DE2450681A1 - Zusatzmittel fuer selbstglaettenden moertel - Google Patents

Zusatzmittel fuer selbstglaettenden moertel

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Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 2450681
Köln, den 3o.Sept.1974 Eg/Ax
Rhone-Poulenc S.A. 22, avenue Montaigne/ Paris 8e/ Frankreich
Zusatzmittel für selbstglättenden Mörtel
Die Erfindung betrifft einen Zusatzstoff für die Herstellung von selbstglättendem Mörtel.
Unter einem selbstglättenden oder selbstebnenden Mörtel ist ein leichtflüssiger Mörtel zu verstehen, der es ermöglicht, nach dem Auftrag auf eine Unterlage Überzüge oder Schichten, die frei von Oberflächenunregelmäßigkeiten sind, zu erhalten, ohne daß eine Glättung erforderlich ist. Mörtel dieser Art werden in großem Umfange auf dem Bausektor verwendet, um Höhenunterschiede bei rohen Bauplatten oder waagerechten Oberflächen jeder Art auszugleichen, auf die Abschlußschichten oder -verkleidungen, Z0B. geklebte Böden, Kunststofffliesen und Teppichboden, aufgebracht werdeno Die erhaltene Oberfläche muß absolut eben sein, so daß offensichtlich ein selbstglättender Mörtel auf Grund der Leichtigkeit seiner Aufbringung zu bevorzugen ist.
Die selbstglättenden Mörtel, die in dünner Schicht verwendet werden, deren Dicke in Abhängigkeit von der • Größe der Fehlstellen oder Unebenheiten der Platten etwa 1 mm bis 2 cm betragen kann, müssen fest an den Unterlagen haften, auf die sie aufgebracht werden, und dürfen keine Rißbildung und Schrumpfung aufweisen. Ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Biegefestigkeit
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und Druckfestigkeit, müssen gut sein.
Die selbstglättenden Mörtel werden z.Zt. durch Zusatz von Casein in Pulverform zu einem zementreichen Gemisch von Sand, Zement und Wasser hergestellt. Mörtel dieser Art weisen jedoch nicht alle gewünschten Eigenschaften auf. Insbesondere ist RißMldung der Schicht und Entmischung des Mörtels selbst festzustellen.
Gegenstand der Erfindung ist ein pulverförmiger Zusatz für selbstglättende Mörtel, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus 30 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 35 bis 55 Gew.-% eines Füll- oder Trägermaterials mit einer
spezifischen Oberfläche von mehr als IO m /g, auf das 10 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.-^ eines Emulgatorsystems aufgebracht sind, und 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% eines Mittels, das Wasser zurückhält, besteht. Dieser Zusatzstoff wird in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Zement, 50 bis ISO Gew.-Teile Sand und gegebenenfalls 2 bis 4 Gew.-Teile eines Beschleunigers verwendet.
Beliebige Füll- und Trägermaterialien mit einer spezi-
fischen Oberfläche von mehr als 10 m /g können verwendet werden. Aus der Gruppe der am häufigsten verwendeten Füll- und Trägermaterialien sind die Silicate, z.B. Kaoline, die Oxyde, z.B. Alumihiumoxyd, Calciumcarbonat oder Calciummagnesiumcarbonat, Barium- und Calciumsulfat zu nennen. Dieser Füllstoff dient als Träger für das Emulgatorsystem, das, auf Trockengewicht bezogen, aus 0 bis 40^ eines nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels und 60 bis 100$ eines aaionaktiven Tensids be- - steht. Als nichtionogene Tenside eignen sich die Derivate von Alkylphenolen oder Fettsäuren oder Fettalkoholen. Bevorzugt werden die Oxyäthylenderivate mit 6 bis 30 Mol Äthylenoxyd, das an Octy!phenole oder Nonylphenole gebunden ist.
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Als anionaktive Tenside eignen sich die folgenden Gruppen: Sulfatierte Derivate von Amiden von Aminoalkoholen, von Aminosulfonsäuren oder Aminosäuren abgeleitete Amide, Derivate von Alkalialkylsulihte, sulfonierte Derivate von Monoestern oder Diestern und Derivate von AlkyllDenzolsulfonateno
Das Emulgatorsystem ist auf den als Träger dienenden inerten Füllstoff aufgebracht und ermöglicht somit die Herstellung in Form von Pulvern, die technisch den Bedürfnissen des Verbrauchers gut angepasst sind. Es ist jedoch auch möglich, das Emulgatorsystem in Form einer Flüssigkeit zu verwenden, die dem zum Anrühren des Mörtels verwendeten Wasser zugesetzt wird. Zum gleichmäßigen Aufbringen des Emulgatorsystems auf den Füllstoff werden die oberflächenaktiven Mittel in Lösungsmitteln gelöst oder suspendiert. Die verwendete Lösungsmittelmenge wird so gewählt, daß mit den Füllstoffen eine dickflüssige Masse gebildet wird. Im allgemeinen wird das Lösungsmittel in einer Menge zwischen 20 und 150 Gew.-Teilen, vorzugsweise zwischen 30 und 120 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Füllmaterial verwendete
Vorzugsweise werden Lösungsmittel, die unter 1000O sieden, verwendet, z.B. Alkohole wie Methanol, Äthanol oder Isopropylalkohol, Ester, z.B.. Äthylacet*t, Ketone, z.B. Aceton oder Methylethylketon, und chlorierte Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid, Dichloräthan, Trichloräthan und Trichloräthylen.
