formkörpern im Baubereich, bestehend aus einem Bindemittel und einem Füllstoff.

Derartige Gießmassen im Baubereich bzw. für Bauzwecke können zur Herstellung vorgefertigter Bauteile wie Steine, Rohre, Rinnen oder dergleichen verwendet werden oder zur Herstellung von Estrichen als Unterlage für Bodenbeläge wie Fliesen oder dergleichen.

Als derartige Gießmasse wird im Baubereich zumeist Beton ein­ gesetzt, der nach einer entsprechenden Abbindezeit zu dem je­ weiligen Formteil aushärtet. Entsprechend der Verwendung von Beton, der vergleichsweise grobe Füllstoffe aufweist, sind zur Herstellung von Estrichen Zementestriche bekannt.

Nachteilig bei diesen Gießmassen ist zum einen die vergleichs­ weise lange Abbindezeit, bis daß die Gießmasse eine ausrei­ chende Festigkeit aufweist, um das Formteil entformen zu kön­ nen. So beträgt die Abbindezeit z. B. für einen Beton ca. 24 Stunden. Des weiteren ist der hohe Wassereintrag in ein Bau­ werk bei der Verarbeitung entsprechender Gießmassen nachtei­ lig. Der Untergrund ist hierzu entsprechend abzudichten, um Bauwerksschäden zu vermeiden. Des weiteren benötigen die Gieß­ massen eine sehr lange Zeit, um ausreichend auszutrocknen, so daß beispielsweise bei Estrichen eine Wartezeit von ca. 28 Tagen notwendig ist, bevor der Bodenbelag aufgebracht werden kann.

Für verschiedene Einsatzzwecke sind des weiteren Gießmassen auf der Basis von Kunststoffen bekannt. Bei diesen bestehen die Bindemittel vor dem Aushärten jedoch aus Monomeren oder Oligomeren einer Komponente, die unter Aushärtung polymeri­ siert. Aufgrund des hohen Anteils an vergleichsweise leicht­ flüchtigen Monomeren bzw. Oligomeren der Kunststoffkomponente sind bei deren Verarbeitung erhöhte Sicherheitsanforderungen zu stellen. So sind derartige Stoffe aufgrund des hohen An­ teils flüchtiger Komponenten vor dem Aushärten nur bedingt im Freien und praktisch nicht in geschlossenen Räumen wie Wohn­ räumen oder dergleichen einsetzbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aushärtbare Gießmasse zu schaffen, die eine vergleichsweise kurze Abbindezeit aufweist, keinen oder einen vernachlässigbaren Feuchtigkeitseintrag in die Umgebung bedingt und die einen nur geringen Anteil an flüchtigen Komponenten aufweist, so daß diese auch in ge­ schlossenen Räumen oder im Freien problemlos verarbeitbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Bindemittel ein ungesättigtes aushärtbares Flüssigpolymer eingesetzt wird. Unter "ungesättigten" Gruppen sind insbesondere solche funk­ tionellen Gruppen zu verstehen, die an der Aushärtung unter Vernetzung beteiligt sind, insbesondere Kohlenstoff-Kohlen­ stoff-Mehrfachbindungen. Es sind auch Aushärtungen unter Ket­ tenverlängerung möglich.

Da das Bindemittel in nicht ausgehärtetem, vergießbarem Zu­ stand bereits als Polymer vorliegt, ist eine Beeinträchtigung der Umgebung durch Freisetzung flüchtiger Monomere oder Oligo­ mere vermieden. Aufgrund der ungesättigten Funktionen ist das Flüssigpolymer aushärtbar, wobei die Aushärtung bei Raumtempe­ ratur bzw. Umgebungstemperatur, d. h. im wesentlichen im Be­ reich von ca. 3 bis ca. 45°C erfolgt.

Die Aushärtung kann unter Zusatz geeigneter Härter, insbeson­ dere radikalische Vernetzer wies z. B. Peroxide oder Amine, erfolgen, vorzugsweise erfolgt die Aushärtung bereits unter Lufteinwirkung durch den Luftsauerstoff. Aufgrund der Verwen­ dung eines Flüssigpolymeres wird bei Verwendung der Gießmasse praktisch kein Wasser oder ein Kondensationsprodukt in die Umgebung freigesetzt.

