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Glimmerfreie Fugenmasse Beim Bau von Gebäuden mit sogenannten Trockenwänden
verwendet man gewöhnlich eine Fugenmasse für die Stosstellen der Wandplatten, um
die Fugen zu verdecken und eine monolithische Oberfläche zu erzielen. Es ist auch
bekannt, entweder eine härtende oder trocknende Fugenmasse oder beide zugleich anzuwenden,
und zwar Je nach den Baubedingungen, z.B. der Zeit, zu der die Fuge weiterbehandelt
werden soll oder den atmosphärischen Bedingungen.
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Härtende Fugenmassen bestehen aus einem Material, wie Aalciumsulfathalbhydrat,
das mit einem Teil des in der Masse vorhandenen Wassers unter Umwandlung des Halbhydrats
in das Dihydrat reagiert Das Trocknen erfolgt nach und nach und ist in manchen Fällen
unerwünscht. Ein Beispiel für eine härtende Fugenmasse ist in der USA-Patentachrift
3 297 601 beschrieben. Anderrseits reagieren trocknende Fugenmassen nicht mit Wasser,
müssen aber Wasser verdampfen, um eine ausreichende Festigkeit zu erhalten.
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Bei diesen Fassen wird daher anstelle eines Calciumhalbhydratfüllstoffs
häufig CaLciumcarbonat angewendet. Diese trocknenden Fugenmassen enthalten gewöhnlich
ein Bindemittel, wie Polyvinylacetat, das beim Trocknen die erforderliche erste
Festigkeit der Fugenmasse gegen Belastung ergibt. Eine trocknende Fugenmasse ist
beispielsweise in der USA Patentschritt Nr. 3 342 761 beschrieben.
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Insbesondere bei trocknenden Fugenmassen war bisher ein Gehalt an
Glimmer erforderlich, um das Auftreten von Rissen durch Schrumpfung zu verhindern.
Beispielsweise wird von der United States Gypsum aompany eine fertige gemischte
Allzweck-Fugenmasse hergestellt, bei welcher als Füllstoff Kaolin verwendet wird
und welche aus einem Gipsmörtel besteht, bei welchem Teilchen mit einer Teilchengrösse
von mehr als 0,15 mm (100 mesh) entfernt wurden. Diese Fugenmasse enthält Glimmer.
Selbst bei einer langsam härtenden i'ugenmasse, wie sie von Keene's Cement hergestellt
wird, ist Glimmer als wesentlicher Bestandteil vorhanden, da das getrocknete Produkt
sonst in unerwünschter Weise zur Rissbildung neigt. (dgl. z.B. USA-Patentschrift
2 662 024). Aus diesem Grund muss Glimmer zugegeben werden, wodurch zusätzliche
Kosten entstehen, die nach Möglichkeit vermieden werden sollen.
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Ferner wird hierdurch die Zähflüssigkeit der fertigen Mischung erhöht,
wodurch ein zusätzlicher Wasserzusatz erforderlich ist.
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Es wurde nun gefunden, dass bei Anwendung einer bestimmten Sorte
Kaolin als Pullstoff für trocknende Fugenmassen die Rissbildung auch in Abwesenheit
von Glimmer vermieden werden kann.
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Insbesondere schafft die Erfindung eine rissefreie, mit Wasser zu
vermischende trocknende Fugenmasse zum Verfugen der Stossstellen zwischen Qrandplatteny
die aus einem Gemisch von etwa 80 bis etwa 95 Gew. Kaolin und einem Bindemittel
besteht und im wesentlichen glimmerfrei ist. Die Rissfreiheit der Fugenmasse wird
offensichtlich durch Erhöhung der Korngrösse des Kaoline erzielt, so dass die mittlere
Teilchengrösse wenigstens etwa 14 Mikron beträgt und der Gewichtsanteil der Teilchen
mit einer geringeren Grösse als 1 Mikron etwa 2% nicht übersteigt.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer- rissfreien,
trocknenden Fugenmasse, in welcher kein Gehalt an Glimm erforderlich ist.
