DE3923972A1 - Verfahren zur herstellung eines lagerfaehigen reaktionsharz haltigen zement-moertel-trockengemisches - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines lagerfaehigen reaktionsharz haltigen zement-moertel-trockengemisches

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Description

Aus der DE 35 23 479 ist es bekannt, daß es bei der Herstellung von Reaktionsharz haltigen Zement-Mörteln wünschbar ist, ein lagerfähiges Trockengemisch zur Verfügung zu haben, das alle Komponenten (außer Wasser) enthält und am Einsatzort nur mit Wasser gemischt werden muß. Diese Aufgabe wird gemäß DE 35 23 479 dadurch gelöst, daß ein Teil der Komponenten zu einem Vorgemisch A, die restlichen Komponenten eventuell zu einem Vorgemisch B und die Vorgemische A und B am Einsatzort mit Wasser gemischt werden. Es sind also zumindest zwei Vorgemische mit Wasser zu mischen und nur nebenbei wird in der Spalte 5, Zeilen 18-44 erwähnt, daß es auch möglich ist, ein echtes Trockengemisch (d.h. eines, das alle Komponenten außer Wasser in einem lagerfähigen Gemisch enthält) herzu­ stellen. Es wird jedoch nicht angegeben, daß für ein solches Gemisch spezielle Zusatzstoffe notwendig sind und im Beispiel 3 wird lediglich feinteilige, gefällte Kieselsäure (ohne Präzisierung der Korngröße oder der spezifischen Oberfläche) als Trägersubstanz für den Epoxidhärter genannt.
Es wurde nun gefunden, daß für die Herstellung eines Reaktionsharz haltigen Zement-Mörtel-Trockengemisches, das alle Komponenten außer Wasser enthält, bestimmte Zusatzstoffe notwendig sind, um ein echt lagerfähiges Trockengemisch zu erhalten, das über längere Zeit riesel­ fähig bleibt und nicht vorzeitig aushärtet.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung eines Zement-Mörtel-Trockengemisches, das die Bestandteile Zement, Zuschlag, Reaktionsharz und Härter in einem einzigen Gemisch enthält, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Reaktionsharz und Härter während des Mischvorgangs nicht mit Zement, sondern zuerst mit einem amorfen Zusatzstoff in Kontakt gebracht werden, der eine Korngröße unterhalb 0,05 mm und eine spezi­ fische Oberfläche größer als 0,3 m2/g aufweist. Durch einen solchen Mischvorgang werden Reaktionsharz und Härter nicht nur voneinander, sondern auch vom Zement getrennt, sodaß keine vorzeitige Reaktion zwischen Harz und Härter und keine Beeinflussung der Erstarrungseigen­ schaften des Zements stattfinden kann. Die so hergestellten Trockenge­ mische sind unbeschränkt lagerfähig und brauchen am Einsatzort nur mit dem Anmachwasser vermischt zu werden, wonach sie in üblichen Zeitabständen aushärten und Baustoffe mit hervorragenden Festigkeiten ergeben.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Zusatzstoffe sind nicht-kristalline, meistens Silicium enthaltende Materialien, die durch ihre große spezi­ fische Oberfläche eine Art Reaktivität für das Reaktionsharz und für den Härter aufweisen, jedoch nicht die gleiche hydraulische Wirksamkeit wie Zement aufweisen. Beispiele solcher Materialien sind Flugasche, Traß, gemahlene Hochofenschlacke, Silica fume und Bentonite, wobei im Prinzip auch Ruß oder aktive Kieselsäure in Betracht kommen, soweit dessen Farbe resp. deren Preis für die ins Auge gefaßte Anwendung akzeptabel sind. Voraussetzung ist lediglich, daß die Korngröße dieser Materialien 0,05 mm nicht übersteigt und daß deren spezifische Oberfläche über 0,3 m2/g liegt. Dabei muß von diesen Zusatzstoffen umso weniger eingesetzt werden je kleiner die Korngröße und je größer die spezifische Oberfläche dieser Materialien ist. Es hat sich auch gezeigt, daß kristalline Materialien wie Quarzmehl (obwohl ihre Korngröße unter 80 µ und ihre spezifische Oberfläche über 0,3 m2/g liegt) nicht mit dem gleichen Resultat eingesetzt werden können, d.h. Trockengemische mit einem solchen Zusatzstoff härten nach einer gewissen Zeit aus und sind daher nicht lagerfähig. Es ist daher wichtig, daß der erfindungsgemäße Zusatzstoff einen Amorfanteil über 90% hat.