Vorteilhafterweise weist die Gießmasse einen Gewichtsanteil des Bindemittels zwischen 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 1,5 und 4 Gew.-% auf. Die Dichte eines entsprechenden Formkörpers entspricht somit im wesentlichen der Schüttdichte des Füllstoffs selber, wobei die Füllstoffpartikel durch das Bindemittel zusammengehalten werden. Dies macht die Verwendung entsprechender Formkörper in Kombination mit herkömmlich her­ gestellten Formkörpern, beispielsweise auf Zementbasis, mög­ lich. Des weiteren ist der Einsatz der Gießmassen aufgrund des geringen Anteils an Bindemittel umweltfreundlich.

Als Füllstoff werden vorzugsweise silikatische Füllstoffe wie übliche silikatische Minerale, insbesondere Sand, eingesetzt. Das verwendete Flüssigpolymer kann dabei polare funktionelle Gruppen aufweisen, so daß das Polymer hydrophile Eigenschaften aufweist, wodurch eine gute Benetzung der silikatischen Füll­ stoffe gewährleistet ist. Gegebenenfalls können dem Binde­ mittel oberflächenaktive Stoffe oder Benetzungsmittel zuge­ setzt werden.

Der eingesetzte silikatische Füllstoff kann eine Korngröße im Bereich von 0,5 bis 6 mm aufweisen. Für bestimmte Anwendungs­ zwecke kann die Korngröße jedoch auch darüber liegen.

Die Eigenschaften der Formkörper können durch die Korngröße des verwendeten Füllstoffes variiert werden. Insbesondere kann das Drainageverhalten, also die Wasserdurchlässigkeit, der Formkörper durch entsprechende Wahl der Korngröße des Füll­ stoffes variiert werden. So wurde festgestellt, daß bei Füll­ stoffen mit einer Korngröße unterhalb 0,5 mm praktisch wasser­ dichte Formkörper herstellbar sind. Bei einer Korngröße des Füllstoffes im Bereich von 1 bis 1,4 mm wird ein mäßiges Drai­ nageverhalten festgestellt, so daß in einem aus der Gießmasse hergestellten Behälter Wasser langsam versickert. Dies kann beispielsweise zur Füllstandsregulierung entsprechender Behäl­ ter oder zur gezielten Befeuchtung des den Behälter umgebenden Bereiches genutzt werden. Bei Korngrößen < 1,5 mm, vorzugs­ weise im Bereich von 1,5 bis 3 mm des Füllstoffes, wird ein gutes bis sehr gutes Drainageverhalten des Formkörpers fest­ gestellt.

Vorteilhafterweise liegt die Korngrößenverteilung der zur Herstellung der Gießmasse verwendeten Füllstoffe vollständig innerhalb der oben angegebenen Bereiche. Es sind jedoch je­ weils Anteile an einem Über- bzw. Unterkorn mit einer oberhalb oder unterhalb des angegebenen Bereiches liegenden Korngröße tolerierbar, um die jeweiligen Formkörpereigenschaften erzie­ len zu können. Hierbei sind Anteile von 10 Gew.-% Über- bzw. Unterkorn, ggf. auch von 25 Gew.-% Über- bzw. Unterkorn akzep­ tabel.

Die erfindungsgemäßen Gießmassen können mit farbgebenden Stof­ fen versehen sein, beispielsweise mit Pigmentfarbstoffen, um einen entsprechenden Farbeindruck zu erzielen. Hierin sind besondere Vorteile gegenüber Gießmassen auf Zementbasis zu sehen, da nur vergleichsweise geringe Anteile des farbgebenden Stoffes in der Gießmasse notwendig sind, so daß die physika­ lischen Eigenschaften der Gießmasse, insbesondere deren Abbin­ deverhalten, hierdurch praktisch nicht beeinflußt werden.

