DE20011604U1

DE20011604U1 - Binder für Kalkmörtel

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BESCHREIBUNG BINDER FÜR KALKMÖRTEL

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Binder für Kalkmörtel mit kieselsäurehaltigen Zusatzstoffen und/oder Additiven, der es ermöglicht, höher feste Kalkmörtel im Sinne historischer Mörtel nachzubilden.

Die Nutzung des Bindemittel Kalk liegt im Dunkel der Menschheitsgeschichte. So sind Kalkmörtelfunde bekannt, die älter als 7000 Jahre sind.

In Lepinskivir an der Donau waren Hausböden und Fundamente mit einem Mörtel überzogen, der mit der C14-Methode auf ein Alter von zirka 7500 Jahre eingestuft wurde (vgl. H. Eichenberger &ldquor;Loblied des Kalkes", Jahresbericht 1987 des Verein Schweizerischer Zement-, Kalk- und Gips-Fabrikanten, Zürich).

In Mesopotanien und Phönizien wurden Mauern und Wasserleitungen in vorchristlicher Zeit mit Kalkmörtel gebaut, ohne dass Kalkmörteltechniken überliefert sind.

Erstmals berichtet Vitruv in seinem Werk &ldquor;de Architecture" in 10 Büchern über die perfektionierte Kalkmörtelanwendung aus der römischen Zeit, die auf ältere Erfahrung der Griechen aufbaut (Vitruv: 10 Bücher über Architektur (Dr. Kurt Fensterbusch) wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt, 3. Aufl., 1981). Er beschreibt die Herstellung wasserbeständiger Mörtel aus Kalk und Puzzolan (&ldquor;zwei Teile Staub aus der Gegen um Cumae bei Puzzuoli und einen Teil Kalkteig") und die Zubereitung von &ldquor;Ästrich" aus Kalk und Ziegelschutt. Dabei wird sichtbar, dass die aus der Natur einesetzten Zusatzstoffe zum Kalk nicht in gleicher Weise wirksam sind.

Auch im mitteleuropäischen Raum sind Abmischungen von vulkanischen Auswurfsmassen mit Kalk bekannt, wie der Mahlbetrieb von Tuffstein bei Andernach aus dem Anfang des 17. Jahrhunderts belegt, der zum Aufblühen des holländischen Traßhandels führte.

Mit dem Erkennen der Bedeutung des Tongehaltes in einem zu brennenden Kalkstein (Smeaton, 1791; Vicat, 1818) wurden hydraulische Kalke mit höheren Festigkeiten erzielt, was die Bedeutung von historischen Zumischstoffen zum Kalk reduzierte.

Endstufe der über Jahrtausende sich entwickelnde Kalktechnik ist schließlich die Erfindung des Zementes (1824 durch Joseph Aspdin).

Heute werden Baukalke nach der DIN 1060 bzw. EUN 459-1 klassifiziert und produziert, wobei zur Erhöhung der Festigkeit nicht selten ein Zementanteil zugemischt wird. Diees nach DIN 1164-1 definierten Zemente können Hüttensand, Puzzolane, Flugaschen, gebrannte Schiefer, Kalkstein oder Gesteinsmehl als Zumahlstoff enthalten.

In der Denkmalpflege sind zur Instandsetzung historischer Bausubstanz zementfreie Kalkmörtel erwünscht, um rissefreie, nicht überfestigte und negativ auf den Putzgrund wirkende Mörtel zu erhalten. Hieraus leitete sich der Einsatz natürlicher hydraulischer Kalke ab, über die aber nur in begrenztem Maße und mit relativ hohem Kostenaufwand verfügt werden kann. Ein weiterer Nachteil dieser hydraulischen Kalke ist, dass sie nur einer dem Kalktyp entsprechenden Festigkeitsentwicklung folgen.

Die in der Denkmalpflege favorisierten Luftkalke (u.a. Sumpfkalk) haben den Nachteil, dass die sich ausbildenden Festigkeiten gering sind und die Festigkeitsentwicklung, die auf dem Zutritt des Luft-Kohlendioxides zum Kalkhydrat beruht, langsam abläuft. Die Wartezeiten zwischen dem Auftrag verschiedener Kalkmörtelschichten beim Putzen sind demgemäss lang. Trägt man dem nicht Rechnung und baut Kalkmörtelschichten auf einen Putzgrund zu stark auf, dann kenn es wegen der in einer Putzschicht von außen nach innen verlaufenden Karbonatisierung und Festigkeitsentwicklung zu einem falschen Festigkeitsaufbau kommen. Rissbildung im Kalkmörtel sind die Folge.

Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Binders für Kalkmörtel mit vorzugsweisem Einsatz für die Belange der Denkmalpflege, dessen Festigkeitsentwicklung gesteuert verläuft und der gemäß der Festigkeitssituation einer Istzustandsanalyse am Baudenkmal sowohl hinsichtlich des Niveaus der Früh- als auch der Endfestigkeit eingestellt werden.

Zur Lösung der Aufgabe wurde gefunden, dass die Herstellung eines zementfreien Kalkbinders gelingt, wenn einem Luftkalk oder einem hydraulischen Kalk Anteile von Microsilica, Wasserglas und an und für sich bekannte Mörteladditive zugemischt werden.

Es wurde überraschend gefunden, dass Microsilica anders als disperse Kieselsäure oder die aus der Zement-Norm bekannten Zusatzstoffe beträchtliche Festigkeitssteigerungen ermöglicht, wenn es einem Kalkbindemittel zugemischt wird.

Die Festigkeit eines Binders kann auch durch den Zusatz von pulverförrnigern Wasserglas zum Kalk erhöht werden.

Der Kalkbinder setzt sich aus folgenden Bestandteilen mit nachstehenden Anteilsbereichen zusammen:

O	Kalk	bis 98%
O	Microsilica	bis 70%
O	Wasserglasmehl	bis 25%
O	weitere Zusatzstoffe	bis 60%
O	Mörteladdivitive	bis 1%

Unter Mörteladditive sind an und für sich bekannte Zusatzmittel wie Methylcellulosen, Luftporenbildner usw. zu verstehen.

&ldquor;Weitere Zusatzstoffe" bezeichnet Ziegelmehl, gemahlenen Tuffstein (Traß), Hüttensand, Flugasche u.a.

In der Ausgestaltung des Binders kann dem Kalk auch etwas Branntkalk in an und für sich bekannterweise zugegeben werden.

Ein Binder für einen Kalkmörtel ist entsprechend dem baulichen Anforderungsprofil mit einfachen Laborversuchen zu rezeptieren, zu testen und für die Mörtelherstellung freizugeben. Für den Baustellenbereich kann der Binder vorteilhaft in einem Trockenmörtelwerk gemischt und dann auf der Baustelle mit dem Vorort vorkommenden und objekt-....... ......... .: .; ·· .··.: : : .:

spezifischen Sanden verarbeitet werden. Sind in einem Trockenmörtelwerk geeignete Natursandkömungen vorhanden, dann ist eine effiziente Kalkmörtelherstellung mit der Dosierung der Binderkomponenten wirtschaftlich besonders effektiv.

Nachfolgend werden einige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Binders anhand von Versuchen beschrieben.

Entsprechend der Istzustandsanalyse eines Putzes, deren Mauergrund aus Natursteinen besteht, ist ein steinsichtiger Putz mit einem Natursandkorn bis 2 mm und Luftkalk aufzubauen. Die Frühfestigkeit (7-Tage-Festigkeit) soll größer 0,8 N/mm² sein und die 28-Tage-Festigkeit größer 2 N/mm², um die Gerüstkoten und das Abhängen des Putzes mittels Witterungsschutzplanen zu minimieren.

