DE2207299C3

DE2207299C3 - PorenverschluBmasse für wärme- und schalldämmende Bauelemente

Info

Publication number: DE2207299C3
Application number: DE2207299A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing.Dr. Techn. Ferndorf Kaernten Tschernuth (Oesterreich)
Original assignee: OESTERREICHISCH-AMERIKANISCHE MAGNESIT AG RADENTHEIN KAERNTEN (OESTERREICH)
Current assignee: OESTERREICHISCH-AMERIKANISCHE MAGNESIT AG RADENTHEIN KAERNTEN (OESTERREICH)
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-16
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2207299B2; AT320509B; CH587786A5; FR2126029A5; IT947574B; NL7202089A; DE2207299A1

Description

55

Dämmplatten mit einer vorfabrizierten, als Porenverstrich oder als Putzsch'icht dienenden Auflageschicht haben sich im Bauwesen in zunehmendem Maße durchgesetzt. Die Herstellung derartiger beschichteter Bauelemente, insbesondere mit einer Porenverschlußmasse überzogener Holzwolle-Leichtbauplatten, kann durch Auftragen einer mörtelartigen Masse auf eine fertige Leichtbauplatte und einen nachfolgenden Trockenvorgang erhalten werden (österreichische Patentschrift 219 251) oder, besonders zweckmäßig, im Zuge der kontinuierlichen Herstellung von mineralisch gebundenen Holzwolle-Leichtbauplatten selbst in der Bandformmaschine in ein und demselben Arbeitsgang erfolgen (österreichische Patentschrift 220 533). Die Porenverschlußmasse besteht dabei in der Regel aus einem anorganischen Bindemittel, insbesondere Magnesiazement, sowie organischen und/oder anorganischen Füllstoffen, vorzugsweise von faserartiger Struktur, wie Sägespänen oder mineralischen Fasern.

Es hat sich gezeigt, daß derartige Porenvers-~; ;jßplatten speziellen Anforderungen an Volumbeständigkeit und an die Beibehaltung einer vollkommen planen Oberfläche unter extremen Bedingungen nicht immer entsprechen können. Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine solche Zusammensetzung der Porenverschlußmasse zu schaffen, die bei Deckplatten, insbesondere bei mineralisch gebundenen Holzwolle-Leichtbauplatten, eine volumbeständige, schüssel- und rißfreie Auflageschicht ergibt.

Die Erfindung betrifft nun eine solche mörtelartige Porenverschlußmasse, die auf Basis von Magnesiazement sowie organischen und/oder anorganischen Füllstoffen, insbesondere solchen von faserartiger Struktur, aufgebaut ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiazement-Bindemittel der Porenverschlußmasse zum Teil durch wasserfreies Kalziumsulfat ersetzt ist.

Bei eingehenden Untersuchungen wurde festgestellt, daß die Volumbeständigkeit eines Porenverschlußbelages auf Magnesiazementbasis mit steigenden Zusätzen von wasserfreiem Kalziumsulfat zur Porenverschlußmasse immer mehr erhöht wird. Hierdurch treten immer geringere Volumveränderungen beim Trocknen der Platte auf, so daß man schließlich den Wert Null für das Schwinden erreichen kann. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders günstig, daß das wasserfreie Kaliumsulfat für sich und auch im Gemisch mit Füllstoffen beim Abbinden eine sehr hohe Festigkeit erlangt. Das wasserfreie Kalziumsulfat ist mit dem Magnesiazement, also dem Gemisch aus kaustisch gebranntem Magnesit und Magnesiumlauge (z. B. Magnesiumsulfatlösung), völlig verträglich und kann daher ohne Beeinträchtigung seiner guten Abbindeeigenschaften eingesetzt werden. Durch den teilweisen Ersatz des Magnesiazement-Bindemittels durch wasserfreies Kalziumsulfat gelingt es somit tatsächlich eine Porenverschlußschicht zu erzeugen, die praktisch volumbeständig ist, auch unter starken Änderungen der Temperatur und des Feuchtigkeitsgehaltes keine Risse bekommt und nicht zum Verwerfen (Schüsseln) neigt und dabei eine höhere Festigkeit aufweist als z. B. mit Magnesiazement allein bzw. mit Gips abgebundene Auflageschichten. Mit der erfindungsgemäß zusammengesetzten Porenverschlußmasse läßt sich das Anwendungsgebiet von Dämmplatten bedeutend erweitern, weil nun das Schüsseln und Schwinden weitestgehend ausgeschaltet werden kann.

