DE3031086C2 - Process for the production of magnesia mortar or screed - Google Patents
Process for the production of magnesia mortar or screedInfo
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Description
Die unter den Bezeichnungen "Sorel-Zement" oder "Magnesiamörtel" bekannten Bindemittel enthalten als wesentliche Bestandteile kaustische Magnesia (MgO), ein wasserlösliches Magnesiumsalz, wie beispielsweise Magnesiumchlorid, und Wasser. Diese Bindemittel können erhebliche Mengen an mineralischen Füllstoffen zu einer festen Masse verbinden.The binders known as "Sorel cement" or "magnesia mortar" contain as their main components caustic magnesia (MgO), a water-soluble magnesium salt such as magnesium chloride, and water. These binders can combine significant amounts of mineral fillers to form a solid mass.
Nach den bisher bekannten Verfahren wird hierzu die kaustische Magnesia mit wäßrigen Magnesiumsalzlösungen und den Füllstoffen vermischt und in breiartiger Form als Mörtel- oder Estrichmasse eingesetzt. Die Bindungswirkung dieser breiartigen Massen beruht im wesentlichen darauf, daß sich aus dem Magnesiumoxid und den damit in gelöster Form vermischten Magnesiumsalzen Oxiverbindungen bilden, die die breiartige Masse verfestigen. Nach den bisherigen Erkenntnissen sollen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit solcher Mörtel- oder Estrichmassen und der technischen Eigenschaften der daraus entstehenden ausgehärteten Produkte ausgegliche Mörtel- oder Estrichmassen verschiedener Füllstofftypen enthalten, und zwar:
- a) einen saugfähigen Füllstoff, wie beispielsweise Bimsmehl, Bentonite, Holzspäne oder -mehl oder verschäumtes Polystyrol, als Abbindeverzögerer;
- b) einen härtenden Füllstoff, wie beispielsweise Quarzsand, Quarzmehl oder Kies, der die Verschleißfestigkeit der abgebundenen Mischung erhöht;
- c) ein faserförmiger Füllstoff, wie beispielsweise Asbestfasern oder Glaswolle, der die Elastizitätseigenschaften der abgebundenen Mischung erhöht.
According to the methods known to date, the caustic magnesia is mixed with aqueous magnesium salt solutions and the fillers and used in a paste-like form as a mortar or screed mass. The binding effect of these paste-like masses is essentially based on the fact that the magnesium oxide and the magnesium salts mixed with it in dissolved form form oxy compounds that solidify the paste-like mass. According to the knowledge to date, balanced mortar or screed masses should contain various types of fillers with regard to the workability of such mortar or screed masses and the technical properties of the resulting hardened products, namely:
- (a) an absorbent filler such as pumice powder, bentonite, wood chips or flour or expanded polystyrene as a setting retarder;
- b) a hardening filler, such as quartz sand, quartz powder or gravel, which increases the wear resistance of the set mixture;
- c) a fibrous filler, such as asbestos fibres or glass wool, which increases the elastic properties of the set mixture.
Hierbei ist zu beachten, daß Füllstoffe, die, wie beispielsweise Holzspäne oder verschäumtes Polystyrol, selbst keine hohe Festigkeit haben, erfahrungsgemäß auch die Festigkeit der abgebundenen Mischung vermindern. Bei Verwendung der Mischungen als Estrichmasse verbessern allerdings gerade diese Füllstoffe die Begehbarkeit der abgebundenen Mischung.It should be noted that fillers such as wood chips or expanded polystyrene, which do not have a high strength themselves, also reduce the strength of the set mixture. When the mixtures are used as a screed, however, it is precisely these fillers that improve the walkability of the set mixture.
