DE9420914U1

DE9420914U1 - Trockenbaustoff

Info

Publication number: DE9420914U1
Application number: DE9420914U
Authority: DE
Original assignee: Stecker & Roggel Baugesellscha
Current assignee: Stecker & Roggel Baugesellscha
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2004-12-31

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenbaustoff, der mit Wasser angemacht wird und hydraulisch abbindet.

Betone und Mörtel, insbesondere auf Zementbasis, sind in vielfältigsten Formen bekannt. Sie bestehen üblicherweise aus einem hydraulischen Bindemittel, einem Zuschlagstoff sowie Zusätzen unterschiedlichster Form.

Der Anwendungsbereich des erfindungsgemäß vorgestellten Trockenbaustoffs liegt vornehmlich auf folgenden Gebieten:

- Sanierung von Betonflächen und Beton-Bauwerken,

- Schutz von Betonbauteilen gemäß DIN 4030, die starken chemischen Angriffen ausgesetzt sind. Hierzu zählt vor allem der Oberflächenschutz von Trinkwasserbehältern sowie Betonkonstruktionen im Abwasserbereich, zum Beispiel Kläranlagen.

EisenhCittenstraße 2 · 0-408£2 Ratingen ;.Telefo,n (0)2^02/83088 + 842901 ■ Telefax (0)2102/83069

- Erstellung von einschaligen Betonelementen wie Tunnelwänden, Schalen, Wänden, Decken oder dergleichen.

Alle vorgenannten Anwendungsbereiche unterliegen besonderen qualitativen Anforderungen hinsichtlich des jeweils verwendeten Baustoffs. Anhand eines Trinkwasserbehälters soll dies näher erläutert werden: Durch Bewitterung, chemischen und mechanischen Angriff werden die Betonoberflächen von Trinkwasserbehältern im Laufe der Zeit zunehmend zerstört. Dies kann soweit gehen, daß Armierungen freigelegt werden. Besondere Problemzonen bilden auch Fugenbereiche und Risse, die sich im Laufe der Zeit bilden. Im Ergebnis entsteht eine unregelmäßige Oberflächenstruktur mit kleineren und größeren erodierten Flächen unterschiedlicher Tiefe. Die Anforderungen an einen Baustoff zur Sanierung der Oberflächen sind hoch. Der Baustoff muß leicht verarbeitbar sein, in unterschiedlicher Dicke aufgetragen werden können und soll nach dem Abbinden eine hohe Dichte und Abriebfestigkeit sowie Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien aufweisen. Konventionelle Mörtel und Betone können diese Forderungen nicht erfüllen.

Aus der Praxis sind Beschichtungsmortel bekannt, die aus einem Bindemittel und einem Zuschlagstoff bestehen und darüber hinaus eine feinteilige silicatische Komponente (sogenannte Micro-Silica) sowie oberflächenaktive Zusatzmittel und/oder Verflüssiger aufweisen. Sinn und Zweck der oberflächenaktiven Zusatzmittel beziehungsweise Verflüssiger ist es, die Rheologie und folglich die Verarbeitbarkeit des Mörtels in genanntem Sinne positiv zu beeinflussen.

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Die erwähnten Zusatzmittel führen dabei nicht nur zu einer erheblichen Veränderung des Hydratationsverhaltens, sondern sie bringen auch organische Bestandteile in den Mörtel ein, der zum Beispiel bei einer Anwendung im Trinkwasserbereich nicht akzeptiert werden kann.

Die vorgenannten, mittels organischer Zusatzmittel modifizierten Mörtel führen darüber hinaus zu Problemen bei der Verarbeitung, insbesondere wenn diese mittels Spritztechnik erfolgt. Ein erhebliches Problem stellt dabei der sogenannte "Rückprall" dar, der bis zu 30 % betragen kann. Im Ergebnis muß ein Großteil des verarbeiteten Materials anschließend aufwendig entsorgt werden.

Die Beeinflussung der Rheologie durch die organischen Zusatzmittel führt schließlich auch dazu, daß der frisch verarbeitete Baustoff (Mörtel) nicht oder nur in beschränktem Umfang mechanisch belastet werden darf, weil beispielsweise die Haftfestigkeit aus den thixotropen Eigenschaften des Mörtels resultiert, die zerstört würden, wenn der Mörtel anschließend zum Beispiel zum Glätten der Oberfläche bearbeitet würde.

Ähnliche Überlegungen gelten auch für die weiteren, vorstehend genannten Anwendungsbereiche und insbesondere dann, wenn großvolumige oder besonders dicke Schichten erstellt werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Baustoff zur Verfügung zu stellen, der die beschriebenen Nachteile nicht aufweist, leicht, auch mittels Spritztechnik, verarbeitbar ist, dabei geringe Rückprallwerte zeigt und zu einem dichten Gefüge nach dem Aushärten führt. Der ausgehärtete Körper soll eine hohe chemische und mechanische Beständigkeit aufweisen. Ein weiteres Ziel ist es, den Baustoff so auszubilden, daß er sowohl in dünnen

Schichten (von beispielsweise 1 cm) als auch großvolumig oder in dickeren Schichten (bis 60 cm) in einem Arbeitsgang ausgebracht werden kann.

Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß dieses Ziel auf überraschend einfache Weise dadurch erreicht wird, daß - ausgehend von einem bekannten Mörtel (aus Bindemittel, inertem Zuschlag, Micro-Silica und Verflüssiger) - folgende Veränderungen vorgenommen werden:

- Der Baustoff weist keine organischen Bestandteile auf,

- der Baustoff enthält zusätzlich Kalkhydrat,

- die Micro-Silica (amorphe Kieselsäure) und das Kalkhydrat werden in bestimmter Kornfraktion beziehungsweise mit ausgewählter spezifischer Oberfläche eingesetzt,

- die Anteile der einzelnen Komponenten werden sorgfältig aufeinander abgestimmt.

Dies vorausgeschickt betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Ausführungsform einen Trockenbaustoff, der frei von organischen Bestandteilen ist und nach Anmachen mit 25 bis 40 Gew.-% Wasser, bezogen auf seine hydraulisch abbindenden Bestandteile, mittels Spritztechnik verarbeitbar ist und aus folgenden Komponenten besteht:

- 12 bis 28 Gew.-% hydraulisches Bindemittel,

- 70 bis 85 Gew.-% inerter Zuschlagstoff,

1 bis 5 Gew.-% amorphe Kieselsäure mit einem SiO^-Gehalt

> 92 Gew.-% und einer spezifischen Oberfläche,

gemessen nach dem BET-Verfahren, zwischen 20

2
und 30 m /g,

0,2 bis 3 Gew.-% Kalkhydrat mit einer Korngröße < 10,0 pm

C

Die amorphe Kieselsäure, die als sogenannte Micro-Silica oder als "silica-fume" eingesetzt werden kann, trägt wesentlich zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit des mit Wasser angemachten Mörtels und zu einer deutlich höheren Dichte des ausgehärteten Mörtels bei. Die bessere Verarbeitbarkeit des Mörtels ergibt sich dadurch, daß die amorphe Kieselsäure wie ein Gleitmittel innerhalb des Frischmörtels wirkt.

Das Kalkhydrat beeinflußt im Gegensatz zu einem Verflüssiger oder zu einem Tensid die Oberflächenspannung des Anmachwassers praktisch nicht; es stellt aber gleichwohl eine wesentliche Komponente zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit des Frischmörtels dar, da es mit seiner gewählten Feinteiligkeit ebenfalls die Gleiteigenschaften des Mörtels verbessert und damit seine Förderbarkeit, ohne zu Entmischungserscheinungen zu führen.

Daraus folgt unmittelbar der weitere Vorteil, daß der mittels Spritztechnik ausgebrachte Frischmörtel deutlich verbesserte Rückpralleigenschaften aufweist, die auf Werte von 5 bis 15 % gesenkt werden können.

Obwohl die amorphe Kieselsäure und das Kalkhydrat maximal 8 Gew.-%, bezogen auf den Gesamt-Trockenbaustoff ausmachen, tragen sie wesentlich zu einer deutlich erhöhten Dichte der Zementmatrix bei, indem Poren bis in den Kapillarbereich verstopft werden. Hierdurch sinkt zum Beispiel die Wassereindringtiefe, gemessen nach DIN 1045 auf Werte deutlich unter 10 mm. Dies ist zum Beispiel für den Anwendungsbereich Trinkwasserbehälter von erheblicher Bedeutung. Wird ein solcher Behälter unter Verwendung des genannten Baustoffs saniert und mit einer entsprechenden Oberflächenbeschichtung versehen, so schützt diese nicht nur die darunterliegenden Alt-Betonteile, sondern stellt selbst eine

gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Schutzschicht gegen Korrosion dar.

Das verbesserte Adhäsionsvermögen des aus dem Trockenbaustoff gebildeten Frischmörtels führt nicht nur zu einer verbesserten Haftung an Altbeton-Teilen, sondern auch zu einer verbesserten Stabilität des ausgebrachten Frischmörtels und zu dessen Struktur-Stabilisierung, so daß der Mörtel selbst - im noch nicht abgebundenen Zustand - ohne weiteres mechanisch weiter bearbeitet werden kann, um zum Beispiel Strukturen aufzubringen oder die Oberfläche zu glätten. Eine so nachbearbeitete Oberfläche ist entsprechend weniger empfindlich gegen mechanische oder chemische Angriffe.

Der erfindungsgemäße Trockenbaustoff führt nach Zugabe von Wasser in den angegebenen Mengen zu Druckfestigkeiten, die nach 28 Tagen 80 N/mm² oder darüber betragen können. Haftzugfestigkeiten liegen im Bereich von 3 bis 6 N/mm².

