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Verfahren zum Verlegen von Kunstharzmörtel
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verlegen von Kunstharzmörteln,
bei welchem der Mörtel mittels Druckluft auf den Untergrund aufgespritzt wird.
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Kunstharzmörtel haben im Baugewerbe wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften
seit langem einen festen Platz erworben. Soweit es sich um die Bodenbeschichtung
handelt, wird Kunstharzmörtel mit Bindemitteln auf Epoxidharzbasis wegen seiner
hohen Qualitut bevorzugt.
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Für eine rationelle Verlegung von derartigen Kunstharzbetonböden liegen
jedoch noch ungelöste Probleme vor. Kunstharzmörtel mit hohem Bindemittelanteil
von über 30 Gew.-% sind zwar in entsprechendem Maße selbstverlaufend. Ein hoher
Bindemittelanteil ist aber einmal aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht vertretbar.
Außerdem liegt der Ausdehnungskoeffizient eines derartigen Kunstharzbetons in einem
unerwünschten Bereich.
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Bindemittelarme Kunstharzmörtel sind beim Verlegen aufwendiger. Die
Verlegung erfolgt in der Regel auch heute noch mit Spachtel, Kelle oder Ausziehleiste
und ist mühsam und von nur geringer Verlegeleistung, d.h. die Größe von beschichteter
Fläche pro Mann und Stunde ist verhältnismäßig klein. Der durch die Einsparung von
teurem Bindemittel erzielte wirtschaftliche Vorteil wird dadurch wieder aufgehoben.
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Es ist daher versucht worden, bindemittelarme Kunstharzmörtel mit
Bodenbelagsgießmaschinen zu verlegen. Bei einer derartigen fahrbaren Vorrichtung
fließt die unter Druck geförderte Kunstharzmörtelmasse
aus einem
Einlauf- oder Mischgefäß infolge der Schwerkrafteinwirkung in einen Gießkopfund
wird durch eine schlitzförmige Auslaßdüse in Bahnen von entsprechender Breite verlegt,
die anschließend noch mit einer Stachelwalze aus Polyäthylen egalisiert werden.
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Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß eine sichtbare Bahnenbildung
erfolgt, welche auch nach der Aushärtung sichtbar bleibt, und sich in den Nahtstellen
eine erhöhte störende Blasenbildung zeigt.
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Ein weiterer Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß sich nur
große, zusammenhängende, freie und gerade Flächen beschichten lassen.
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2 In Räumen unter 500 m , Maschinenhallen oder anderen Räumen mit
Fundamenten, Winkeln und vorspringenden Kanten sind diese Beschichtungsmaschinen,
wie sie z.B. in der DT-AS 2 347 530 beschrieben werden, nicht effektiv; es verbleiben
zuviel Flachen, die von Hand aus nachgearbeitet werden mUssen. Hier bleibt das Verlegen
von Hand nach wie vor wirtschoftlicher.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu Uberwinden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum
Verlegen von Kunstharzmörtel, bestehend aus (bezogen auf Gesamigewicht) 15 - 30
Gew.-%, vorzugsweise 18 - 25 Gew.-%, Bindemittel 70 - 85 Gew.-% Füllstoff und gegebenenfalls
Ublichen Additiven und Pigmenten, wobei sich die einzelnen Komponenten auf 100 Gew.-%
ergänzen, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kunstharzmörtel
mittels geeigneter Fördervorrichtungen für hochviskose Massen gefördert und mit
einem starken Luftstrahl unter gleichmäßigem Bodenauftrag verspritzt wird.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile bestehen
insbesondere darin, daß sowohl große zusammenhängende Flachen als auch stark unterteilte,
unregelmäßige Räume gleichmäßig, schnell, nahtlos und qualitativ hochwertig beschichtet
werden können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Mörtelkomponenten z.B.
in einem Zwangsmischer und mittels Schneckenförderung durch eine Schlauchleitung
bis zum Spritzkopf gefördert. In dem Spritzkopf trifft komprimierte Luft auf das
Fördergut und dieses wird durch eine Düse in zerteilter Form auf~den Untergrund
aufgespritzt. Auf diese Weise ist es möglich, auch schwer zugängliche Stellen (Fundamentunterfütterung)
problemlos maschinell zu beschichten.Durch Dosierung des Fördergutes oder durch
Variation der Spritzdauer ist eine schnelle und genaue Regulierung der erforderlichen
bzw. der gewünschten Schichtdicken möglich.
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Zeitraubende manuelle Nebenarbeiten wie Nachverdichtungen oder Nachglätten
der Oberfläche, die Entfernung von ausgelegten Schienen oder Begrenzungslatten sowie
das Nachfüllen der dabei erzeugten Hohlräume entfallen ebenso wie die nachträgliche
Handverlegung an unzugänglichen Stellen.
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Um das Aufplatzen von an die Oberfläche gestiegenen Luftbläschen sowie
die selbsttätige Glättung der Oberfläche zu erleichtern, ist lediglich ein einfaches
Abrollen der Beschichtung mit einer Stachelwalze kurz nach dem Auftrag vorteilhaft.
Je nach gewünschter Beschaffènheit der
gehärteten Oberflächen -
hochglatt bis absolut rutschsicher - kann kurz vor der Gelierung entweder ein zweites
Mal mit der Stachelwalze abgerollt oder mit Sand abgestreut werden.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren erzielbaren
Beschichtungsleistungen,d.h. m beschichtete Fläche pro Mann und Stunde, liegen daher
im Schnitt weit über den in der Praxis mit Beschichtungsmassen vergleichbarer Konsistenz
bisher erzielbaren Quadratmeterzahlen.
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Maschinen, welche nach dem erfindungsgemäß verwendeten Prinzip arbeiten,
sind zur Beschichtung von Decken und Wänden mit nicht selbst verlaufenden, in der
Regel Wasser und zusätzliche hydraulische Bindemittel enthaltenden Mörteln seit
längerem bekannt. Zur Beschichtung von Böden mit selbstverlaufenden hochgefüllten
und wasserfreien Kunstharzmörteln ist dieses Prinzip bisher nicht angewandt worden.
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Es bestand die Befürchtung, daß durch den Luftstrahl zuviel Luft in
den Mörtel eingeführt wird, wodurch der Verlauf der Masse und die Dichtigkeit und
mechanische Festigkeit des Belages beeinträchtigt wird.
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Es war daher überraschend, daß beim Verspritzen, noch dazu mit Druckluft,
keine der zu erwartenden Qualitätseinbußen auftraten, sondern daß qualitativ hochwertige,
nahezu blasenfreie Beläge in allen erforderlichen Beschichtungsstärken erhalten
werden können.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeiteten Mörtel sind
selbstverlaufende Kunstharzmörtel mit Bindemittelanteilen (Harz und Harter) von
15 bis 30 Gew.- vorzugsweise 18 bis 25 Gew.-%, bezogen auf Gesamtgewicht, 70 bis
85 Gew.- an Füllstoffen und gegebenenfalls Ubliche Zusatze wie Verlaufmittel , Entschäumer,
Lösungsmittel, Weichmacher, Pigmente. Diese Zusätze können je nach Bedarf und Art
des Zusatzes in solchen Anteilen zugefügt werden, welche die Qualität der Spritzmörtel
nicht beeinträchtigen. Ubliche Zusatzmengen liegen, bezogen auf Bindemittel, zwischen
0,2 bis 50 Gew.-%.
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Im Bedarfsfalle können die Anteile an Bindemitteln und Füllstoff über
diesen Rahmen hinaus den jeweiligen Anforderungen der Praxis angepaßt werden. Die
untere Grenze des Bindemittelgehaltes wird dabei durch die Forderung, daß der Mörtel
selbstverlaufend und mit Luft zerteilbar sein muß, festgelegt. Die obere Grenze
ist keine Frage der Mörtelformulierung, sondern ergibt sich aus Effektivitätsvergleichen
zwischen maschinellem und manuellem Auftrag.
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Als Bindemittel werden vorzugsweise flüssige Epoxidverbindungen mit
im Durchschnitt mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül (Harze) und übliche flüssige
bei Raumtemperatur zur Polyadduktierung mit Epoxiden befähigte Aminverbindungen
mit mindestens zwei reaktiven Aminwasserstoffatomen (Härtern) verwendet.