Die Aushärtzeit der Gießmasse beträgt vorteilhafterweise zwi­ schen 30 Minuten und 2 Stunden, diese kann ggf. durch ent­ sprechende Beschleuniger oder Inhibitoren eingestellt werden. Hierdurch ist eine besonders gute Verarbeitbarkeit, insbeson­ dere bei der Herstellung von Estrichen, gegeben.

Die Viskosität der Gießmasse liegt vorteilhafterweise im Be­ reich zwischen 250 bis 4000 mPa.s, vorzugsweise im Bereich zwischen 400 und 2000 mPa.s (20°C, Brookfield), um eine gute Verarbeitbarkeit zu gewährleisten. Die Fließfähigkeit, die insbesondere für die Verwendung als Estrich von Bedeutung ist, kann gegebenenfalls auch höhere oder tiefere Werte annehmen.

Die erfindungsgemäße Gießmasse ist zur Herstellung von Form­ körpern wie Steinen, Platten oder dergleichen geeignet, welche auch in Kombination mit herkömmlichen Baustoffen eingesetzt werden können.

Die aushärtbare Gießmasse ist insbesondere auch zur Herstel­ lung wasserführender Formkörper wie Rinnen oder Rohre geeig­ net, die insbesondere auch vor Ort, d. h. baustellenseits, hergestellt werden können. Die entsprechenden Formkörper kön­ nen ggf. auch werkseitig vorgefertigt werden.

Die Gießmasse ist insbesondere zur Herstellung von Estrichen oder von Mörteln geeignet, die aufgrund der zuvor genannten Eigenschaften, insbesondere der fehlenden Feuchtigkeitsabgabe, gegenüber herkömmlichen Estrichen besondere Vorteile aufwei­ sen.

Die Estriche können auch auf plattenförmigen Elementen auf ge­ bracht werden, die auf einer geeigneten Unterlage wie einer Kiesschüttung, Bretterkonstruktion usw. verlegt sind. Als plattenförmige Elemente kommen insbesondere solche in Be­ tracht, die aus organischen Stoffen bestehen oder diese in hohen Anteilen enthalten. Als organische Stoffe sind insbeson­ dere zellulose- oder zellstoffhaltige Stoffe zu nennen, wie beispielsweise aus recyceltem Zellulosematerial bestehende Phonoplatten oder Spanplatten oder dergleichen. Die Kombina­ tion dieser plattenförmigen Elemente mit dem erfindungsgemäßen Gießestrich bedingt eine sehr gute Schalldämmung der Wand­ bereiche, insbesondere eine sehr gute Trittschalldämmung der Fußböden. Hierdurch sind z. B. Altbausanierungen besonders einfach durchführbar.

Als besonderer Vorteil des Estriches ist dabei die geringe Höhe anzusehen, in welcher der Estrich aufgebracht werden kann. Die Estrichhöhe beträgt vorzugsweise zwischen 2 und 15 mm, es sind jedoch auch Höhen außerhalb dieses Bereiches mög­ lich.

Bei der Herstellung der Gießmasse wird vorteilhafterweise trockener Sand mit einer Restfeuchte von 1% oder geringer eingesetzt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel dient die erfindungsgemäße Gießmasse zur Herstellung von wasserführenden Rinnen. Diese können beispielsweise als Sportplatzbegrenzung eingesetzt und vor Ort hergestellt werden. Die Formgebung der Rinnen ist dabei vergleichsweise einfach, da hierzu lediglich entspre­ chend ausgebildete Holzformen notwendig sind.

Entsprechend der Herstellung von Rinnen können mittels der Gießmasse auch Bögen, beispielsweise Torbögen oder derglei­ chen, hergestellt werden.

Das eingesetzte ungesättigte Flüssigpolymer wird vorteilhaf­ terweise in einer Konsistenz verarbeitet, bei welchem es eine Viskosität (20°C) von ca. 750 mPa.s (gemessen nach Brook­ field) aufweist. Diese Konsistenz erlaubt ein Vergießen der Gießmasse ohne zusätzliche Druckbeaufschlagung.

Die Aushärtung der Mischung erfolgt durch Aufnahme von Luft­ sauerstoff und beträgt typischerweise 60 min bei 3°C bzw. 30 min bei 20°C. Die Herstellung der Gießmasse aus Bindemittel und Füllstoff kann in üblichen Mischaggregaten durchgeführt werden.

Aus der Gießmasse, im wesentlichen bestehend aus 100 Gewichts­ teilen Sand auf zwei Gewichtsteile ungesättigtes Flüssigpoly­ mer wurden Probekörper in Form von Prismen mit einer Kanten­ länge von 4×4×16 cm hergestellt. Nach drei Tagen Auslage­ rung bei 50°C betrug die Druckfestigkeit des Probekörpers ca. 14,2 N/mm, die Biegefestigkeit ca. 4,9 N/mm. Das Elastizitäts­ modul im Druckversuch betrug ca. 2910 N/mm, die Zugfestigkeit nach DIN 53 455 ca. 2,0 N/mm. Bei-Versuchen ohne Auflast konnte eine Scherfestigkeit von ca. 1,3 N/mm festgestellt werden.

Die obengenannten Angaben können bei entsprechender Variation des Bindemittelgehaltes bzw. der Korngrößenverteilung des Sandes um ca. 10 bis 20% höhere oder niedrigere Werte anneh­ men.

Die Wärmeleitfähigkeit des Probekörpers betrug ca. 0,6 W (mK).

Ein Vorteil der Gießmasse ist des weiteren, daß die herge­ stellten Formkörper durch mechanische Bearbeitung unter Scher­ einwirkung, wie beispielsweise durch Sägen, bearbeitet werden können. Die Handhabung entsprechender Bauteile ist somit we­ sentlich einfacher als bei Formkörpern aus Beton.

Bei der Verwendung der Gießmasse für Estriche ist dieser be­ reits nach einem Tag ausgehärtet und kann nach zwei Tagen mit einem Bodenbelag versehen werden. Dies bedingt gegenüber einer Ruhezeit eines Zementestriches von ca. 28 Tagen nach dessen Aufbringung einen bedeutenden Vorteil. Zur Verbesserung der Haftung auf Beton und anderen Untergründen kann eine Vorbe­ handlung durch das Bindemittel vorteilhaft sein.

Claims (13)

1. Aushärtbare Gießmasse, insbesondere zur Herstellung von Formkörpern im Baubereich, bestehend aus einem Bindemittel und einem Füllstoff, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bindemittel ein ungesättigtes und aushärtbares Flüssigpolymer ist.

2. Gießmasse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bindemittel durch einen radika­ lischen Vernetzer, insbesondere unter Lufteinwirkung, aushärtbar ist.

3. Gießmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Binde­ mittels in der Gießmasse 1 bis 10, vorzugsweise 1,5 bis 4 Gew.-% beträgt.

4. Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein sili­ katischer Füllstoff, insbesondere Sand, ist.

5. Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Korn­ größe im Bereich zwischen 0,5 und 6 mm aufweist.

6. Gießmasse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Füllstoff wahlweise eine Korn­ größe bis 0,5 mm oder eine solche im Bereich von 1 bis 1,4 mm oder eine solche größer 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3 mm aufweist.

7. Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmasse einen farbgebenden Stoff enthält.

8. Formkörper aus einer Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Formkörper nach Anspruch 7 als wasserführender Formkörper, insbesondere als Rinne oder Rohr.

10. Verwendung einer Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Estrich oder Mörtel.

11. Verwendung einer Gießmasse nach Anspruch 9 zur Herstellung von Wandbereichen oder dergleichen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf einer Unterlage eine im wesentlichen ebene, durchgehende Lage plattenförmiger Elemente aufgebracht wird und daß auf diese Lage eine Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufgebracht wird.

12. Verwendung der Gießmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Elemente aus einem organischen, insbesondere zellulosehal­ tigen, Material bestehen oder diesen enthalten.

13. Verwendung einer Gießmasse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmasse in einer Schichtstärke von 1 bis 15 mm aufgebracht wird.