Wie beobachtet wurde, kann schon mit einer Menge von 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Porenverschlußmasse enthaltenen Bindemittels, der vorstehend geschilderte Effekt in erheblichem Maße erzielt werden. Andererseits kann der Anteil des wasserfreien Kalziumsulfats bis zu 60 Gewichtsprozent betragen. Im allgemeinen wird man mit einem Anteil des wasserfreien Kalziumsulfats von 10 bis 40 Gewichtsprozent auskommen, um die angestrebte Volumbesländigkeit sowie Riß- und Schüsselfreiheit vollständig zu erreichen. Besonders zweckmäßig ist es. mit einem Anteil von

etwa 25 Gewichtsprozent wasserfreiem Kalziumsulfat und etwa 75 Gewichtsprozent Magnesiazement zu arbeiten, wobei praktisch kein Schüsseln mehr stattfindet.

Als wasserfreies Kalziumsulfat eignen sich sowohl der in der Natur vorkommende Anhydrit als auch der synthetische Anhydrit, der z. B. bei der Flußsäurefabrikation anfällt oder direkt durch Brennen von Naturgips bei 1000° C industriell erzeugt wird. Der synthetische Anhydrit ergibt im Vergleich zu Gips nicht nur eine höhere Festigkeit im abgebundenen Zustand, sondern weist auch ein ganz geringes Schwind- bzw. Quellmaß auf, was in Kombination mit Magnesiazement und dank der guten Verisäglichkeit mit der Masnesiumsulfatlauge des Magnesiazements zu den bereits erwähnten, außerordentlich günstigen Resultaten für Porenverschlußmassen führt. Auch gegenüber Porenverschlußschichten auf Basis von Zement und Sand erweist sich der Belag aus der erfindungsgemäß zusammengesetzten Porenverschlußmasse auf Basis von Magnesiazement und Anhydrit als wesentlich überlegen; er ist außerdem wesentlich härter als eine mit normalem Gips hergestellte Porenverschlußschicht.

Das für die speziellen Verwendungszwecke im Rahmen der Erfindung wesentliche Kriterium der Porenverschlußplatten ist die Erhaltung der Planlage bei kräftigen Trocknungsbedingungen. Im allgemeinen kommt es mit fortschreitender Trocknung zu einer Schrumpfung des Porenverschlußbelages im Vergleich zum Untergrund; es resultiert eine Veränderung, »Schüsselung« genannt, bei der der Belag eine konkave Form annimmt.

Zur Feststellung, inweichem Umfange die erfindungsgemäßen Anhydritzumischungen zu Porenverschlußbelägen auf Magnesiazementbasis wirksame Abhilfe gegen die beschriebenen Schüsselungstendenzen schaffen, kann man sich der folgenden Meßmethode bedienen. Bei dieser wurden, um das Auftreten der Verformungen zu beschleunigen und ihr Maß zu intensivieren, die Versuchsplatten, an denen der Einfluß von Anhydritzumischungen beobachtet werden sollte, in einem Raum gelagert, der eine Temperatur von 30° C + I⁰C aufwies und eine relative Luftfeuchtigkeit von 40 bis 45 ⁰O besaß. Die Abweichung der Plattenmittellinie (Längsrichtung) von der ursprünglichen Planlage, gemessen an den Plattenenden, wurde mit kontinuierlich im Eingriff stehenden Meßuhren verfolgt. Die dabei erhaltenen, in mm angegebenen Meßwerte werden nachfolgend als »Krümmung« bezeichnet. Bei der Untersuchung von 2,5-cm-Holzwolle-Leichtbauplatten mit Porenverschlußbelag und verschiedenen Anhydritgehalten bei 47 Tagen Lagerdauer ergibt sich, daß die maximale Krümmung bei einer Zumischung von 30% synthetischem Anhydrit, bezogen auf die gesamte Bindemittclmenge (Magnesiazement ( synthetischer Anhydrit), von 2,77 mm (Poienversehlußbelag ohne synthetischen Anhydrit) auf 0,87 mm, d. i. auf weniger als ein Drittel abnimmt. Damit wird die Schüsselung schon weitestgehend beseitigt.

Der Porenverschlußmasse gemäß der Erfindung wird durch den Gehalt an synthetischem Anhydrit, der ein sehr enges Kristallgefüge besitzt, eine derart hohe Festigkeit verliehen, daß es auch bei der Verwendung von Füllstoffen mit verhältnismäßig großem Porenvolumen, wie Sägespänen, zu keinen Schwindrissen oder Verwerfungen kommt. Auch anorganische Materialien von voluminöser Struktur, wie Perlit, Blähton und Vermicuäite, sowie Glasfasern, Schlackenwolle od. dgl. stellen geeignete Füllstoffe dar. Ebenso kann Quarzsand als Füllmittel für die erfindungsgemäßen Porenverschlußmassen dienen.

Die neue Porenverschlußmasse aus rasch abbindendem Magnesiazement und weniger rasch abbindendem synthetischem Anhydrit führt zu einer für die Praxis ausreichend schnellen Erhärtung der Auflageschicht. Wird eine besondere Verkürzung der Abbindezeit gewünscht, so kann man dies durch Zugabe eines Anregers bewirken. Zu diesem Zwecke genügt ein Zusatz von bis zu etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Bindemittelmenge, an Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat oder Zinksulfat, um das Abbinden des wasserfreien Kalziumsulfats in der Porenverschiußmasse zu beschleunigen. Selbstverständlich muß in der Gesamtmischung die für das Abbinden von Anhydrit erforderliche Wassermenge

ao (entsprechend einem Wasser-Bindemittel-Faktor von 0,25 bis 0,4) vorhanden sein, was durch den Wassergehalt der Magnesiumsulfatlösung in der Regel gewährleistet wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Eras findung läßt sich die Schüsselungsneigung des Porenverschlußbelages noch weiter vermindern, wenn die Porenverschlußmasse einen höheren Wassergehalt aufweist, als der vorhandenen Menge an Magnesiazement üblicherweise entspricht. Bei dem erfindungsgemäßen Ersatz eines Teiles des wasserhaltigen Magnesiazement-Bindemittels durch wasserfreies Kalziumsulfat wird natürlich auch der Wassergehalt vermindert. Wird nun diese entfallende Wassermenge wieder hinzugefügt, z. B. durch Zuführung des gleichen Volumens einer entsprechend verdünnteren Magnesiumsulfatlösung, so entspricht dann die Gesamtwassermenge jener Wassermenge, wie sie in einer Porenverschlußmasse bei einem aus Magnesiazement allein bestehenden Bindemittenl üblich ist. Gewöhnlieh werden im Ansatz des Magnesiazement-Bindemittels einer Porenverschlußmasse auf 12 Gewichtsteile kaustischen Magnesit 6 bis 15 Gewichtsteile einer wäßrigen, etwa 12,5gewichtsprozentigen Magnesiumsulfatlösung verwendet.

Die vorteilhaften Ergebnisse, die mit der Porenverschlußmasse gemäß der Erfindung erzielbar sind, werden nachstehend an Hand der Ergebnisse von Versuchsreihen näher veranschaulicht. Die Messung der maximalen Krümmung erfolgte in der bereits weiter oben angegebenen Weise. Die Absolutwerte in mm wurden zu Vergleichszwecken auf die maximale Krümmung bei einer »normalen Porenverschlußplatte« (ohne Anhydritzusatz) bezogen, wobei dieser Krümmungswert gleich 100 gesetzt wurde. Als Maß für die Festigkeit des Porenverschlußbelages wurde die Eindrucktiefe herangezogen. Für die Ermittlung der Eindrucktiefen im trockenen Zustand wurde die Eindringung eines 90°-Kege!s in den Poienverschlußbelag (1kg Vorlast 15min_: 35 kg Hauptlast 60 min; danach Ablesung unter Vorlast) gemessen. Die entsprechenden Werte der Naßprüfung wurden an Elementen gewonnen, die etwa 1 5 Stunden unter Wasser lagerten und danach 30 Minuten abtropfen konnten. Zu Beginn der Prüfungen waren alle Platten 2 Wochen alt (Stapellagerung in der Halle). Damit die im allgemeinen zwischen 1,5 und 3 mm liegenden Eindrucktiefene verschiedener Produktionsperioden miteinander verglichen werden

können, wurde den Werten der sNormalplatten« jeweils die Zahl 100 zugeordnet und die anderen Eindrucktiefen darauf bezogen.

Die bei den Beispielen mit erfindungsgemäß zusammengesetzten Porenverschlußmassen und bei entsprechenden Vergleichsbeispielen erhaltenen Meß-■werte sind in den nachfolgenden Tabellen zusammengefaßt, worin alle Prozentangaben Gewichtsprozent bedeuten.