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Im Prinzip eignen sich alle flüssigen Glycidylverbindungen, die im
Handbook ob Epoxy Resins, Lee & Neville, New York, 1967, Chapter 2, beschrieben
werden. Die Auswahl des jeweiligen Harztyps richtet sich nach den gewünschten Eigenschaften
der gehärteten Beschichtung.
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Erfindungsgemäß werden bevorzugt flüssige Diglycidyläther von Bisphenolen,-
z.B. Diphenylolpropan, Diphenylolmethan von Diphenolen, wie Resorcin und von Novolaken
(Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukten) oder Gemische davon eingesetzt. Zur Regulierung
der Viskosität ist es möglich, reaktive Verdünner wie beispielsweise Butyl- Allyl-,
Phenyl-Kresylglycidylöther in Mengen bis zu ca. 25 Gew.-%, bezogen auf Diglycidylverbindung,
zuzusetzen.
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Als Härter eignen sich flüssige bei Raumtemperatur mit Epoxidverbindungen
zur Polyadduktbildung befähigte Aminverbindungen mit mindestens zwei reaktiven Aminwasserstoffatomen,
wie sie im Handbook of Epoxy Resins, Lee ~& Neville, 1967 Chapter 7 bis 10 beschrieben
werden.
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Polyaminoamide, hergestellt aus dimerisierter Fettsäure bzw. Monocarbonsäuren
mit bis zu 22 C-Atomen, vorzugsweise 8 - 18 C-Atomen, und einem Uberschuß an aliphatischen
Polyaminen wie z.B. Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Dipropylentriamin oder
Mischungen daron sowie deren Addukte mit geringen Mengen an Epoxidverbindungen,
wie sie in der DT-PS 1 520 918 beschrieben werden, werden zur Herstellung der erfindungsgemäß
verwendeten Mörtel bevorzugt.
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Der Begriff dimerisierte Fettsäure bezieht sich in allgemeiner Form
auf polymerisierte Säuren, die aus "Fettsäuren" erhalten werden. Der Ausdruck "Fettsäure"
umfaßt ungesättigte natürliche und synthetische einbasische aliphatische Säuren
mit 12 - 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 18 Kohlenstoffatomen. Diese Fettsäuren
lassen sich nach bekannten Verfahren polymerisieren (vergi. DT-OS 1 443 938, DT-OS
1 443 968, DT-PS 2.118 702 und DT-PS 1 280 852).
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Typische im Handel erhältliche polymere Fettsäuren haben etwa folgende
Zusammensetzung: monomere Säuren (Mo) 5 - 15 Gewichtsprozent dimere Säuren (Di)
60 - 80 Gewichtsprozent trimere Säuren (Tri) 10 - 35 Gewichtsprozent.
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Der Gehalt an dimerer Säure kann durch allgemein bekannte Destillationsverfahren
bis zu 100 Gewichtsprozent erhöht werden.
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Zur Erzielung bestimmter Effekte können den Mörteln die auf diesem
Gebiet üblichen Modifizierungskomponenten wie Verlaufmittel, Entschäumer, geringe
Anteile organischer mit den Bindemitteln verträglicher Lösungsmittel, Härtungsbeschleuniger,
Flexibilisatoren, Streckmittel bzw. Extender, Weichmacher und Pigmente zugesetzt
werden.
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Als anorganische Füllstoffe können alle auf diesem Gebiet der Kunstharzmörtel
üblichen Füllstoffe verwendet werden. Bevorzugt werden jedoch Quarzsande und Mehle
mit Korngrößen bis.ca. 6 mm eingesetzt. Die Verteilung der unterschiedlichen Korngrößen
des FUllstoffgemisches sollte dabei möglichst einem idealen Kornaufbau entsprechen,
also der idealen Sieblinie angepaßt werden (Fuller Kurve).
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Zur Erzielung hoher Abriebfestigkeiten können weiterhin Anteile abriebfester
Füllstoffe an Korund und Kaborundum zugesetzt werden.
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Die Gewichtsangaben bezüglich des Fullstoffs basieren auf dem spezifischen
Gewicht von Quarz. Werden FUllstoffe von unterschiedlichem spezifischen Gewicht
verwendet, muß dies durch einen entsprechenden Faktor
bei der Berechnung
und der Formulierung berücksichtigt werden.
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In den folgenden Versuchen wurde eine handelsübliche, nach dem beschriebenen
Prinzip arbeitende Feinputzmaschine eingesetzt, welche eine Förderleistung von 4
- 12 1/min bei 380V Drehstrom, einen Förderdruck von 15 - 20 atü und eine Förderweite
bis zu 10 m und mehr bei einem lichten Schlauchdurchmesser von 25 mm hat. Als Pumpe
wurde eine langsamlaufende Exzenter-Schneckenpumpe mit nachstellbarem Schneckenmantel
verwendet. Die Mischung der Komponenten kann wahlweise in einem aufgesetzten Zwangsmischer
oder separat erfolgen.
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Verorbeitungsbeispiel Die abgewogenen Komponenten der Formulierung
werden in dem aufgesetzten Zwangsmischer gut durchmischt, in den Vorratsbehälter
(Trichter) der Maschine abgelassen und von dort zum Spritzkopf gefördert.
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Mittels der separat zugeführten Druckluft von ca. 4 - 5 atü wird das
Fördergut durch die Düse auf den Untergrund gespritzt.
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Der Untergrund wurde den Anforderungen entsprechend vorgereinigt und
mit einem füllstofffreien Einlaßgrund auf Epoxidharzbasis vorbehandelt. Von einer
Wand ausgehend wurde zum Ausgang hin fortschreitend beschichtet. Sofort nachdem
eine ausreichend große Fläche beschichtet war, wurde diese Fläche mit einer Stachelwalze
abgerollt, ohne dabei die Beschichtungsarbeit zu unterbrechen. Kurz vor der Gelierung
wurden die an die Oberfläche gestiegenen Luftbläschen durch ein zweites Abrollen
mit der Stachelwalze beseitigt.
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Formulerungsbeis piele 1. Entsprechend dem Verarbeitungsbeispiel wurden
1300 kg der folgenden Formulierung kontinuierlich gemischt und damit eine Maschinenhalle
2 von 130 m innerhalb von 4 Stunden mit drei Mann in einer mittleren Schichtdicke
von 5 mm beschichtet.
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A. Bindemittel (23 Gew.-%) 1) Harz 129,1 g eines handelsüblichen
flüssigen Epoxidharzes auf - Bisphenol-A-Basis mit einem Epoxidwert von 0,53 17,6
g eines aromatischen Glycidyläthers mit einem Epoxidwert von 0,53.
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2) Härter 41,7 g eines handelsüblichen Polyaminoamides auf Basis
monomerer Fettsäure und eines Polyalkylenpolyamins, mit einem Aminwosserstoffäquivalentgewicht
von 94.
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25;1 g eines handelsüblichen Schnellhärters (Mannichbase) mit einem
Aminwasserstoffäquivalentgewicht von 75.
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B. Füllstoff 180,0 g Quarzmehl mit einer Korngröße von < 60p 210,0
g Quarzsand mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm 330,0 g Quarzsand mit einer Korngröße
von 0,6 bis 1,2 mm.
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C. Modifizierungsmittel-0,9 g eines Antischaummittels auf Siliconbasis
49,6 g eines anorganischen gelben Pigmentes 16,7 g eines araliphatischen Alkohols.
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Die Oberfläche der ausgehärteten Beschichtung war hochglänzend, nahezu
vollständig blasenfrei und wies eine Druckfestigkeit von 2 2 ca. 80 N/mm (bei maschineller
Verlegung: 80 N/mm ). Die Oberfläche war nach 24 h begehbar und gegen leichtere
mechanische Belastungen beständig.
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2. Entsprechend Beispiel 1 wurden 30 kg der folgenden Formulierung
in einer Schichtdicke von 6 mm aufgebracht.
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A. Bindemittel (21 Gew.-%) 1) Harz 118,1 g eines handelsüblichen
flüssigen Epoxidharzes auf Bisphenol-A-Basis mit einem Epoxidwert von 0,53 16,1
g eines aromatischen Glycidyläthers mit einem Epoxidwert von 0,53 2) Härter 38,1
g eines handelsüblichen Polyaminoamides auf Basis monomehrer Fettsaure und eines
Polyalkylenpolyamins mit einem Aminwasserstofföquivalentgewicht von 94 23,0 g eines
handelsüblichen Schnellhärters (Mannichbase) mit einem Aminwasserstoffäquivulentgewicht
von 75.
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B. FUllstoff 185,0 g Quarzmehl mit einer Korngröße von < 60,u
259,0 g Quarzsand mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm 111,0 g Quarzsand mit einer
Korngröße von 0,6 bis 1,2 mm 185,0 g Quarzkies mit einer Korngröße von 1 bis 2 mm.
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C. Modifizierungsmittel 49,5 g eines anorganischen gelben Pigmentes
15,2 g eines araliphatischen Alkohols 0,8 g eines Antischaummittels auf Silikonbasis.
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Die Qualität der Beschichtung entspricht im wesentlichen der des
Beispiels 1.
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3. Entsprechend Beispiel 1 wurden mit 450 kg der folgenden Formulie-2
rung 75 m in einer Stunde beschichtet. Die Schichtdecke betrug durchschnittlich
3 mm.
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A. Bindemittel (25 Gew.-%) 1) Harz 257,4 g eines handelsüblichen
flüssigen Epoxidharzes auf Bisphenol-A-Basis mit einem Epoxidwert von 0,53 18,0
g eines aromatischen Glycidyläthers mit einem Epoxidwert von 0,53 2) Härter 72,7
g eines handelsüblichen Polyaminoamides auf Basis dimerer Fettsäure und eines Polyalkylenpolyamins
mit einem Aminwasserstoffäquivalentgewicht von 168 27,3 g eines handelsüblichen
Schnellhärters (Mannichbase) mit einem Aminwasserstoffäquivalentgewicht von 75.
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B. Füllstoff 209,0 g Quarzmehl mit einer Korngröße von < 60,u
487,0 g Quarzsand mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm.
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C. Modifizierungsmittel 1,0 g eines Antischaummittels auf Siliconbasis.
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53,6 g eines anorganischen gelben Pigments.
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Die Qualität entspricht im wesentlichen der der Formulierungen 1
und 2, ausgenommen einer geringfügig verminderten Druckfestig-2 keit (75 N/mm2).
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4. Entsprechend Beispiel 1 wurden mit 120 kg der folgenden Formulierung
2 ca. 10 m in einer halben Stunde beschichtet.
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A. Bindemittel (18 Gew.-%) 1) Harz 95,1 g eines handelsüblichen flüssigen
Epoxidharzes auf Bisphenol-A-Basis mit einem Epoxidwert von 0,53 12,9 g eines aromatischen
Glycidyläthers mit einem Epoxidwert von 0,53 2) Härter 52,4 g eines handelsüblichen
Polyaminoamides auf Basis dimerer Fettsäure und eines Polyalkylenpolyamins mit einem
Aminwasserstofföquivalentgewicht von 168 19,6 g eines handelsüblichen Schnellhärters
(Mannichbase) mit einem Aminwasserstofföquivalentgewicht von 75.
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B. Füllstoff 154,0 g Quarzmehl mit einer Korngröße von <6011 192,5
g Quarzmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 0,3 mm 192,5 g Quarzsand mit einer Korngröße
von 0,6 bis 1,2 mm 231,0 g Quarzkies mit einer Korngröße von 1 bis 2 mm.
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C. Modifizierungsmittel 0,7 g eines Antischaummittels auf Siliconbasis
50,0 g eines anorganischen gelben Pigments.
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Die Oberflächenbeschaffenheit dieser maschinell verlegten Fläche
war glatt und optisch einheitlich.
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5. Ein Mörtel mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 4 wurde
zum Vergleich manuell verlegt. Es wurde zur Verlegung die dreifache Zeit benötigt
und die Oberfläche dieser Fläche wies deutliche Spuren der Glättungswerkzeuge nach
der Aushärtung auf.