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In der erfindungsgemässen Fugenmasse bewirkt der Kaolinfüllstoff die
gewünschte Rissfreiheit, Bei der erfindungagemässen Fugenmasse sind die Anzahl der
Bestandteile und die Kosten der Fugenmasse sehr gering.
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Die Erfindung schafft eine Fugenmasse, welche in Pastenform nur eine
geringe Zähfltissigkeit aufweist, so dass sehr wenig Wasser zugegeben werden muss.
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Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung und der folgenden Beschreibung
weiter erläutert.
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In der Zeichnung sind in logarithmischer Teilung die Teilchengrössenverteilung
des erfindungsgemäss besonders geeigneten Kaoline graphisch dargestellt, Gemäss
einer Siebanalyse unter Anwendung eines Luftstrahles ist die in der Zeichnung dargestellte
Teilchengrössenvertei lung wie folgt: Kleiner als 149 Mikron: 100% r n 105 Mikron:
100% n lt 44 Mikron: 99.9% n n 44 Mikron; 95.8% lt n 33 I kron: 89% n n 20 Mikron.
60% lt 1 Mikron: Die Erfindung betrifft eine rissfreie, trocknende Fugenmasse, die
im wesentlichen glimmerfrei ist. Insbesondere wurde gefunden dass bestimmte Formen
von Kaolinftillstoffen als solche eine Rissfreiheit bewirken, so dass sich der Zusatz
von Glimmer als Mittel Zum Verhindern der Rissbildung erübrigt. Falls man ein Bindemittel
und gegebenenfalls bestimmte Zusätze, ausgenommen Glimmer, zugibt, so erhält man
eine Fugenmasse, die in einfacher Weise mit Wasser zu einer pastenförmigen Masse
vermischt oder in Pulverform verpackt oder gelagert werden kann.
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Der Kaolinfüllstoff unterscheidet sich von dem bisher als Füllstoff
verwendeten Glimmer in erster Linie durch die Teilchengrössenverteilung, wobei die
mittlere Teilchengrösse mindestens etwa 14 Mikron beträgt und der Gewichtsanteil
von Xeilchen mit einer geringeren Grösse als 1 Mikron etwa 2% nicht überschreitet.
Diese kleinen Teilchen sind aufgrund ihrer oberflächenaktiven Eigenschaften unerwünscht.
Unter diesen Voraussetzungen kann der Gewichtsanteil an Kaolin in der Fugenmasse
zwischen etwa 80 und etwa 95% schwanken.
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Die Menge an Bindemittel kann zwischen etwa 2 und etwa 10 Ges.%,
bezogen auf den Gehalt an Trockensubstanz, betragen.
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Es kann dabei jedes brauchbare Bindemittel verwendet werden.
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Beispiele hierfür sind Polyvinylacetat allein, oder modifizierte Stärke
in Kombination mit Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol.
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Ferner können gegebenenfalls bestimmte übliche Zusätze zur Verbesserung
der
Verarbeitkeit zugegeben werden. Beispiele hierfür sind Asbest in einer Menge bis
zu etwa 5 Gew.%, sowie Konservierungsmittel und Verdicker in einer Menge von weniger
als 1 Ges.%.
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Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert:
Fertig gemischte Fugenmassen Gipsmörtel aus der United States Gypsum Fabrik in Southard,
Oklahoma, wurde in einer Walzenmühle sehr wenig vermahlen, um den Anteil der Teilchen
mit einer geringeren Grösse als 1 Mikron zu verringern. Danach wurden die Teilchen
auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,5 mm (30 mesh) gesiebt,
ium Teilchen mit grösserer Teilchengrösse zu entfernen und eine Beschickung für
die Vorrichtung zum Scheiden der Teilchen vorzubereiten. Der Grus wurde in einer
Raimond Wirbeltyp Luftklassifiziervorrichtung sortiert und Schrot mit einer Teilchengrösse
von mehr als 149 Mikron entfernt, wobei ein Kaolin mit erhöhter mittlerer Teilchengrösse
erhalten wurde. Im Rahmen dieser Beschreibung ist unter nKaolin" ein Gipsmörtel
zu verstehen, dessen Teilchengrösse zu 100% feiner als 149 Mikron ist. Bei den sehr
kleinen Teilchen erfolgt zuweilen eine teilweise Calcinierung, wodurch eine unerwünschte
Verdickung der Fugenmasse auftritt.