Eine Lösung oder Suspension der oberflächenaktiven Ver-Mndungen wird hergestellt und mit dem Füllmaterial in einen Mischer gegeben. Hierbei wird eine Breimasse erhalten, die homogensiert wird« Anschließend werden unter Rühren das Lösungsmittel und gegebenenfalls das in den oberflächenaktiven Mitteln enthaltene Wasser
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entfernt, indem erhitzt und gegebenenfalls der Mischer unter Vakuum gehalten oder ein Gas, z.B. Luft oder Stickstoff, das auf eine Temperatur zwischen 50 und 700C erhitzt werden kann und das lösungsmittel austreibt, durch den Mischer geleitet wird0
Eine zu hohe Temperatur muß vermieden werden, um die Gefahr, daß die oberflächenaktiven Verbindungen durch das Lösungsmittel ausgetragen werden, auszuschalten. Nach vollständigem Abdampfen des Lösungsmittels wird ein krümeliges Pulver erhalten, das eine sehr unterschiedliche Korngrößenverteilung hat und trocken aussieht. Anschließend wird das wasserhaltende Mittel zugesetzt, worauf gerührt wird, um die beiden Pulver zu homogensieren. Dieses Pulvergemisch wird dann in beliebiger geeigneter Weise so gemahlen, daß ein Pulver mit einer Korngröße unter 0,5 mm erhalten wird.
Als Mittel, die Wasser zurückhalten, werden natürliche Produkte, Z0B. Alginate, Cellulosederivate wie Hydroxyalkylcellulose oder Carboxymethylcellulose, Derivate von Polyacrylsäuren, z.B. Natriumpolyacrylate, oder Polyvinylalkohol verwendet. Vorzugsweise werden Polyvinylalkohole mit einem Hydrolysengrad zwischen 94 und 82 Mol.-^ und einer Viskosität zwischen 10 und 20 cPs, gemessen in wässriger Lösung bei 200C und einer Konzentration von 4 Gew.-$, verwendet. Die verwendete Menge des das Wasser zurückhaltenden Mittels liegt zwischen 5 und 60 Gew.-^, vorzugsweise zwischen 20 und 40 Gew.-^, bezogen auf das endgültige Pulver.
Der sich trocken anfühlende pulverförmige Zusatzstoff kann lange Zeit gelagert werden, wenn Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, um ihn gegen Feuchtigkeit zu isolieren. Er wird als solcher im Augenblick der Herstellung des Mörtels verwendet. Der Mörtel wird hergestellt, indem 100 Gew.-Teile Zement, 50 bis 150 Gew.-Teile trockener Sand und 2 bis 8 Gew.-Teile Zusatzstoff ge-
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mischt werden. Wenn ein inniges Gemisch von Hand oder mit dem Betonmischer hergestellt worden ist, wird das notwendige Wasser, dessen Menge etwa 15 "bis 229ε des Gesamtgewichts des Mörtels beträgt, zugesetzt. Es ist jedoch su bemerken, daß es durch Verwendung des Zusatzstoffs möglich ist, die notwendige Wassermenge wesentlich zu verringern, da er den Mörtel dünnflüssig macht.
VerschiedeneHilfsmittel und Zusatzstoffe, die üblicherweise verwendet werden, z.B. Beschleuniger auf Basis von Calciumformiat, können dem Mörtel zugesetzt werden, da der erfindungsgemäße Zusatzstoff die Abbinde- und Erstarrungädauer des Mörtels verlängert.
Die Tatsache, daß der Mörtel sich nicht entmischt oder Wasser ausscheidet, kann nachgeprüft werden, indem der Mörtel in einen Behälter gegeben wird. Die Bestätigung der selbstglättenden Eigenschaft wird am frischen Mörtel erhalten, indem die Fließfähigkeit des Mörtels gemessen wird. Zu diesem Zweck wird ein Matthis-Viskosimeter verwendet, das in der Lackindustrie gebräuchlich ist und aus einer in Zentimeter geeiohten Platte besteht, die an einem Ende mit einer Vertiefung von etwa 2 cm versehen ist. Man füllt die Vertiefung mit Mörtel, stellt das Viskosimeter senkrecht und mißt die Länge des Materialflusses, der sich nach 10 Sekunden gebildet hat.