Tabelle 1

Anhydritgehalt lO°/o, 20% und 30%
(bezogen auf Gesamtbindemittel)

2°/o Kaliumsulfat als Anreger
(bezogen auf Gcsamtbindemittel)
Magnesiumsulfatlauge unverdünnt

	Maximale	relativ (normal	Eindrucktiefe	naß
Bindemittel der	Krümmung	= 100)
Porenverschlußmasse	absolut		trocken	100
		100		105
Normal,		40	100	122
100% MZ*) ....	2,77	43	109	131
lO°/o Anhydrit	1,11	31	132
20 °/o Anhydrit	1,20		135
30 %> Anhydrit	0,87

*) MZ = kaustischer Magnesit + Magnesiumsulfatlauge,
17° Be.

Tabelle 2

Anhydritgehalt 3O<Vo, 40%, 50% und 60%
(bezogen auf Gesamtbindemittel)

2% Kaliumsulfat als Anreger

(bezogen auf Anhydrit)
Magnesiumsulfatlauge zu Wasser = 1:1

	Maximale	relativ (normal	Eindrucktiefe	naß
Bindemittel der	Krümmung	= 100)
Porenverschlußmasse	absolut		trocken	100
	mm	100		134
Normal,		11	100	—
100% MZ **)...	2,35	10	172	137
30% Anhydrit	0,26	14	—	—
40% Anhydrit***)	0.28	16	204
50% Anhydrit	0,33		—
60% Anhydrit***)	0,44

**) MZ = kaustischer Magnesit + Magnesiumsulfatlauge

(17° Be), verdünnt 1 : 1.
***) Ohne Anreger.

schlußbelages etwas vermindert wird, ist bei dem Anhydritgehalt von 30% die zugehörige Festigkeitsminderung so gering, daß sie händisch nur bei Vorhandensein von Vergleichskörpern festgestellt wer-S den kann.

Aus Tabelle 2 ist zu ersehen, daß eine Steigerung des Anhydritgehaltes von 30 bis auf 60% keine wesentliche Änderung hinsichtlich der Schüsselungstendenz erbringt. Dabei ist zu beachten, daß die ab-

solutene Meßwerte für die maximale Krümmung bereits so gering sind, daß der Einfluß von unvermeidlichen Versuchsfehlern nicht mehr eliminiert werden kann. Die relativen Krümmungswerte zeigen aber, daß bei den in Tabelle 2 verzeichneten Beispielen die Schüsselungstendenz gegenüber den entsprechenden Werten in Tabelle 1 nochmals auf etwa ein Drittel abgenommen hat. Dieses günstige Ergebnis wird offensichtlich durch die Verdünnung der Magnesiumsulfat! auge hervorgerufen, wobei allerdings ein ge-

ao wisser Festigkeitsschwund in Kauf genommen werden muß. Diese Festigkeitsabnahme bei Verminderung der Laugenkonzentration wirkt sich jedoch im wesentlichen nur auf trockene Porenverschlußschichten aus; die Naßfestigkeiten sinken nur wenig ab,

a₅ siehe hierzu die Meßwerte für die Eindrucktiefe in Tabelle 2 und im Vergleich dazu die entsprechenden Werte in Tabelle 1.

Für praktische Zweke kommen in erster Linie solche Zusammensetzungen der Porenverschlußmasse in Frage, die bei einem Anhydritgehalt von etwa 30% und unverdünnter Magnesiumsulfatlauge (17° Be) eine Absenkung der maximalen Krümmung auf etwa 30% des Normalwertes ermöglichen. Bei einer etwas geänderten Zusammensetzung der Porenverschlußmasse mit 30% Anhydritgehalt und einer im Verhältnis 2:1 mit Wasser verdünnten Magnesiumsulfatlauge lassen sich bei etwas gesenkter Festigkeit Krümmungen erreichen, die auf weniger als 20 % der Normalwerte zurückgehen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient das

40 nachfolgende Vergleichsbeispiel:

Beispiel

Es werden zwei Mischungen unter Verwendung von kaustischem Magnesit, Magnesiumsulfatlösung und Sägespänen angesetzt, das eine Mal und das andere Mal ohne Zusatz von synthetischem Anhydrit. Die Zusammensetzung der beiden Mischungen war, in Gewichtsteilen ausgedrückt, im einzelnen wie folgt·

55

6o

Wie beide Tabellen zeigen, wird durch Anhydritzumischungen zur Porenverschlußmasse von 10¹Vo und mehr die Krümmungstendenz der Porenverschlußplatten eklatant abgesenkt.

Gemäß Tabelle 1 wird bei einem Anhydritgehalt von 30% der Relativwert für die maximale Krümmung bereits auf 31 erniedrigt. Obgleich durch steigende Anhydritzusätze die Festigkeit des Purcnver-

	PV-Masse ohne Anhydrit	PV-Masse mit Anhydrit
Kaustischer Magnesit Magnesiumsulfat Wasser	11,5 1,85 13,15 6,0	8,65 1,40 9,85
Synthetischer Anhydrit .. Sägespäne	6,6 6,0

Wie aus dieser Vergleichstabelle zu ersehen ist, wurden bei der zweiten Zusammensetzung 25% des Magnesiazemcnt-Bindemittels, das sind 6,6 Gewichtsteile, durch die gleiche Menge synthetischen Anhydrit ersetzt, wodurch die Schüssclung von 3,27 mm

auf 0,55 mm vermindert wurde. Der Wassergehalt des Bindemittels wurde bei diesem teilweisen Ersatz des Magnesiazementes durch Anhydrit um 3,3 Gewichtsteile herabgesetzt. Führt man der Porenverschlußmasse diese 3,3 Gewichtsteile Wasser, z. B. durch Anwendung einer entsprechend verdünnten Magnesiumsulfatlösung zu, so tritt noch eine weitere Verminderung der Schüsselung ein.

Durch die erfindungsgemäße Porenverschlußmasse wird es nun — im Gegensatz zu den bisher üblichen Porenverschlußbelägen — möglich gemacht, die angestrebte Volumbeständigkeit, Rißfreiheit und Hintanhaltung der Schüsselung durch den Zusatz von Anhydrit zu erreichen, ohne daß es dabei zu einer bisher als unvermeidbar angesehenen Festigkeitseinbüße kommt.

Die Beschichtung von Holzwolle-Leichtbauplatten mit der neuen Porenverschlußmasse erfolgt, wie bereits erwähnt, besonders vorteilhaft im Verlaufe der kontinuierlichen Plattenfabrikation in der Bandform- ao maschine selbst in einem einzigen Arbeitsvorgang. Im Hinblick auf die hervorragende Festigkeit des Bindemittels und seines raschen Abbindens kann es auch zweckmäßig sein, die Porenverschlußmasse auf eine fertige Leichtbauplatte in einem zweiten Arbeitsgang aufzubringen und auszuhärten, was durch entsprechende Anregerzusätze noch beschleunigt werden kann. Auf diese Weise kann z. B. auf eine magnesiagebundene HolzwoUeplatte in einer Plattenspritzanlage ein Porenverschlußbelag aus Travertin mit Anhydritbindung aufgebracht und das Bindemittel so weit beschleunigt werden, daß die Platten nach der Bandstrecke schon stapelfähig sind. Ebenso ist es möglich, Anhydrit samt einer Anreger enthaltenden Porenverschlußmasse, zusammen mit verschiedenen Füllstoffen, wie Perlit, Vermiculite, Glasfasern, Schlackenwolle usw., auf die Bauplatten aufzubringen und in den Belag verschiedene Oberflächenmuster einzuprägen, um wirkungsvolle Akustikplattenoberflächen zu erzielen.

509621/203

Claims

Patentansprüche:

1. Porenverschlußmasse für wärme- und schalldämmende Bauelemente, insbesondere für die Beschichtung von Holzwolle-Leichtbauplatten, auf der Basis von Magnesiazement sowie organischen und/oder anorganischen, insbesondere faserartigen Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiazement-Bindemittel der Porenverschlußmasse zum Teil durch wasserfreies Kaliumsulfat (Anhydrit) ersetzt ist.

2. Porenverschlußmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf die gesamte Bindemittelmenge, 5 bis 60 Gewichtsprozent wasserfreies Kalziumsulfat enthält.

3. Porenverschlußmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des wasserfreien Kalziumsulfats an der gesamten »o Bindemittelmenge 10 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 25 Gewichtsprozent, ausmacht.

4. Porenverschlußmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserfreie Kalziumsulfat ein synthetischer as Anhydrit ist.

5. Porenverschlußmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt vor. bis zu etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtbindemittel, an Kaliumsulfat, Aluminiumsulfat oder Zinksulfat als Anreger für das wasserfreie Kalziumsulfat.

6. Porenverschlußmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen, über den für den vorhandenen Magnesiazement üblichen Wassergehalt hinausgehenden Wassergehalt, und zwar bis zu einem Ausmaß, das einem aus Magnesiazement allein bestehenden Bindemittel entspricht.

7. Porenverschlußmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Füllstoffe von voluminöser Struktur, wie Perlit, Blähton und Vermiculite bzw. Glasfasern, Schlackenwolle oder Sägespäne enthält.

8. Porenverschlußmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Auflageschicht für Holzwolle-Leichtbauplatten zur Erzielung einer akustisch wirksamen Oberfläche mit eingeprägten Mustern, Aufrauhungen od. dgl. versehen ist.