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Um dies zu vermeiden, wurde der luftklassifizierte Kaolin entweder
vorübergehend oder beim Lagern der Luft ausgesetzt, wobei die atmosphärische Feuchtigkeit
ausreicht, um diese sehr kleinen Teilchen wieder zu hydratisieren. Diese letzte
Stufe kann entfallen, wenn man andere Arten von Luftklassifikatoren verwendet.
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Der gemäss obigem Verfahren verarbeitete Kaolin wies eine Teilchengrössenverteilung
auf, wie sie in der beigefügten graphi schen Darstellung wiedergegeben ist. Die
einzigen kritischen Bestandteile dieser graphischen Darstellung betreffen die mittlere
Teilchengrösse und den Gewichtsanteil von Teilchen mit einer geringeren Grösse als
1 Mikron. Es ist anzunehmen, dass der verbleibende
Anteil der Teilchengrössenverteilung
ohne wesentliche Baeinflussung der Rissfestigkeit der Fugenmasse modifiziert oder
geändert werden kann. Der gemäss obigem Verfahren behandelte Kaolin wurde dann mit
anderen Bestandteilen gemä9s der folgenden Formulierung zu einer fertig gemischten
Fugenmasse vermischt: Formulierung Nr. 1 Gewichtsprozent an Bestandteil nichtflüchtigen
Stoffen Kaolin 93,2 Polyvinylacetat-Emulsion 3,0 Asbest-Abfälle (asbestos shorts)
3,0 Cellulose-Verdickungsmittel 0,8 Konservierungsmittel weniger als 1 flüssiges
Entschäumungsmittel weniger als 1 Die in der obigen Formulierung verwendete Polyvinylacetatemulsion
bestand aus wUcar 131" der Union Carbide Corporation, einer Emulsion, die mit 10$
innerlich weichgemacht wurde, und einen Anteil von 60 an Festsubstanzen, einem pH-Wert
von 4 bis 5, einem Gewicht von 1,1 kg pro Liter, eine Viskosität von 94 bis 100
K.U. und eine Feinheit von maximal 100 Teilchen pro 100 g Substanz, die an einem
Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,25 mm (60 mesh) liegenbleibt, aufwies.
Als aelluloseverdickungsmittel eignet sich beispielsweise Hydroxypropylmethylcellulose;
als Konservierungsmittel können handelsübliche Schutzmittel in Kombination mit einem
organischen nichtmetallischen cyclischen Äther angewendet werden. Da Asbest-Abfälle,
Verdikkungsmittel, Konservierungamittel und Entschäumungamittel b ekannte Zusätze
sind, für die eine Reihe von Fabrikaten zur Verfügung stehen, erübrigt sich eine
weitere Beschreibung.
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Nach dem Zusatz von Wasser beträgt das Volumen der Fugenmasse
etwa
47 ml pro 100 g bei einer Viskosität von 630 Brabender, gemessen in einer VC-3 Brabender-Messvorrichtung
von 25°, einem handelsüblichen Viskosimeter mit 250 Zentimeter-Gramm-Torsionskopf,
der mit einer Achsumdrehungsgeschwindigkeit von 75 bis 68 iupm betrieben wurde.
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Die Formulierung Nr. 1 besteht aus einer Fugenmasse, bei der praktisch
keine Risse beim Trocknen auftreten und die als Oberflächenfugenmasse angewendet
werden kann. Eine Allzweckfugenmasse zum Oberflächenbehandeln von Wandplattenfugen,
Löchern von Befestigungsnägeln, Reparieren von beschädigten Platten, zum Erzielen
von struktuierten Oberflächen und allen üblichen Anwendungszwecken, kann mit dieser
Pormulierung hergestellt werden, indem man den Gehalt an Bindemittel auf bis zu
etwa 5% erhöht.
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Durch erhöhten Gehalt an Bindemitteln bis zu etwa 7 bis 10% erhält
man eine Fugenmasse, die sich besonders als Einbettmasse eignet. In allen diesen
Fällen tritt praktisch keine Rissbildung beim Trocknen auf.