Als Zeit, während der der Mörtel selbstglättend ist, gilt die Zeit, die zwischen der Herstellung des Mörtels und dem Test verstreicht, bei dem die Fließstrecke nur 5 cm in 10 Sekunden beträgt.
Ferner werden mit dem frisch hergestellten Mörtel Prüfkörper einer Größe von 4 cm χ 4· om χ 16 cm hergestellt. An diesen Prüfkörpern werden die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit nach der Norm NF P 15-451 von Juli 1963 gemessen.
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Ferner werden die Hafteigenschaften des Mörteli.; wie folgt gemessen: Ein Estrich von s mm Dicke wird auf die glatte Seite von ausgeschalten rohen Betonpxatten gegossen, die aus einem Mörtel, der 25 kg Zement OHA 325 und 96 kg Flußsand einer Körnung zwischen 0 und 5 mm enthält, hergestellt worden sind. Mit einem Walzenfräser werden Scheiben von 5 cm Durchmesser (bis zur darunterliegenden Betonplatte) eingeschnitten. Mit einem "Araldite"-Kle"ber werden auf diese Scheiben Aluminiumplatten geklebt, auf die die Klemmbacke eines mit konstanter Geschwindigkeit arbeitenden Dynamometers geschraubt werden kann, wodurch die Abreißfestigkeit gemessen werden kann.
Diese Bestimmung wird nach einer Lagerzeit von 28 Tagen bei 230C und 50$ relativer Feuchtigkeit (Trockenhaftfestigkeit) oder nach 28-tägiger Lagerung unter den gleichen Bedingungen und anschließendem Eintauchen für 7 Tage in Wasser (Naßfestigkeit) vorgenommen. Die Er»et nisse werden in kg/cm angegeben.
Das "Totbrennen", das für fehlendes Abbinden von Zement charakteristisch ist, wird wie folgt nachgeprüft: Auf die gleichen Platten, die bei dem vorstehend beschriebenen Versuch verwendet werden, wird eine Schicht von 1 bis 2 mm Dicke gegossen. Nach 24 Stunden wird durch Reiben mit einem Finger festgestellt, ob die Schicht an der Oberfläche zu Pulver zerfällt ο
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
. In einen 150 l-Pfleiderer-Kneter werden 45 kg eines calcinierten Kaolins mit einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 26 m /g und einer Korngröße unter 40 ja gegeben. Dann werden 12,5 kg Natriumdioctylaulfosuccinat, 5 kg äthylenoxyliertes
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BAD ORIGiMAL
Nonylphenol (Kondensat von Nonylphenol und 30 Mol Äthylenpxyd) und 46 kg Methylenchlorid zugesetzt. Nach einer Mischdauer von 10 Minuten bei Umge"bungstemperatur wird eine homogene Breimasse erhaltene Unter weiterem Rühren wird das Gemisch auf 70 "bis 800O erhitzt und "bei dieser Temperatur gehalten, bis die gesamte flüchtige Phase entfernt ist. Dies ist nach 13 Stunden der Fall. Anschließend wird auf Raumtemperatur gekühlt.
Dann werden 25 kg Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysengrad von 88,2 Molo-> und einer Viskosität von 14 cPs zugesetzt, worauf. 10 Minuten gemischt wird. Anschliessend wird das Gemisch in eine Messermühle überführt, in der ein Pulver mit einer Korngröße unter 0,5 nun gebildet wird.
1:i Ein selbstglättender Mörtel wird durch Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
100 Teile Zement "Portland Artificiel 400" 75 Teile Fontainebleau-Sand
4 Teile des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Pulvers
3 Teile Calciumformiat
40 Teile Wasser
Der hergestellte Mörtel glättet sich in einer Zeit von 1,25 Stunden', gemessen nach der oben beschriebenen Methode, und entmischt sich nicht. Prüfkörper einer Größe von 4 cm χ 16 cm χ 4 cm werden hergestellt. An diese Proben werden die Biegefestigkeit und Druckfestigkeit nach der Norm Ni1 P 15-451 gemessen. Die folgenden Ergebnitue werden erhalten:
Biegefestigkeit 55 kg/cm2
Druckieati^keit ■ 400 kg/cm
Eine l< mm dicke Schicht wird anf die glatte Seite einer Betonplatte gegossen. Die Haftfestigkeit der Schicht
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BAD ORIGINAL
wird in der oben beschriebenen Weise gemessen. Die
Trockenhaftfestigkeit beträgt 19 kg/cm .
An einer Schicht von 1 bis 2 mm Dicke wird nach 24 Stunden festgestellt, daß sie nicht "totgebrannt" ist. Die Oberfläche läßt sich nicht zu einem Pulver verreiben« Ferner findet keine Rißbildung statt.
Beispiel 2
In einen 50 1-Pfleiderer-Mischer, der mit einem Hochdruckdampf-Heizsystem versehen ist und unter Vakuum gebracht werden kann, werden 15 kg eines calcinierten Kaolins gegeben, das eine nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 26 m /g und eine Korngröße unter 40 α hat. Dann werden 7»5 kg Triäthanolamindodecylbenzolaulfonat mit 80$ Trockenextrakt in Wasser, 1,5 kg eines Kondensats von 6 Mol Äthylenoxyd mit Nonylphenol und 6 kg Methanol zugesetzt. Das Gemisch wird 10 Minuten bei Umgebungstemperatur geknetet, wobei eine homogene Breimasse erhalten wird. An die Apparatur wird dann Vakuum einer solchen Höhe angelegt, daß der Restdruck etwa 65 mm Hg beträgt. Unter weiterem Kneten wird allmählich auf 650C erhitzt. Nach 4 Stunden ist die flüchtige Phase vollständig entfernt. Dann wird abgekühlt, worauf 11,25 kg Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysengrad von 88,2 MoL-^ und einer Viskosität von 14 cPs zugesetzt werden. Die Masse wird 10 Minuten homogenisiert und dann in eine Messermühle überführt, in der ein Pulver mit einer Korngröße unter 0,5 mm gebildet wird.
Ein aelbstglättender Mörtel wird durch Mischen von
100 Teilen Portlandzement "Portland Artificiel 400", 75 Teilen Fontainebleau-Sand,
4,5 Teilen des in der oben beschriebenen Weise hergestellten Pulvers und
3 Teilen Oalciumformiat
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und Zugabe von 47,5 Teilen Wasser hergestellt. Der Mörtel entmischt sich nicht und hat eine nach der oben ■beschriebenen Methode gemessene Selbstglättungszeit von 45 Minuten. Die Messung der Biegefestigkeit und Druckfestigkeit nach der Norm NF P 15-451 hat die folgenden Ergebnisse:
Biegefestigkeit 100 kg/cm
Druckfestigkeit 360 kg/cm
Die Haftfestigkeit wird in der oben beschriebenen Weise
gemessen. Die Trockenhaftfestigkeit beträgt 9 kg/cm
und die Naßhaftfestigkeit 11 kg/cm ·
Eine Schicht von 1 bis 2 mm Dicke wird hergestellt. Nach 2 Stunden wird festgestellt, daß die Oberfläche nicht zu einem Pulver verrieben werden kann, d.ho daß die Masse nicht "totgebrannt" ist. Ferner wird keine Rißbildung festgestellt.
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Claims (6)

Patentansprüche
1. Zusatzmittel für selbstglättenden Mörtel, bestehend aus 30 bis 8o Gew.-% eines FUIl- und Trägermaterials mit
einer spezifischen Oberfläche von mehr als 10 m /g, 10 bis 40 Gew.-% eines Emulgatorsystems und 5 bis 60 Gew.-% eines Wasser zurückhaltenden Mittels.
2. Zusatzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 35 bis 55 Gew. -1Jo eines Füll- oder Trägermaterials
mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 10 m /g, 15 bis 30 Gew.-% eines Emulgatorsystems und 20 bis 4Ö Gew.-% eines Wasser zurückhaltenden Mittels besteht.
3. Zusatzmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet . daß das Emulgatorsystem aus 0 bis 40$ eines nichtionogenen Tensids und 60 bis 100$ eines anionaktiven Tensids besteht.
4. Zusatzmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Wasser zurückhaltendes Mittel einen Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysengrad zwischen 94 und 82 Mol-$ und einer in wäßriger Lösung bei 200C und einer Konzentration von 4 Gew.-^ gemessenen Viskosität zwischen 10 und 20 cPs enthält.
5. Verfahren zur Herstellung des Zusatzmittels nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das inerte Füll- und Trägermaterial das Emulgatorsystem in einem Lösungsmittel aufbringt, das Lösungsmittel abdampft und anschließend das Füll- und Trägermaterial mit dem oberflächenaktiven Mittel mischt.
6. Mörtel, dadurch gekennzeichnet, daß er 2 bis 8 Gew.-Teile des Zusatzmittels nach Anspruch 1 bis 4 pro 100 Gew.-Teile Zement, 50 bis I50 Gew.-Teile Sand, gegebenenfalls 2 bis 4 Gew.-Teile eines Beschleunigers, z.B. Calciumformiat, und I5 bis 22 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mörtels, enthält.
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