In neuerer Zeit werden aus technischen Gründen in zunehmendem Maß Mörtel- oder Estrichmassen bevorzugt, die eine weichere Konsistenz haben und sogar pumpfähig sind. Wenn solche Mörtel- oder Estrichmassen härtende Füllstoffe, insbesondere Kies in einer Körnung von >0 bis 2 mm, enthalten, müssen diese Mörtel- oder Estrichmassen auch saugfähige und faserförmige Füllstoffe enthalten, um eine Sedimentation der härtenden Füllstoffe zu verhindern oder zumindest stark zu verlangsamen. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Komplizierung des Zusammenmischens der einzelnen Komponenten der Mörtel- bzw. Estrichmassen, deren Verhältnisse zueinander auch noch auf den einzelnen Anwendungszweck abgestellt werden müssen. Hierzu bringt der Vorschlag, Bindemittel auf der Basis von Magnesiumhydroxid und -chlorid einzusetzen, zu deren Herstellung Magnesiumhydroxid und Magnesiumchlorid in pulvriger Form trocken innig vermischt und bis zur Verarbeitung gelagert werden, wobei das Verhältnis der Gewichtsmengen des im Magnesiumhydroxid enthaltenen Magnesiumoxids zu Magnesiumchlorid zwischen 0,8 und 2,0 liegt, eine gewisse Verbesserung. Mit den Bindemitteln gemäß diesem Vorschlag werden bereits wesentliche Komponenten der späteren Mörtel- oder Estrichmassen als trockene Vormischung eingesetzt, der nur noch Wasser und die Füllstoffe, bzw. die Stoffe, die die Sedimentation der härtenden Füllstoffe verhindern oder erheblich verlangsamen, zugemischt werden.In recent times, for technical reasons, mortar or screed compounds that have a softer consistency and are even pumpable are increasingly preferred. If such mortar or screed compounds contain hardening fillers, in particular gravel with a grain size of >0 to 2 mm, these mortar or screed compounds must also contain absorbent and fibrous fillers in order to prevent or at least significantly slow down sedimentation of the hardening fillers. This results in a considerable complication in mixing the individual components of the mortar or screed compounds, the ratios of which to one another must also be based on the individual application. The suggestion to use binding agents based on magnesium hydroxide and chloride, for the production of which magnesium hydroxide and magnesium chloride are intimately mixed dry in powder form and stored until processing, with the ratio of the weight of the magnesium oxide contained in the magnesium hydroxide to magnesium chloride being between 0.8 and 2.0, brings a certain improvement. With the binders according to this proposal, essential components of the later mortar or screed masses are already used as a dry premix, to which only water and the fillers, or the substances that prevent or significantly slow down the sedimentation of the hardening fillers, are added.
Trotzdem verblieb die Aufgabe, daß Vermischen der Einsatzkomponenten von Magnesiummörtel oder -Estrichmassen am Einsatzort weiter zu vereinfachen und vor allem die Sedimentation von härtenden Füllstoffen in diesen Mörtel- oder Estrichmassen auf einfachste Weise zu verhindern.Nevertheless, the task remained to further simplify the mixing of the components of magnesium mortar or screed compounds at the place of use and, above all, to prevent the sedimentation of hardening fillers in these mortar or screed compounds in the simplest way possible.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiamörtel oder -estrichmassen auf der Basis von Magnesiumhydroxid und -chlorid, Wasser und härtenden Füllstoffen unter Verwendung einer trockenen Vormischung von Magnesiumhydroxid und Magnesiumchlorid, in der das Gewichtsverhältnis des in dem Magnesiumhydroxid enthaltenen Magnesiumoxids zu Magnesiumchlorid zwischen 0,8 und 2,0 liegt. Für dieses Verfahren ist kennzeichnend, daß in eine Mischung aus 85 bis 80 Gew.-% trockener Vormischung und 15 bis 20 Gew.-% Wasser 45 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des entstehenden Gemisches, härtende Füllstoffe mit einer Korngröße >0 bis 5 mm intensiv eingemischt werden.The invention relates to a process for producing magnesia mortar or screed based on magnesium hydroxide and chloride, water and hardening fillers using a dry premix of magnesium hydroxide and magnesium chloride in which the weight ratio of the magnesium oxide contained in the magnesium hydroxide to magnesium chloride is between 0.8 and 2.0. This process is characterized by the fact that 45 to 55% by weight, based on the total weight of the resulting mixture, of hardening fillers with a grain size of >0 to 5 mm are intensively mixed into a mixture of 85 to 80% by weight of dry premix and 15 to 20% by weight of water.
Das Verfahren der Erfindung basiert auf der Feststellung, daß bei den unter Verwendung der erfindungsgemäß einzusetzenden Trockenmassen erzeugten Mörtel- oder Estrichmassen der Zusatz von das Abbinden dieser Massen verzögernder saugfähiger Füllstoffe nicht erforderlich ist, weil diese Massen formtreu und ohne Rißbildung abbinden. Außerdem ist bei den erfindungsgemäßen Mörtel- oder Estrichmassen auch der Zusatz von Füll- oder Zusatzstoffen überflüssig, die eine Sedimentation der härtenden Füllstoffe verhindern, weil eine derartige Sedimentation bei den erfindungsgemäßen Mörtel- bzw. Estrichmassen überraschenderweise nicht eintritt und außerdem die Biegezugfestigkeit der ausgehärteten Mörtel- bzw. Estrichmassen durch die Abwesenheit dieser meist faserförmigen Füllstoffe sich nicht vermindert.The method of the invention is based on the finding that the addition of absorbent fillers to delay the setting of the mortar or screed masses produced using the dry masses to be used according to the invention is not necessary because these masses set in a shape that is true to shape and without cracking. In addition, the addition of fillers or additives that prevent sedimentation of the hardening fillers is also superfluous in the mortar or screed masses according to the invention because such sedimentation surprisingly does not occur with the mortar or screed masses according to the invention and, in addition, the flexural tensile strength of the hardened mortar or screed masses is not reduced by the absence of these mostly fibrous fillers.
Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden trockenen Vormischungen kann auch eine geringe Menge des Magnesiumhydroxids durch eine ihrem MgO-Gehalt entsprechende Menge an aktivem Magnesiumoxid mit einer Jodzahl >50 ersetzt sein. Dieses Magnesiumoxid wirkt als Abbindebeschleuniger, d. h. es verstärkt mit steigender Zusatzmenge die Zeit vom Anmachen der Mörtel- bzw. Estrichmasse bis zum Beginn der Erstarrung. Durch Variation der Magnesiumoxid-Zusatzmenge kann die Zeit vom Anmachen der erfindungsgemäßen Mörtel- bzw. Estrichmassen bis zum Erstarrungsbeginn zwischen fünf Minuten und 30 Stunden eingestellt werden.In the dry premixes used according to the invention, a small amount of the Magnesium hydroxide can be replaced by an amount of active magnesium oxide with an iodine number >50 that corresponds to its MgO content. This magnesium oxide acts as a setting accelerator, ie it increases the time from mixing the mortar or screed mass to the start of setting as the amount added increases. By varying the amount of magnesium oxide added, the time from mixing the mortar or screed mass according to the invention to the start of setting can be adjusted to between five minutes and 30 hours.
Als härtende Füllstoffe werden für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft nicht-saugfähige Stoffe eingesetzt, deren durchschnittliche Korngröße zwischen >0 und 5 mm liegt. Besonders hat sich als härtender Füllstoff Kies der angegebenen Korngröße bewährt. Aber auch Quarzsande, vermahlener Porphyr und ähnliche Materialien sind für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeignet.Non-absorbent materials with an average grain size of between >0 and 5 mm are advantageously used as hardening fillers for the process according to the invention. Gravel with the specified grain size has proven particularly suitable as a hardening filler. However, quartz sand, ground porphyry and similar materials are also suitable for carrying out the process according to the invention.
Mit dem Verfahren der Erfindung ist es erstmals möglich, Magnesiamörtel bzw. -estrichmassen in der bewährten Praxis der Verarbeitung von Portlandzement mit härtenden Füllstoffen herzustellen, die pumpfähig sind und in denen sich die härtenden Füllstoffe nicht absetzen, obgleich diese Massen keine Stoffe enthalten, die die Sedimentation der härtenden Füllstoffe verhindern.With the method of the invention, it is possible for the first time to produce magnesia mortars or screed masses in the proven practice of processing Portland cement with hardening fillers, which are pumpable and in which the hardening fillers do not settle, although these masses do not contain any substances which prevent the sedimentation of the hardening fillers.
100 Gew.-Teile einer trockenen Vormischung aus 44,5 Gew.-% Magnesiumhydroxid, 52,5 Gew.-% Magnesiumchlorid-Hexahydrat und 3 Gew.-% aktivem Magnesiumoxid (Jodzahl 60) werden mit den in der nachstehenden Tabelle angegebenen Mengen an Kies einer Körnung von >0 bis 2 mm und an Wasser intensiv vermischt und die erhaltene Mischung zu Probekörpern geformt, die dann aushärten. °=c:150&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz14&udf54; 100 parts by weight of a dry premix of 44.5% by weight magnesium hydroxide, 52.5% by weight magnesium chloride hexahydrate and 3% by weight active magnesium oxide (iodine number 60) are mixed intensively with the amounts of gravel with a grain size of >0 to 2 mm and water specified in the table below and the resulting mixture is formed into test specimens which are then allowed to harden. °=c:150&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz14&udf54;
100 Gew.-Teile einer trockenen Vormischung aus 50,7 Gew.-% Magnesiumhydroxid, 38,7 Gew.-% Magnesiumchlorid-Hexahydrat und 10,7 Gew.-% Magnesiumchlorid-Dihydrat werden entsprechend der für Beispiele 1 bis 5 angegebenen Arbeitsweise zu Probekörpern verarbeitet. °=c:120&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz11&udf54; 100 parts by weight of a dry premix of 50.7% by weight magnesium hydroxide, 38.7% by weight magnesium chloride hexahydrate and 10.7% by weight magnesium chloride dihydrate are processed into test specimens according to the procedure given for Examples 1 to 5. °=c:120&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz11&udf54;
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