Bevorzugte Materialien für das erfindungsgemäße Verfahren sind Flugasche und Silica fume, die alleine oder zusammen eingesetzt werden können.
Der erfindungsgemäße Mischvorgang wird vorteilhaft so gestaltet, daß zunächst der Zuschlag (z.B. Sand) mit dem Reaktionsharz oder mit dem Härter und nachfolgend mit dem speziellen Zusatzstoff und mit dem Zement vermischt werden, der andere Reaktionspartner (Harz bzw. Härter) getrennt ebenfalls mit dem speziellen Zusatzstoff, mit eventuellen weiteren Zusatz­ mitteln und/oder Additiven vermischt und die beiden Vorgemische schließ­ lich miteinander zu einem Trockengemisch verbunden werden. Es können aber auch das Reaktionsharz und der Härter jeweils getrennt zuerst mit dem speziellen Zusatzstoff in Kontakt gebracht und nachfolgend alle Bestand­ teile in einem Mischvorgang zusammengeführt werden.
In einem besonders bevorzugten Verfahren werden Reaktionsharz und Härter mit verschiedenen Zusatzstoffen in Kontakt gebracht und es hat sich ge­ zeigt, daß insbesondere Flugasche und Silica fume sich für diesen Zweck gut eignen. So kann entweder das Reaktionsharz mit Flugasche und der Härter mit Silica fume oder das Reaktionsharz mit Silica fume und der Härter mit Flugasche in Kontakt gebracht werden, bevor diese Komponenten mit den übrigen Bestandteilen zu einem Trockengemisch zusammengeführt werden.
Als Reaktionsharz werden die für diesen Zweck bekannten, polymeren Kunst­ stoffe eingesetzt, die durch Zuführung eines Härters zur Vernetzung ge­ bracht werden und als sogenannte 2-Komponenten-Harze im Handel sind. Beispiele solcher Harze sind Polyurethane und Epoxidharze. Die ent­ sprechenden Härter sind je nach eingesetztem Harz Isocyanat haltige oder vor allem Aminogruppen haltige Verbindungen.
Als Zement kommen die bekannten, hydraulischen Bindemittel wie Portland­ zement, Eisenportlandzement, Hochofenzement und Traßzement in Betracht. Bevorzugtes Bindemittel ist Portlandzement und vor allem aluminatarmer Portlandzement, sog. PCHS (Portlandzement mit hoher Sulfatbeständigkeit).
Die zum Einsatz gelangenden Zuschlagstoffe (Aggregat) werden entweder aus natürlichem Gestein gewonnen, wie z.B. Flußkiessand, Grubenkiessand, oder sind als künstliche Zuschläge bekannt, wie z.B. Hochofenschlacken, Stein­ kohlenasche, -schlacken und -granulate, Sinterbims aus verschiedenen Grundstoffen, gebrannte tonhaltige Zuschläge oder organische Zuschlags­ stoffe. Für bestimmte Anwendungen können außerdem sonstige Zusätze, wie Stahl-, Glas- und Kunststofffasern zum Einsatz gelangen.
Als Additive werden Zusätze bezeichnet, die in geringer Menge die Eigen­ schaften der fertigen Zementmischungen beeinflussen und meistens organi­ scher Natur sind. Beispiele sind Entschäumer, Korrosionsschutzmittel, Pigmente, usw. Eine spezielle Kategorie stellen die sogenannten Zusatz­ mittel dar, welche die Verarbeitbarkeit, Frost- bzw. Tausalzwiderstands­ fähigkeit, Wasseraufnahme, Erstarrungszeiten, usw. der Zementmischung ändern. Beispiele solcher Zusatzmittel sind die Betonverflüssiger, Luft­ porenbildner, Betondichtungsmittel, Erstarrungsverzögerer, Erstarrungs­ beschleuniger, Einpreßhilfen, Stabilisierer, usw.
Das fertige Trockengemisch enthält die verschiedenen Bestandteile in den folgenden Mengen:
- Reaktionsharz
2-25%, vorzugsweise 5-20%
- Härter 2-25%, vorzugsweise 5-20%
- Silica fume 5-50%, vorzugsweise 10-30%
- Flugasche 10-100%, vorzugsweise 30-80%
- Zuschlag 50-500%, vorzugsweise 100-400%
- Zusatzmittel 0,5-5%, vorzugsweise 1-3%
- Portlandzement 100%, vorzugsweise 100%
wobei alle Angaben auf das Zementgewicht bezogen sind.