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Zu Vegleichszwecken wurde ein Calciumcarbonatfüllstoff mit einer
ähnlichen Teilchengrössenverteilung wie bei dem Kaolin und einer mittleren Teilchengrösse
von 14 Mikron in eine ähnliche Formulierung wie bei der Formulierung Nr. 1 eingebracht0
Beim Trocknen trat dabei eine unerwünschte Rissbildung infolge der Abwesenheit von
Glimmer ein.
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Trocken verpackte Fugenmassen Im folgenden ist ein Beispiel für eine
trocken verpackte und gelagerte erfindungsgemässe Fugenmasse wiedergegeben, zu welcher
bei Gebrauch Wasser zugegeben wird:
Formulierung Nr. 2 Bestandteil
Gewichtsprozent Kaolin 89,65 modifiziertes Stärkebindemittel 3,0 Polyvinylalcohol-Bindemittel
0,5 Asbest-Abfälle 4,5 Hydroxypropylmethylcellulose 0,5 Titandioxid-Pigment 1,0
Konservierungsmittel weniger als 1 andere Zusätze weniger als 1 Als Kaolin kann
dieselbe Sorte wie bei der Formulierung Nr. 1 mit analoger Teilchengrössenverteilung
angewendet werden. Das anzuwendende Stärkebindemittel ist nicht kritisch, ein geeignetes
Mittel ist beispielsweise "Staramic 620" der A. E. Staley Manufacturing Company
mit einem maximalen Feuchtigkeitsgehalt von 12,0», einer Mindestlöslichkeit in Wasser
von 85f (bezogen auf Trockensubstanz), einem maximalen Fremdstoffgehalt von 20 Teilen
pro Million, einer Teilchengrösse, bei welcher 0,5% an einem Sieb mit einer lichten
Maschenweite von etwa 0,25 mm (60 mesh) liegen bleiben, einer Viskosität von 410
cps, gemessen bei einem Gehalt von 20 an trockenen Festsubstanzen, und einer Gardner
Farbe von 12 . Analog lässt sich ein beliebiger Polyvinylalkohol anwenden, beispielsweise
Gelvatol"20/60 BP" der Monsanto Chemical Co., bei welchem das trockene Pulver zu
100 durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,3 mm (50 mesh) und
zu 99,7k durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,25 mm (60 mesh)
hindurchgeht und eine 4%ige wässrige Lösung bei 200C eine Brookfield Viskosität
von 20 + 5 cps und einen pH-Wert von 6 bis 8 aufweist. Als Konservierungsmittel
können übliche Verbindungen, wie z.B. Zinkdimethyldithiocarbamat, angewendet werden.
Die anderen Zusätze sind wahlweise wie z.B. Dispersionsmittel und unlöslichmachende
Mittel, wie
Glyoxal. Da diese Mittel üblich und allgemein bekannt
sind, erlübrigt sich eine weitere Erläuterung.
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Vermischt man die Substanz gemäss Formulierung Nr. 2 mit Wasser und
verwendet sie in üblicher Weise, so erhält man eine rissfreie Oberfläche, die praktisch
dasselbe Aussehen wie die Masse gemäss Formulierung Nr. 1 aufweist.
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Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man auch
eine trocken verpackte Fugenmasse, ähnlich wie Formulierung Nr. 2 herstellen, bei
welcher ein sprühgetrocknetes Polyvinyl-1acetat-Bindemittel anstelle von Polyvinylalkohol
angewendet wird.
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Die Menge dieses Bindemittels muss mindestens 1% betragen, wobei die
Menge an Stärke und trockenem Polyvinylacetatbindemittel zusammen wenigstens 4%
betragen soll. Bei der Formulierung Nr, 1 ist die Art des speziell verwendeten Polyvinylacetats
nicht kritisch; ein Beispiel für eine brauchbare Verbindung ist "Ucar 130. nUcar
130" ist dasselbe wie nUcar 131 n, mit der Ausnahme, dass das Polyvinylacetat keinen
Weichmacher enthält.