Der Binder wurde zusammengesetzt aus

• Luftkalk (Kalkhydrat)	85%
• Microsilika	15%
• Tapetenkleister	0,4%
und der Kalkmörtel aus
- Natursand 0/2 mm	80%
- Kalkbinder	20%

Die erreichte 7-Tage-Festigkeit betrug 1,1 N/mm² und die Festigkeit nach 28 Tagen 2,5 N/mm². Die entsprechenden Festigkeiten des Luftkalkmörtels ohne Einsatz des erfindungsgemäßen Binders betrugen 0,5 bzw. 1,1 N/mm².

Ein ähnliches Festigkeitsniveau wie im vorstehenden Beispiel konnte auch erreicht werden, wenn der Binder nachstehende Zusammensetzung hat

Luftkalk (Kalkhydrat)	93%
Wasserglasmehl	7%
Tapetenkleister	0,4%

Die Mörtelfestigkeit betrug nach 7 Tagen 1,4 N/mm² und nach 28 Tagen 2,0 N/mm². Salzausblühungen zeigten sich am Putz auch nach längerer Lagerzeit nicht.

In einem anderen Beispiel war ein Kalkmörtel als Mauer- und Verfugemörtel mit einer 28-Tage-Festigkeit von größer 3 N/mm² und einer 7-Tage-Festigkeit von größer N/mm² zu rezeptieren.

Der Binder wurde gemischt mit

• Luftkalk	75%
• Microsilika	20%
• Wasserglasmehl	5%

Der Mörtel hatte nachstehende Zusammensetzung:

Natursand 0/2 mm	36%
Natursand 2/4 mm	22%
Kalksteinsand 0,09/0,9 mm	15%
Ziegelgranulat 0/2 mm	8%
Binder	19%

Die ermittelte 7-Tage-Festigkeit betrug 2,4 N/mm² und die 28-Tage-Festigkeit 3,4 N/mm² (Vergleichswerte mit Luftkalk: 0,6 bzw. 1,7 N/mm²).

IN einem weiteren Beispiel war für einen Raum ein zementfreier Kalkestrich mit Festigkeiten (nach 28 Tagen) von größer 12 N/mm² zu realisieren.

Der erfindungsgemäße Binder wurde wie nachstehend zusammengesetzt:

Kalk

Microsilika Ziegelmehl Flugasche Kalksteinmehl Fließmittel

60%

10%

20%

5%

0,1%

Der Mörtel war aus folgenden Komponenten aufgebaut

Binder	20%
Natursand 0/2 mm	40%
Natursand 2/4 mm	15%
Natursand 4/8 mm	24%

Die 7-Tage-Festigkeit betrug 8,9 N/mm² und die 28-Tage-Festigkeit 15,2 N/mm²

Claims

1. Binder für Kalkmörtel, dadurch gekennzeichnet, dass einem Kalk bis zu 70% Microsilika, bis zu 25% Wasserglasmehl, bis zu 60% weitere an sich bekannte Zusatzstoffe und bis zu 1% bekannte Mörteladditive mit mindestens eine der beiden zuerst genannten Komponenten zusammengemischt ist, wobei der Microsilika-Anteil aber vorzugsweise 2 bis 30% beträgt, und der Anteil des Wasserglasmehls vorzugsweise aber 2 bis 10% ist.

2. Binder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalk zumindest anteilig ein Luftkalk ist.

3. Binder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kalk in an und für sich bekannter Weise Branntkalk zugesetzt ist.

4. Binder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einer der an sich bekannten Zusatzstoffe ein gemahlener Hüttensand ist.

5. Binder nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der an sich bekannten Zusatzstoffe ein Ziegelmehl ist.

6. Binder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass einer der an sich bekannten Zusatzstoffe ein Perlitemehl ist.

7. Binder nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff ein Mehl eines Blähtongranulats und/oder anfallender Staub bei einer Blähtonherstellung ist.