Die erhaltenen Reaktionsharz haltigen Trockengemische können vielseitig eingesetzt werden. Als Mörtel (mit Sand als Zuschlagstoff) können sie zum Sanieren von Bauwerken, insbesondere bei größerer Frost/Tausalz-Belas­ tung, zur Herstellung von Bodenbelägen und für Beschichtungen dienen. Mit gröberen Zuschlagsstoffen können sie als Konstruktionsmaterial eingesetzt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet solcher Trockengemische ist das Spritzbetonverfahren.
In den nachfolgenden Beispielen sind alle Angaben in Teilen als Gewichts­ teile zu verstehen.
Beispiel 1
Ein Zement-Mörtel-Trockengemisch wird aus folgenden Bestandteilen her­ gestellt:
- Epoxidharz
1,17 Teile
- Epoxidhärter 1,19 Teile
- Portlandzement 21,23 Teile (vorzugsweise PCHS)
- Silica fume 2,12 Teile
- Flugasche 10,61 Teile
- Sand 0/4 mm 63,68 Teile
100,00 Teile
In der angegebenen Reihenfolge wird der Sand mit dem Epoxidharz, mit dem Silica fume und mit dem Portlandzement in drei aufeinanderfolgenden Mischvorgängen vermischt. In einem getrennten Mischvorgang wird die Flugasche mit dem Härter und schließlich die beiden Vorgemische mit­ einander zusammengeführt. Das fertige Trockengemisch kann wie Zement gelagert werden und ist jederzeit mit Wasser zu einem Mörtel zu ver­ arbeiten.
Die Reihenfolge der Zugaben kann auch dahingehend geändert werden, daß der Sand mit dem Härter, mit dem Silica fume und mit dem Portlandzement einerseits und die Flugasche mit dem Reaktionsharz andererseits vorge­ mischt werden.
Beispiel 2
Nach dem Verfahren von Beispiel 1 kann auch ein Mörtel-Trockengemisch mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt werden:
- Epoxidharz
1,80 Teile
- Epoxidhärter 1,83 Teile
- Portlandzement 16,28 Teile (vorzugsweise PCHS)
- Silica fume 2,44 Teile
- Flugasche 12,21 Teile
- Fließmittel 0,31 Teile
- Sand 0/4 mm 65,13 Teile
100,00 Teile
Dabei wird das Fließmittel (= Betonverflüssiger) zum zweiten Vorgemisch (Flugasche + Epoxidharz bzw. Härter) gegeben, bevor alle Bestandteile zusammengemischt werden.
Beispiel 3
Die Mörtel-Trockengemische der Beispiele 1 und 2 können auch hergestellt werden, indem zunächst nur die Flugasche mit dem Reaktionsharz resp. Härter und der Silica fume mit dem Härter resp. Reaktionsharz vorgemischt werden und nachher sämtliche Bestandteile in einem einzigen Mischvorgang zusammengebracht werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines lagerfähigen Zement-Mörtel-Trocken­ gemisches, das die Bestandteile Zement, Zuschlagsstoffe, Reaktions­ harz und Härter in einem einzigen Gemisch enthält, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man das Reaktionsharz und den Härter während des Mischvorganges zuerst mit einem amorfen Zusatzstoff in Kontakt bringt, der eine Korngröße unterhalb 0,05 mm und eine spezifische Oberfläche größer als 0,3 m2/g aufweist.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als amorfer Zusatzstoff Flugasche und/oder Silica fume eingesetzt wird.
3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst den Zuschlagstoff mit dem Reaktionsharz oder mit dem Härter und nachfolgend nacheinander mit dem amorfen Zusatzstoff und mit dem Zement vermischt, den anderen Reaktionspartner (Harz bzw. Härter) getrennt ebenfalls mit dem amorfen Zusatzstoff, mit eventu­ ellen weiteren Zusatzmittel und/oder Additiven vermischt und die beiden Vorgemische miteinander zu einem Trockengemisch zusammenführt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsharz und den Härter jeweils getrennt zuerst mit dem amorfen Zusatzstoff in Kontakt bringt und nachfolgend alle Be­ standteile in einem Mischvorgang zusammenbringt.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsharz mit Flugasche und den Härter mit Silica fume oder das Reaktionsharz mit Silica fume und den Härter mit Flugasche in Kontakt bringt, bevor man diese Komponenten mit den übrigen Bestandteilen zu einem Trockengemisch zusammenführt.
6. Trockengemisch, erhalten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit den folgenden Bestandteilen: - Reaktionsharz|2-25% - Härter 2-25% - Silica fume 5-50% - Flugasche 10-100% - Zuschlag 50-500% - Zusatzmittel 0,5-5% - Portlandzement 100%
wobei alle Angaben auf das Zementgewicht bezogen sind.
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