Die Konfektionierung als Trockenbaustoff hat den weiteren Vorteil, daß eine exakte werkseitige Dosierung möglich wird und an der Baustelle nur noch eine Wasserzugabe notwendig ist. Dies verbessert die Gleichmäßigkeit des Frischmörtels oder Frischbetons ebenso wie des hydratisierten Produktes. Weitere Vorteile liegen in der geringeren Carbonatisierungsgeschwindigkeit gegenüber konventionellen Betonen und der Möglichkeit, auch Schichten oder Körper bis zu 60 cm Dicke einlagig herstellen beziehungsweise auftragen zu können.

Für statische Bauteile wie Wände oder dergleichen läßt sich das Material auch auf Bewehrungen aufbringen. Nach dem Aushärten sind weitere Verarbeitungstechniken, wie ein Farbanstrich, ohne weiteres möglich.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der sonstigen Anmeldungsunterlagen,

Dabei kann das Bindemittel sowohl aus Portlandzement, vorzugsweise des Typs Z 45 oder Z 55 als auch aus Hochofenzement oder Eisenportlandzement bestehen. Es kann teilweise durch latent hydraulische Bindemittel, wie Flugaschen ersetzt werden oder diese können zusätzlich (bis zu 8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung) zugegeben werden.

Als inerter Zuschlagstoff kommt unter anderem Sand in Frage, wobei die Kornobergröße 4,0 mm nicht überschreiten sollte.

Eine Micro-Silica mit einer spezifischen Oberfläche zwischen

2
und 25 m /g sowie ein Kalkhydrat mit einer Korngröße 0,5 bis 2,0 pm haben sich als günstig herausgestellt. Die eingangs
genannten Bereichsgrenzen für die einzelnen Bestandteile des Trockenbaustoffs können nach einer Ausführungsform wie folgt modifiziert werden:

- Bindemittel: 16 bis 20 Gew.-%

- inerter Zuschlagstoff: 75 bis 80 Gew.-%

- amorphe Kieselsäure: 2 bis 3 Gew.-%

- Kalkhydrat: 0,5 bis 1,0 Gew.-%.

Claims

Dr.Thomas U. Becker &Bgr;&bgr;&thgr;&Igr;<&bgr;&Ggr; &? &Mgr;&udigr;&Igr;&Igr;&thgr;&Ggr; Dr. Karl-Ernst Müller

Diplomingenieur »**V ·· , ». ·*» Diplomingenieur

European Patent Attorney Patertfär1$vält£ *&iacgr;* I J J!. European Patent Attorney

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Anmelderin:

Stecker & Roggel
Baugesellschaft m.b.H.
Schwarzmuhlenstraße 102

45884 Gelsenkirchen STR 23210 kül2

Trockenbaustoff

Schutzansprüche

1. Trockenbaustoff, der frei von organischen Bestandteilen ist und nach Anmachen mit 25 bis 40 Gew.-% Wasser, bezogen auf seine hydraulisch abbindenden Bestandteile, mittels Spritztechnik verarbeitbar ist, bestehend aus:

1.1 12 bis 28 Gew.-% eines hydraulischen Bindemittels,

1.2 70 bis 85 Gew.-% eines inerten Zuschlagstoffes,

1.3 1 bis 5 Gew.-% amorpher Kieselsäure mit einem SiO_?-

Gehalt > 92 Gew.-% und einer spezifischen

Oberfläche, gemessen nach dem BET-Ver-

2 fahren, zwischen 20 und 30 m /g,

1.4 0,2 bis 3 Gew.-% Kalkhydrat mit einer Korngröße < 10 pm.
2. Trockenbaustoff nach Anspruch 1, bei dem das Bindemittel aus einem Portlandzement des Typs Z 45 oder Z 55, Hochofenzement und/oder Eisenportlandzement besteht.

Eisenhuttenstraße 2 ■ D-40882F^tifgeTi ■ $3l£fon;(CJ2152/SJOS₁Sf 842901 · Telefax (0)2102/83069

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• · &diams;
3. Trockenbaustoff nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der inerte Zuschlagstoff aus Sand einer Kornfraktion < 4,0 mm besteht.
4. Trockenbaustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die

amorphe Kieselsäure eine spezifische Oberfläche zwischen 22

2
und 25 m /g aufweist.
5. Trockenbaustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kalkhydrat eine Korngröße 0,5 - 2,0 pm aufweist.
6. Trockenbaustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Bindemittel, der inerte Zuschlagstoff, die amorphe Kieselsäure und/oder das Kalkhydrat in folgenden Anteilen in Gew.-% enthalten sind:

- Bindemittel: 16 bis 20

- inerter Zuschlagstoff: 75 bis 80

- amorphe Kieselsäure: 2 bis 3

- Kalkhydrat: 0,5 bis 1,0
7. Trockenbaustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Anteil einer Flugasche bis zu 8,0 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung.