WO2022079148A1 - Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte baustoffe - Google Patents

Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte baustoffe Download PDF

Info

Publication number
WO2022079148A1
WO2022079148A1 PCT/EP2021/078402 EP2021078402W WO2022079148A1 WO 2022079148 A1 WO2022079148 A1 WO 2022079148A1 EP 2021078402 W EP2021078402 W EP 2021078402W WO 2022079148 A1 WO2022079148 A1 WO 2022079148A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
building material
weight
material additive
gypsum
calcium sulphate
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/078402
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael LÜBNITZ
Original Assignee
Ml7 Entwicklungs Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ml7 Entwicklungs Gmbh filed Critical Ml7 Entwicklungs Gmbh
Publication of WO2022079148A1 publication Critical patent/WO2022079148A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0042—Powdery mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
    • C04B2111/00517—Coating or impregnation materials for masonry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062—Gypsum-paper board like materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/60—Flooring materials
    • C04B2111/62—Self-levelling compositions

Definitions

  • the invention relates to building material additives for building materials based on calcium sulfate dihydrate (gypsum).
  • the invention also relates to the use of the building material additive and building materials that contain the building material additive.
  • Calcium sulphate of natural origin is referred to as anhydrite, gypsum (dihydrate) or bassanite (hemihydrate), calcium sulphate of industrial origin is referred to as alpha or beta hemihydrate.
  • the raw material for alpha or beta hemihydrates is obtained during flue gas desulfurization or is an industrial by-product, e.g. in the production of citric acid.
  • synthetic anhydrite is available, which is man-made.
  • Gypsum-based building materials include in particular:
  • Products that are mixed on site, brought to the installation point and dried and hardened at the installation point such as plaster, screed, flowing screed, backfill, leveling compound and foamed plaster to which a foaming agent or foam has been added to reduce the density.
  • Prefabricated elements and molded parts that are manufactured industrially, semi-industrially or manually and are delivered to the construction site in finished form and installed there. These include gypsum boards, gypsum plasterboard and gypsum blocks in all shapes and dimensions.
  • Gypsum can contain cement, high-alumina cement and lime as additional binders in varying proportions in the binder mix. Aggregates such as gravel, sand and crushed stone, but also additives, expanded glass, perlite and chemical additives and fibers are usually added to the gypsum to improve, achieve or avoid certain properties in the finished product or to optimize the mixing process.
  • the water content in gypsum-based mixtures can be reduced by using superplasticizers, but this can adversely affect the workability and in some cases significantly reduce the final strength.
  • the object of the invention was therefore to develop a building material additive that significantly accelerates the drying of building materials.
  • the moisture must verifiably leave the gypsum and not just be “enclosed” or made “invisible” for measuring devices.
  • Existing moisture must not be masked in such a way that it is initially no longer detectable, since such a procedure will only postpone the escape of moisture and the associated damage to the future.
  • the residual moisture test should be carried out according to the standard in such a way that no increased residual moisture values have to be approved.
  • a further object was to ensure, despite improved drying properties, that strength is not adversely affected.
  • the building material additive should be easy to dose and add to the binder mix. Finished parts should be able to be stripped, cut to size, transported and installed faster and screeds should be ready for covering faster.
  • the building material additive should be usable for gypsum products of all kinds and in particular for plasters, screeds, flowing screeds, fillings, leveling compounds and foamed gypsum.
  • the maximum permitted residual moisture content of gypsum mixtures should be reached in a shorter time than is currently possible.
  • the goal was to reduce the residual moisture to below 0.5% within 14 days in order to achieve “ready for covering”. the point at which the subsequent trades that build on the dried screed can start their work.
  • the screed strength required by the standard must also be achieved.
  • a building material additive for gypsum building materials consists of an active component consisting of the following substances: a) 35 to 98% by weight, in particular 40 to 90% by weight, of at least one polyethylene glycol, b) 1 to 45% by weight %, in particular 2 to 40% by weight, of at least one compound selected from the group consisting of natural ethoxylated resins and ethoxylated synthetic resins, and c) 0 to 40% by weight, in particular 0.1 to 35% by weight, at least one defoamer, the sum of components a), b) and c) being 100% by weight, solves these problems and, added to the mixing water of the binder or binder mix, extremely accelerates the drying of gypsum-based binder mixtures. It should be noted here that the two components a) and b) already accelerate the drying process, but the combination of the three components a), b) and c) is preferred in terms of the mode of action.
  • glycopsum building material means that it is a building material mix, i.e. a mixture of calcium sulphate-based binder, gravel, sand and water, in which the binder contains at least 50% by weight, in particular at least 60% by weight and particularly preferably consists of at least 70% by weight of gypsum, while other binders such as in particular cement, lime or high-alumina cement contain a maximum of 49% by weight, in particular a maximum of 40% by weight and particularly preferably a maximum of 30% by weight are.
  • Screeds provided with the building material additive according to the invention are ready for covering after 10 to 20 days.
  • the maximum residual moisture is permanently undershot, the water is demonstrably released from the system and there is no harmful resorption.
  • the addition of further additives or other auxiliaries to achieve accelerated drying is not necessary. It should be noted that industry standard che mixtures are used and their specified water content is not exceeded.
  • the building material additive causes accelerated drying of the binder mixture, in which:
  • the present invention can be used in a wide range.
  • the building material additive can be used in gypsum of all variants that contain cement, lime or high-alumina cement as additional binders, with gypsum in any case being at least 50% by weight, ie it is a gypsum-based building material.
  • gypsum in any case being at least 50% by weight, ie it is a gypsum-based building material.
  • Such building materials include, in particular, to name a few:
  • gypsum elements and plaster moldings that are industrially, semi-industrially or manually manufactured and delivered to the construction site in their finished form and installed there, e.g. finished elements for building houses or insulating panels made of gypsum or gypsum blocks,
  • Weight-reduced gypsum board, autoclaved and non-autoclaved manufactured using either a foaming agent or pore-forming agent for weight reduction, or where the weight reduction is achieved by the addition of lightweight aggregates such as perlite, expanded glass or expanded clay.
  • the products mentioned under 1. to 5. are based on calcium sulphate as an inorganic binder.
  • Cement, high-alumina cement and lime can be added to the calcium sulphate as additional binders in varying proportions.
  • Aggregates such as gravel, sand and crushed stone, admixtures such as ash or blast furnace slag, fibers and chemical additives are usually added to the binder mix to improve, achieve or avoid certain properties in the finished gypsum product or to optimize the mixing process.
  • the proportion of component a) is particularly preferably at least 40% by weight, in particular at least 45% by weight, preferably at least 50% by weight.
  • the maximum proportion of component a) is preferably at most 90% by weight, in particular at most 80% by weight, preferably at most 75% by weight, particularly preferably at most 70% by weight.
  • a particularly preferred range for component a) is from 40 to 90% by weight, preferably from 40 to 80% by weight, particularly preferably from 45 to 75% by weight and very particularly preferably from 50 to 70% by weight. .
  • the proportion of component b) is particularly preferably at least 2% by weight, in particular at least 3% by weight, preferably at least 4% by weight.
  • the maximum proportion of component b) is preferably at most 40% by weight, in particular at most 30% by weight, particularly preferably at most 25% by weight, particularly preferably at most 20% by weight.
  • a particularly preferred range for component b) is from 2 to 40% by weight, preferably from 3 to 30% by weight, more preferably from 3 to 25% by weight and very particularly preferably from 4 to 20% by weight. %.
  • the proportion of component c) is particularly preferably at least 0.1% by weight, in particular at least 0.5% by weight, preferably at least 1% by weight preferably at least 2% by weight, more preferably at least 3% by weight.
  • the maximum proportion of component c) is preferably at most 35% by weight, in particular at most 30% by weight, particularly preferably at most 25% by weight, particularly preferably at most 20% by weight.
  • a particularly preferred range for component c) is from 0.1 to 35% by weight, preferably from 1 to 30% by weight, more preferably from 3 to 25% by weight, particularly preferably from 4 to 20% by weight. %.
  • the active component of the building material additive comprises a) 40 to 80% by weight of at least one polyethylene glycol, b) 3 to 30% by weight of at least one ethoxylated natural resin or ethoxylated synthetic resin and c) 1 to 30 % by weight of at least one defoamer, the sum of components a), b) and c) being 100% by weight.
  • any defoamer is suitable.
  • defoamers based on silicone and those based on mineral oil or natural oil are best suited, since they can be used universally and do not adversely affect the material properties of the gypsum mixture. Defoamers that are only stable in certain temperature ranges and are therefore not frost-resistant are less suitable.
  • the active component of the building material additive particularly preferably contains a) 45 to 75% by weight, in particular 50 to 70% by weight, of at least one polyethylene glycol, b) 3 to 25% by weight, in particular 4 to 20% by weight, of at least one ethoxylated natural resin, or ethoxylated synthetic resin, and c) 2 to 25% by weight, in particular 3 to 20% by weight, of at least one defoamer.
  • a composition brings about a particularly quick drying while at the same time the building material is easy to process.
  • the polyethylene glycol (PEG) used which is also referred to as macrogol, preferably has a molecular weight Mw of at least 500 g/mol, in particular at least 1000 g/mol, preferably at least 1500 and particularly preferably at least 2000 g/mol. Furthermore, the PEG used preferably has a molar weight Mw of up to 50,000 g/mol, preferably up to 40,000 g/mol, particularly preferably of up to 35,000 g/mol, further preferably of up to 25,000 g/mol, even more preferably of up to 15,000 g/mol and very particularly preferably up to 12,000 g/mol.
  • the molecular weight Mw of the polyethylene glycol is preferably from 500 to 35,000 g/mol, in particular from 1000 to 25,000 g/mol, particularly preferably from 1500 to 15,000 g/mol and very particularly preferably from 2000 to 12,000 g/mol.
  • PEG can in a preferred embodiment also methoxy-polyethylene glycol (MPEG), i. H. methylated polyethylene glycol, or a mixture of one or more PEGs and/or one or more MPEGs are used as component a).
  • MPEG methoxy-polyethylene glycol
  • the MPEG used preferably has a molecular weight Mw of at least 200 g/mol, in particular at least 500 g/mol at least 750 g/mol.
  • the PEG used preferably has a molecular weight of up to 20,000 g/mol, preferably up to 10,000 g/mol and particularly preferably of up to 5,000 g/mol and in particular of up to 2,000 g/mol.
  • the use of MPEG has a positive effect on the overall drying speed by limiting the time delay caused by the drying process, since the drying process is linear.
  • Component b) is a natural resin or synthetic resin which becomes water-soluble through chemical adaptation.
  • the natural resin is ethoxylated. Ethoxylation is the addition of ethylene oxide (oxirane) to the resin. The method is well known to those skilled in the art.
  • Possible synthetic resins that can be used for the present invention are phenolic resins, epoxy resins, polyester resins, acrylonitrile butadiene styrene resins (ABS resins), polyacrylates, alkyd resins, polyurethane resins, polyamide resins, vinyl ester resins and furan resins. Natural resins are particularly preferred for the present invention.
  • Tall oil, root resin, gum resin, resins known as rosin and other resins based on amber and adducts of maleic acid are very particularly preferred as natural resins, and rosin in particular is to be mentioned as a preferred natural resin.
  • Further preferred compounds as component b) are diterpenic acids and triterpenic acids and their soaps (in particular the potassium and sodium soaps).
  • diterpenic acids are abietanes, especially abietic acid, neoabietic acid, levopimaric acid, palustric acid, dehydroabietic acid, and pimaranes and isopimaranes, especially pimaric acid, sandaracopimaric acid and podocarpic acid, and labdanes, especially copalic acid, eperuic acid, labdanolic acid, polyalthic acid, pinifolic acid.
  • the following substances are particularly preferred among the triterpene acids: dammarolic acid, tirucallanes, in particular (iso)masticadienoic acid, elemolic acid and elemonic acid, oleananes, in particular oleanonic acid, oleanolic acid, moronic acid and a-boswellic acid, llrsans, in particular ursolic acid, ursonic acid and ß-boswellic acid, and the lupanic lupeolic acid.
  • the aromatic acids cinnamic acid and benzoic acid and their benzyl and other esters are also particularly suitable.
  • the defoamer (component c) can be chosen from an enormous number of possible defoamers.
  • Available types of defoamers are silicone, polymer and mineral oil based defoamers, silicone based defoamers are available as concentrate, emulsion, powder or solution.
  • Polymer-based defoamers can be in the form of a concentrate, emulsion or solution.
  • Particularly preferred polymer-based defoamers are those based on polyalkylene glycol ethers.
  • Mineral oil-based defoamers are available as concentrates or emulsions. In principle, all variants can be available as a freeze-dried version in powder form. The vast majority of variants are suitable within the scope of the present invention, since they eliminate the air voids produced by components a) and b). Differences are shown as follows: A- In terms of efficiency:
  • the manufactured building material additive is not frost-proof. It either loses its effect completely after the effects of frost or it has to be reactivated by laborious heating.
  • Polymer-based defoamers are temperature sensitive. Frost damage can occur at low temperatures, which can make laborious heating of the building material additive necessary. Frost damage is often not reversible, the building material additive loses its effectiveness altogether and the building material additive has to be disposed of. If the temperatures are too high, the defoamer in the building material additive can at least partially lose its effect and must be disposed of in a complex manner.
  • Silicone and oil-based defoamers are particularly preferred for the present invention, which can also be sensitive to frost, but a reduction in their effect due to frost is usually reversible. High temperatures (>35°C) are usually not a problem.
  • silicone or oil-based defoamers based on mineral oil, vegetable or animal oils are preferred.
  • Oil-based defoamers can be in the form of emulsions or concentrates. All variants tested fulfill the purpose and remove the air voids from an aqueous solution of components a) and b).
  • a product example for mineral oil-based defoamers is Dispelair 268 from BCD Chemie, Hamburg or BC2370 from Hoesch Chemie, Düren. Vegetable oils are preferably present as a combination of mono- or diglycerides of an edible fatty acid.
  • An example is the emulsifier E471, which is used in bread and baked goods in the food industry.
  • Silicone defoamers are polydimethylsiloxane and silicone mixtures, although the molecular weight Mw does not seem to play a role here.
  • Product examples are Dispelair 392 from BCD Chemie, Hamburg or Hoesch FDP from Hoesch Chemie, Düren, which provide comparable drying results to oil-based defoamers.
  • Tri-n-butyl phosphate and triisobutyl phosphate are also suitable compounds as defoamers. The substances mentioned are particularly good at destroying or neutralizing the air voids that components a) and b) form and which can impair the stability of the building material/gypsum product. Foam bubbles are no longer thrown.
  • the building material additive can also contain an additional component that gives the building material further positive properties.
  • an additional component a salt, a pH adjuster, an antioxidant, a processing aid, a liquefying agent, a coloring agent and/or a preservative can be used.
  • Such other ingredients which are customary in the gypsum field, are, for example, salts such as calcium nitrate, pH adjusters, antioxidants or preservatives.
  • the proportion of such optional further ingredients as Additional component, if present, is preferably below that of the active component and is preferably at most 70% by weight, particularly preferably not more than 20% by weight of the active component.
  • a variant of producing the additive as a powder is freeze drying.
  • the building material additive can be added to the binder mix as a powder without the need for additional additives. If the additive is in powder or other dry form, it can be added to the binder or any other component of the building material.
  • the building material additive can thus be produced and used as a dry solid, as a powder or in any other non-liquid form.
  • the components or the building material additive can be freeze-dried as a whole, and/or solid or powdered variants of components a, b and/or c are selected, which are added as a mixture either to the dry constituents of the concrete or to the mixing water.
  • the building material additive initially present in liquid form is freeze-dried as a whole and added to the binder mix or the entire building material mix, ie the mixture of binder mix and the other solids such as aggregates, admixtures and/or additives.
  • a finished binder mix or building material mix including building material additive is obtained, so that only water has to be added.
  • the building material additive is preferably added to the binder mix as a liquid, dissolved in water as an auxiliary agent, so that it is preferably present as an aqueous liquid building material additive.
  • the water content is particularly advantageously 20 to 95% by weight, preferably 25 to 90% by weight, in particular 30 to 85% by weight and very particularly preferably 35 to 80% by weight, based on the total building material additive water solution.
  • the building material additive can therefore be present as pure active ingredient components and can therefore be highly dosed.
  • the concentration of the active ingredient components a, b and c can be 100% by weight here if no further substance/additional component is added to the additive, which is preferred.
  • the building material additive can also be diluted in an aqueous solution and added as a liquid. The latter enables a particularly simple dosing.
  • concentrations enable good dosing in order to have the desired amount of active substance contained in the end product.
  • the concentration of the building material additive in the mixing water and thus in the overall mixture is considerably lower.
  • the concentration is then in the per thousand range.
  • the required amount of the building material additive should be selected in proportion to the amount of calcium sulphate used, but is influenced by factors such as the type and quality of the calcium sulphate and the admixtures added.
  • For a screed there is preferably between 2.0% and 15% building material additive for 1 liter of mixing water.
  • Between 0.05% and 5.0%, in particular between 0.1% and 3.0%, of building material additive are then added to 34 liters of mixing water for a screed mixture based on calcium sulphate. Despite this seemingly low concentration, the building material additive is fully effective.
  • the moisture content in the gravel must be taken into account.
  • a standard calcium sulphate-based screed mixture of 200 l with 34 l of water preferably contains from 0.03 to 0.90% of the building material additive, in particular from 0.05 to 0.80%.
  • the required amount of the building material additive should be proportional to the amount of gypsum to be used is influenced by factors such as the quality of the gypsum and the admixtures in the gypsum.
  • the liquid building material additive can be added to the mixing water or to any component of the calcium sulphate-based building material mixture. However, it is preferred to add it to the mixing water.
  • the building material additive can also be in intermediate forms, neither solid nor liquid, i.e. as a gel or viscous mass.
  • the invention also relates to the use of the building material additive as a drying accelerator to accelerate the drying process in building materials based on calcium sulfate.
  • the building material additive according to the invention has excellent drying-accelerating properties and makes it possible that the residual water contents required by the relevant standards are achieved within a shorter period of time than is the case with conventional building materials based on calcium sulfate without the building material additive according to the invention.
  • building material based on calcium sulphate means that it is a building material mix, i.e. a mixture of binding agent, gravel and water, in which the binding agent accounts for at least 50% by weight, in particular at least 60% by weight. -% and particularly preferably at least 70% by weight consists of calcium sulfate, while other binders such as in particular cement, high-alumina cement and lime total a maximum of 49% by weight, in particular a maximum of 40% by weight and particularly preferably a maximum of 30% by weight. -% are included.
  • the proportion by weight of the building material additive in the mixture of building material and building material additive is from 0.03 to 0.90%, in particular from 0.05 to 0.80%.
  • the required amount of the building material additive should be selected in proportion to the amount of calcium sulphate used, but is influenced by factors such as the type and quality of the calcium sulphate and the admixtures added.
  • the building material additive reduces or influences the amount of water available for hydration to such an extent that crystallization is impeded and weakened to such an extent that the required minimum strengths can no longer be achieved.
  • the use of the building material additive according to the invention has shown that adequate strength values can be achieved.
  • a surprising effect was found.
  • the building material additive according to the invention causes the building material to reach a respective strength value faster than the same building material without the building material additive according to the invention.
  • the building material additive according to the invention is therefore a strength accelerator. This is an advantage because the building material can be loaded faster (higher). This represents a time saving.
  • a particular strength value is achieved up to 15% faster when using the building material additive according to the invention than without the building material additive according to the invention.
  • the installation of a screed makes it necessary to distribute, level and smooth the screed at the installation point.
  • the material is not processed with an insignificant amount of work and time.
  • the additive By using the additive, a not inconsiderable simplification of the smoothing is achieved here.
  • the time saving here is around 10%, depending on the quality of the raw materials used, the skills of the employees used and the conditions on the construction site.
  • the present invention therefore also relates to the use of the building material additive according to the invention as a processing aid for gypsum.
  • the building material additive according to the invention particularly preferably has all the effects together, d. H. it acts as a drying accelerator and as a processing aid for building materials based on calcium sulphate.
  • the building material additive according to the invention thus significantly improves and simplifies the processing and drying of calcium sulphate.
  • the present invention relates to building materials based on calcium sulfate which contain the building material additive according to the invention.
  • the building material is in particular a screed, a flowing screed, a plaster, a gypsum stone, a wallboard, a gypsum plasterboard, an autoclaved or non-autoclaved porous gypsum board, the weight of which has been reduced by adding a pore-forming agent, a foaming agent or a foam, or a filling calcium sulfate base.
  • the building material can also be in the form of filler or dry screed.
  • the binder mix or the entire building material mix ie the mixture of binder mix and the other solids such as aggregates, admixtures and/or additives, particularly preferably contains the building material additive in freeze-dried form.
  • the building material additive which was initially produced as a liquid, is freeze-dried as a whole and then added to the binder mix or the building material mix.
  • a finished binder mix or building material mix including building material additive is obtained, so that only water has to be added. In this way, a cast is obtained which can be described as a “quick cast”.
  • the building material can contain other customary additives.
  • examples are corrosion inhibitors, plasticizers, shrinkage reducers, dyes or pigments.
  • the present invention is particularly suitable for screeds in particular, since the drying time and the processing effort are often of particular importance, the readiness for covering is an important variable and the fastest possible drying of a screed in construction is extremely desirable.
  • Calcium sulphate screed as flow screed is usually delivered to the construction site as a ready-mix. All you have to do is add water to the ready mix and the material can be installed. Here the building material additive is added to the mixing water. However, it can also be added to the ready mix as a powder, although this is not preferred.
  • a method for producing a calcium sulphate screed comprises the following steps: a) mixing components comprising calcium sulphate-based binder, aggregate, water and the building material additives according to the invention as described above in order to obtain a screed mixture, b) distributing the screed mixture in the desired form/on the application area and c) the drying/hardening of the screed mixture.
  • components comprising binder, aggregate, water and the building material additive according to the invention are mixed in order to obtain a screed mixture.
  • a CA4 screed according to DIN EN 13454 stands for flexural strength after 28 days of at least 4.0 N/mm 2 or more
  • the following quantities are required per m 3 : Calcium sulphate-based binder 260.0 kg, gravel 1705, 0 kg, water 104.0 kg and 0.60 kg of the building material additive of variant 1 (see below).
  • the order in which the components are mixed is arbitrary. However, the building material additive is preferably added to the water. The usual mixing regulations for the production of such screed mixtures must be observed.
  • calcium sulphate is an inorganic binder which, when water is added, hydrates, i.e. solidifies, by forming gypsum (calcium sulphate dihydrate).
  • gypsum calcium sulphate dihydrate
  • To regulate freezing secondary components can be added to the calcium sulfate, the addition of which is known to those skilled in the art.
  • Latently hydraulic and/or pozzolanic and/or inert additives can be added as further components for the production of a binder based on calcium sulfate.
  • Weight-reducing substances such as ground expanded glass, ground expanded clay or foams and foaming agents can also be added.
  • the additives and amounts are known to those skilled in the art.
  • the additive according to the invention is suitable for all variants of calcium sulphate, in particular for alpha hemihydrate and anhydrite, thermal anhydrite and mixtures thereof. Anhydrite and alpha hemihydrate and their mixtures with other types of calcium sulphate are preferred for screeds and leveling compounds.
  • the binder mix may contain alumina cement.
  • Alumina cement is expensive, but it does help the gypsum harden.
  • a screed mixture can, for example, contain up to 4 mm maximum grain size, or concrete up to 8 mm maximum grain size. Screeds are applied to floors of any type to provide a firm, level base.
  • Example 1 Screed CA4 with flexural strength after 28 days > 4.0 N/mm 2
  • a screed of class CA4 according to DIN EN 13454 consists of the components calcium sulphate-based binder, water and gravel. Other aggregates and additives are possible, but are neglected here. The following quantities are required per m 3 :
  • each 2.50 kg Mixing usually takes place in a screed mixer, which usually has a mixing volume of 200 - 220 liters.
  • the mixing order is arbitrary, but in practice the following order has been established: 1. Partial amount of gravel, 2. Binder Südanit, 3. Water, 4. Remaining amount of gravel.
  • the building material additive is added to the water beforehand so that it is better distributed in the mixer.
  • Example 2 Foam plaster as leveling compound, density class 600:
  • a foam plaster of density class 600 has a weight of 600 kg/m3 or 600 g/litre. It consists of the components FE 50 Largo from the company KNAU FF and water.
  • a liquid building material glue is first produced from FE 50 Largo, water and additive, to which the foam is then mixed. The foamed building material is then conveyed to the installation point.
  • Example 3 Flowing screed CAT4, flexural strength after 28 days > 4.0 N/mm2
  • a screed of class CAT4 according to DIN EN 13454 consists of the components binder Fortissimo from KNAUFF, water and building material additive 3. The following quantities are used per m 3 needed:
  • Mixing is usually done in special mixers on site.
  • the mixing order is the same, but in practice the following order has been established: 1. binder, 2. water, 3. building material additive.
  • the building material additive is added to the water beforehand so that it is better distributed in the mixer.
  • Test Methods So that no increased residual moisture comes into play, only the two test methods according to the DIN EN 18560 Part 1 standard are used.
  • Test method 1 Gravimetric moisture measurement (also drying in the Darr oven) Here, a sample of the sample mixture produced is taken and the non-chemically bound moisture is dissolved out at 40°C. The weight difference between the start weight and the end weight at a constant weight is divided by the end weight and the residual moisture is determined in %.
  • Test Method 2 Calcium Carbide Method.
  • CM bottle a sample is taken and placed in a bottle (“CM bottle”).
  • CM bottle a bottle
  • the CM bottle is shaken, releasing the calcium carbide.
  • the residual water in the sample reacts with the calcium carbide and develops a gas.
  • the gas pressure resulting from the gas is determined and the residual moisture is determined from this.

Abstract

Eine Baustoffadditiv für einen Baustoff auf Kalziumsulfatbasis, bestehend aus einer Wirkkomponente, die 35 bis 98 Gew.-%, insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykols und 1 bis 45 Gew.-%, insbesondere 2 bis 40 Gew.-%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ethoxylierten natürlichen Harzen und ethoxylierten Kunstharzen und 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-%, mindestens eines Entschäumers besteht, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt, beschleunigt, dem Anmachwasser des Bindemittels oder Bindemittelmix beigegeben, die Trocknung von Gipsen und kalziumsulfatbasierten Bindemittelmischungen extrem.

Description

Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte Baustoffe
Die Erfindung betrifft Baustoffadditive für Baustoffe auf Basis von Kalziumsulfatdihydrat (Gips). Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Baustoffadditivs sowie Baustoffe, die das Baustoffadditiv enthalten.
Kalziumsulfat natürlichen Ursprungs wird als Anhydrit, Gips (Dihydrat) oder Bassanit (Hemihydrat) bezeichnet, Kalziumsulfat industriellen Ursprungs wird als Alpha- oder Beta-Halbhydrat bezeichnet. Das Rohmaterial für Alpha- oder Beta-Halbhydrate wird bei der Rauchgasentschwefelung gewonnen oder entsteht als industrielles Nebenprodukt z.B. bei der Herstellung von Zitronensäure. Zusätzlich ist synthetisches Anhydrit verfügbar, das künstlich hergestellt wird.
Grundsätzlich reagieren alle Kalziumsulfat-Varianten mit Wasser zu Kalziumsulfatdihydrat oder Gips, weshalb die Bezeichnung „Gipsprodukte“, „gipsbasierte Produkte“ oder „kalziumsulfatbasierte Produkte“ für Produkte aus allen Varianten von Kalziumsulfat und deren Mischformen zutrifft und im Rahmen der vorliegenden Anmeldung in dieser Weise verwendet wird. Wird eine spezielle Variante des Kalziumsulfats vor seiner Aushärtung zu Gips betrachtet, so wird diese direkt benannt.
Gipsbasierte Baustoffe umfassen insbesondere:
1. Produkte, die auf der Baustelle gemischt, zum Verbaupunkt gebracht werden und am Verbaupunkt trocknen und aushärten wie z.B. Putze, Estriche, Fließestriche, Verfüllungen, Ausgleichsmassen und geschäumte Gipse, denen ein Schäummittel oder ein Schaum zur Verringerung der Dichte beigegeben wurden.
2. Vorgefertigte Elemente und Formteile, die industriell, halbindustriell oder manuell hergestellt werden und in fertiger Form auf die Baustelle geliefert und dort verbaut werden. Hierzu zählen Gipsplatten, Gipskartonplatten und Gipssteine in allen Formen und Dimensionen.
3. Spezielle Mischungen, die vom Fachmann auf der Baustelle zu speziellen Produkten verarbeitet werden. Hierzu zählen Trockenmörtel, Spachtelmassen und historische Gipse. Gipse können als zusätzliche Bindemittel Zement, Tonerdeschmelzzement und Kalk in variierenden Anteilen im Bindemittelmix enthalten. Üblicherweise werden dem Gips Aggregate wie Kies, Sand und Schotter, aber auch Beimahlstoffe, Blähglas, Perlite und chemische Additive und Fasern zur Verbesserung, Erzielung oder Vermeidung bestimmter Eigenschaften im fertigen Produkt oder zur Optimierung des Mi sch prozesses zugegeben.
Der Markt fordert eine schnellstmögliche Herstellung, Einbau und Trocknung der genannten Produkte. Das wird durch beschleunigte Trocknung bei gleichzeitiger Sicherstellung erforderlicher Festigkeiten und anderer geforderter technischer Eigenschaften erreicht. Das Ziel kann also sein, eine maximal erlaubte Restfeuchte in Verbindung mit einer Mindestfestigkeit oder anderer geforderter Eigenschaften eines Produkts schnellstmöglich zu erreichen und dauerhaft einzuhalten. Gleichzeitig sollte dabei, eine verbesserte, leichtere Verarbeitung bei der Herstellung und Anwendung des Produkts einhergehen und, wenn möglich, der gewohnte Arbeitsablauf bei der Produktherstellung nicht oder nur geringfügig geändert werden.
Die Herstellung und Verarbeitung von Bindemitteln auf Kalziumsulfatbasis hat sich in den vergangenen Jahren nicht grundlegend verändert. Innovationen sind eher auf dem Gebiet von Zusatzmitteln oder Additiven zu beobachten als bei Gipsmischungen selbst.
Um eine schnellere Trocknung zu erreichen, kann der Wassergehalt in gipsbasierten Mischungen durch den Einsatz von Fließmitteln reduziert werden, jedoch kann sich dadurch die Verarbeitbarkeit negativ verändern und die Endfestigkeit zum Teil erheblich reduzieren.
Fließmittel reduzieren zwar den Wasseranteil im Gipsgemisch, führen aber nicht zwangsläufig zu einer schnelleren T rocknung, da sich zwar weniger Wasser im Gemisch befindet, dieses Wasser aber nicht die Neigung hat, sich schneller aus dem Gefüge zu bewegen. Betrachtet man Estrich, bewirkt Fließmittel zwar einen geringeren Wassereinsatz, da sich aber das verbleibende Wasser nicht schneller aus dem Gefüge bewegt, wird keine beschleunigte Belegreife erreicht. Im Ergebnis führt ein geringerer Wassergehalt einer Gipsmischung nicht zwangsläufig zu verkürzten Trocknungszeiten und schnellerer Belegreife. llnter optimalen Bedingungen ist eine hinreichende Trocknung gipsbasierter Estriche, Ausgleichsmassen und Schaumgipse innerhalb von 21 bis 35 Tagen möglich, wobei die Trocknungszeit u.a. von der Aufbauhöhe, der Qualität der eingesetzten Rohstoffe und der Menge des bei der Herstellung eingesetzten Wassers abhängt. Üblich sind jedoch 6-8 Wochen, da bereits kleine Abweichungen der optimalen Mischungen und Abläufe bei der Herstellung leicht zu verlängerten Trocknungszeiten führen können.
Der Markt fordert eine frühe T rocknung von Gipsprodukten jeder Art, die unter normalen Baustellen- oder Herstellungsbedingungen erreicht werden soll. Im Bereich des Estrichbaus, der Ausgleichsmassen und geschäumter Gipse wird eine Belegreife nach 7 bis 14 Tagen dringend gesucht. Optimal wäre eine möglichst frühe Belegreife.
Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Baustoffadditiv zu entwickeln, das die Trocknung von Baustoffen erheblich beschleunigt. Dabei muss die Feuchte den Gips nachweislich verlassen und nicht nur „eingehaust“ oder für Messgeräte „unsichtbar“ gemacht werden. Vorhandene Feuchte darf nicht so maskiert werden, dass sie zunächst nicht mehr detektierbar ist, da ein solches Vorgehen das Entweichen der Feuchte und damit einhergehenden Schäden nur in die Zukunft verlagert. Idealerweise sollte die Restfeuchteprüfung nach Norm erfolgen und zwar so, dass keine erhöhten Restfeuchtewerte freigegeben werden müssen.
Eine weitere Aufgabe bestand darin, trotz verbesserter Trocknungseigenschaften sicherzustellen, dass die Festigkeit nicht nachteilig beeinflusst wird.
Weiterhin war eine verbesserte Verarbeitbarkeit des Gipses wünschenswert, da diese die Handhabung auf der Baustelle maßgeblich vereinfachen würde.
Das Baustoffadditiv sollte einfach zu dosieren und in den Bindemittelmix einzubringen sein. Fertigteile sollen schneller ausgeschalt, zugeschnitten, transportiert und verbaut werden können und Estriche sollen schneller belegreif sein. Das Baustoffadditiv soll für Gipsprodukte aller Art und insbesondere für Putze, Estriche, Fließestriche, Verfüllungen, Ausgleichsmassen und geschäumte Gipse einsatzfähig sein.
Die maximal erlaubte Restfeuchte von Gipsmischungen sollte in kürzerer Zeit erreicht werden als derzeit möglich. Am Beispiel eines Estrichs war das Ziel, die Restfeuchte innerhalb von 14 Tagen unter 0,5% zu reduzieren, um „Belegreife“ zu erreichen, also den Punkt, an dem die Folgegewerke, die auf den getrockneten Estrich aufbauen, mit ihrer Arbeit beginnen können. Dabei muss neben der beschleunigten Trocknung auch die nach Norm geforderte Festigkeit des Estrichs erreicht werden.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass ein Baustoffadditiv für Gipsbaustoffe bestehend aus einer Wirkkomponente, die aus folgenden Substanzen besteht: a) 35 bis 98 Gew.-%, insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykols, b) 1 bis 45 Gew.-%, insbesondere 2 bis 40 Gew.-%, mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen ethoxylierten Harzen und ethoxylierten Kunstharzen, und c) 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-%, mindestens eines Entschäumers, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt, diese Aufgaben löst und, dem Anmachwasser des Bindemittels oder Bindemittelmix beigegeben, die Trocknung von gipsbasierten Bindemittelmischungen extrem beschleunigt. Dabei ist zu beachten, dass die beiden Komponenten a) und b) den Trocknungsvorgang bereits beschleunigen, jedoch die Kombination der drei Komponenten a), b) und c) in der Wirkweise bevorzugt ist.
Der Begriff „Gipsbaustoff“ bedeutet dabei, dass es sich um einen Baustoffmix, also eine Mischung aus kalziumsulfatbasiertem Bindemittel, Kies, Sand und Wasser handelt, bei dem das Bindemittel zu mindestens 50 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-% aus Gips besteht, während andere Bindemittel wie insbesondere Zement, Kalk oder Tonerdeschmelzzement insgesamt zu maximal 49 Gew.-%, insbesondere maximal 40 Gew.-% und besonders bevorzugt zu maximal 30 Gew.-% enthalten sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Baustoffadditiv versehene Estriche sind nach 10 bis 20 Tagen belegreif. Die maximale Restfeuchte ist nachhaltig unterschritten, das Wasser wird nachweislich aus dem System abgegeben, und es findet keine schädliche Resorption statt. Die Beigabe weiterer Additive oder anderer Hilfsmittel zum Erreichen der beschleunigten Trocknung ist nicht erforderlich. Dabei ist zu beachten, dass industrieübli- che Mischungen eingesetzt werden und deren vorgegebener Wasseranteil nicht überschritten wird.
Das Baustoffadditiv bewirkt eine beschleunigte Trocknung des Bindemittelgemisches, bei der:
1. das eingesetzte Anmachwasser nachweislich entweicht, aber
2. gleichzeitig die für die Hydratation hinreichende Menge Wasser im Bindemittelmix verbleibt und
3. keine schädigende Resorption stattfindet.
Grundsätzlich ist zu hinterfragen, ob das Baustoffadditiv das Gipsgefüge derart an der Kristallisation hindert und schwächt, dass geforderte Mindestfestigkeiten nicht mehr erreicht werden. Es zeigt sich jedoch das dies nicht der Fall ist. Erforderliche Festigkeiten werden erreicht.
Die vorliegende Erfindung ist in breitem Spektrum einsetzbar. Das Baustoffadditiv kann in Gips aller Varianten, die als weitere Bindemittel Zement, Kalk, oder Tonerdeschmelzzement enthalten, eingesetzt werden, wobei Gips in jedem Fall zu mindestens 50 Gew.-% enthalten ist, es sich also um einen Baustoff auf Gipsbasis handelt. Die Anzahl an Produkten und deren Varianten, die mit diesen Bindemitteln und dem erfindungsgemäßen Baustoffadditiv trocknungsbeschleunigt hergestellt werden können, ist weit. So ist der Einsatz des Baustoffadditivs bei der Herstellung aller eingangs genannten Produkte möglich:
Solche Baustoffe umfassen insbesondere, um nur einige zu nennen:
1. Estriche oder Fließestriche, die auf der Baustelle hergestellt werden oder vorgemischt an die Baustelle angeliefert werden,
2. Ausgleichsmassen, die auf der Baustelle hergestellt werden oder vorgemischt an die Baustelle angeliefert werden,
3. Schaumgipse oder geschäumte Gipse, die die auf der Baustelle hergestellt werden oder vorgemischt an die Baustelle angeliefert werden,
4. vorgefertigte Gipselemente und Gipsformteile, die industriell, halbindustriell oder manuell hergestellt werden und in Ihrer fertigen Form auf die Baustelle geliefert und dort verbaut werden, z.B. Fertigelemente für den Hausbau oder Isolierplatten aus Gips oder Gipssteine,
5. gewichtsreduzierte Gipsplatten, die autoklaviert werden und solche, die nicht autoklaviert werden und bei deren Herstellung entweder ein Schäummittel oder Porenbildner zur Gewichtsreduktion verwendet wird oder bei denen die Gewichtsreduktion durch Beigabe leichter Zuschlagstoffe erreicht wird, wie zum Beispiel Perlite, Blähglas oder Blähton.
In der Regel basieren die unter 1. bis 5. genannten Produkte, auf Kalziumsulfat als anorganischem Bindemittel. Dem Kalziumsulfat können als zusätzliche Bindemittel Zement, Tonerdeschmelzzement und Kalk in variierenden Anteilen im zugegeben werden. Üblicherweise werden dem Bindemittelmix Aggregate wie Kies, Sand und Schotter, Beimahlstoffe wie Aschen oder Hochofenschlacken, Fasern, und chemische Additive zur Verbesserung, Erzielung oder Vermeidung bestimmter Eigenschaften im fertigen Gipsprodukt oder zur Optimierung des Mischprozesses zugegeben.
Besonders bevorzugt beträgt der Anteil der Komponente a) mindestens 40 Gew.-%, insbesondere mindestens 45 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%. Der maximale Anteil der Komponente a) liegt vorzugsweise bei höchstens 90 Gew.-%, insbesondere höchstens 80 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 75 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 70 Gew.-%. Ein besonders bevorzugter Bereich für die Komponente a) beträgt dabei von 40 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 45 bis 75 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 50 bis 70 Gew.-%.
Besonders bevorzugt beträgt der Anteil der Komponente b) mindestens 2 Gew.-%, insbesondere mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 4 Gew.-%. Der maximale Anteil der Komponente b) liegt vorzugsweise bei höchstens 40 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 25 Gew.-%, insbesondere bevorzugt höchstens 20 Gew.-%. Ein besonders bevorzugter Bereich für die Komponente b) beträgt dabei von 2 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt von 3 bis 25 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt von 4 bis 20 Gew.-%.
Besonders bevorzugt beträgt der Anteil der Komponente c) mindestens 0,1 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 2 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 3 Gew.-%. Der maximale Anteil der Komponente c) liegt vorzugsweise bei höchstens 35 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 25 Gew.-%, insbesondere bevorzugt höchstens 20 Gew.-%. Ein besonders bevorzugter Bereich für die Komponente c) beträgt dabei von 0,1 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.- %, weiter bevorzugt von 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 4 bis 20 Gew.-%.
In einer weiteren besonders bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung umfasst die Wirkkomponente des Baustoffadditivs a) 40 bis 80 Gew.-% mindestens eines Polyethylenglykols, b) 3 bis 30 Gew.-% mindestens eines ethoxylierten natürlichen Harzes oder ethoxylierten Kunstharzes und c) 1 bis 30 Gew.-% mindestens eines Entschäumers, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt.
Es zeigt sich, dass die Trocknungswirkung von den Komponenten a und b erzielt wird, die jedoch dazu neigen, in wässriger Lösung Luftporen zu bilden. Luftporen führen zur Gewichtsreduktion des Gipsgemisches und damit zu seiner reduzierten Festigkeit. Um diesen Effekt zu eliminieren, ist es daher besonders vorteilhaft, wenn mit Komponente c ein Entschäumer beigegeben wird. Dabei ist grundsätzlich jeder Entschäumer geeignet. Allerdings sind Entschäumer auf Silikonbasis und solche auf Basis von Mineralöl oder natürlichem Öl (Pflanzenöl, tierisches Öl) am besten geeignet, da sie universell einsetzbar sind und die Materialeigenschaften des Gipsgemisches nicht ungünstig beeinflussen. Weniger geeignet sind Entschäumer, die nur in bestimmten Temperaturbereichen stabil und somit nicht frostresistent sind.
Besonders bevorzugt enthält die Wirkkomponente des Baustoffadditivs a) 45 bis 75 Gew.-%, insbesondere 50 bis 70 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykols, b) 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 4 bis 20 Gew.-% mindestens eines ethoxylierten natürlichen Harzes, oder ethoxylierten Kunstharzes, und c) 2 bis 25 Gew.-%, insbesondere 3 bis 20 Gew.-%, mindestens eines Entschäumers. Eine solche Zusammensetzung bewirkt eine besonders schnelle Trocknung bei gleichzeitig gegebener guter Verarbeitbarkeit des Baustoffes.
Das eingesetzte Polyethylenglykol (PEG), das auch als Macrogol bezeichnet wird, weist vorzugsweise ein Molgewicht Mw von mindestens 500 g/mol, insbesondere von mindestens 1.000 g/mol, bevorzugt mindestens 1.500 und besonders bevorzugt mindestens 2.000 g/mol auf. Weiterhin bevorzugt weist das eingesetzte PEG ein Molgewicht Mw von bis zu 50.000 g/mol, vorzugsweise bis zu 40.000 g/mol besonders bevorzugt von bis zu 35.000 g/mol, weiterhin bevorzugt von bis zu 25.000 g/mol, noch weiter bevorzugt von bis zu 15.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von bis zu 12.000 g/mol auf. Bevorzugt beträgt das Molgewicht Mw des Polyethylenglykols von 500 bis 35.000 g/mol, insbesondere von 1.000 bis 25.000 g/mol, besonders bevorzugt von 1.500 bis 15.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von 2.000 bis 12.000 g/mol.
Neben einfachem, d. h. unsubstituiertem, PEG kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch Methoxy-Polyethylenglycol (MPEG), d. h. methyliertes Polyethylenglycol, oder eine Mischung aus einem oder mehreren PEGs und/oder einem oder mehreren MPEGs als Komponente a) zum Einsatz kommen, Das eingesetzte MPEG weist vorzugsweise ein Molgewicht Mw von mindestens 200 g/mol, insbesondere von mindestens 500 g/mol, bevorzugt mindestens 750 g/mol auf. Weiterhin bevorzugt weist das eingesetzte PEG ein Molgewicht von bis zu 20.000 g/mol, vorzugsweise bis zu 10.000 g/mol und besonders bevorzugt von bis zu 5.000 g/mol und insbesondere von bis zu 2.000 g/mol auf. Durch die Verwendung von MPEG wird die Gesamtrocknungs- geschwindigkeit positiv beeinflusst, indem die zeitliche Verzögerung durch den Trocknungsprozess eingeschränkt wird, da der Trocknungsvorgang linear verläuft.
Die Komponente b) ist ein natürliches Harz oder Kunstharz, welches durch chemische Anpassung wasserlöslich wird. Hierzu wird das natürliche Harz ethoxyliert. Ethoxy- lierung ist die Anlagerung von Ethylenoxid (Oxiran) an das Harz. Das Verfahren ist dem Fachmann hinreichend bekannt.
Mögliche Kunstharze, die für die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen können, sind Phenolharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze (ABS-Harze), Polyacrylate, Alkydharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Vinylesterharze und Furanharze. Natürliche Harze sind für die vorliegende Erfindung besonders bevorzugt.
Als natürliche Harze sind Tallöl, Wurzelharz, Balsamharz, als Kolophonium bezeichnete Harze und weitere Harze auf Bernsteinbasis und Addukte von Maleinsäure ganz besonders bevorzugt, insbesondere Kolophonium ist als bevorzugtes natürliches Harz zu nennen. Weitere bevorzugte Verbindungen als Komponente b) sind Diterpensäuren und Triterpensäuren und ihre Seifen (insbesondere die Kalium- und Natriumseifen). Besonders bevorzugt unter den Diterpensäuren sind Abietane, vor allem Abietinsäure, Neoabietinsäure, Levopimarsäure, Palustrinsäure, Dehydroabietinsäure, sowie Pima- rane und Isopimarane, insbesondere Pimarsäure, Sandaracopimarsäure und Podo- carpinsäure, und Labdane, insbesondere Copalsäure, Eperuesäure, Labdanolsäure, Polyalthinsäure, Pinifolsäure. Bei den Triterpensäuren sind folgende Substanzen besonders bevorzugt: Dammarolsäure, Tirucallane, insbesondere (Iso)-Masticadienon- säure, Elemolsäure und Elemonsäure, Oleanane, insbesondere Oieanonsäure, Oleanolsäure, Moronsäure und a-Boswelliasäure, llrsane, insbesondere Ursolsäure, Ursonsäure und ß-Boswelliasäure sowie das Lupan Lupeolsäure. Auch die aromatischen Säuren Zimtsäure und Benzoesäure sowie deren Benzyl- und andere Ester sind besonders geeignet.
Der Entschäumer (Komponente c) kann aus einer enormen Vielzahl möglicher Entschäumer gewählt werden. Verfügbare Arten von Entschäumern sind Silikon-, polymer- und mineralölbasierte Entschäumer, silikonbasierte Entschäumer sind als Konzentrat, Emulsion, Pulver oder Lösung verfügbar. Polymerbasierte Entschäumer können als Konzentrat, Emulsion oder Lösung vorliegen. Besonders bevorzugte polymerbasierte Entschäumer sind solche auf Basis von Polyalkylenglycolethern. Mineralölbasierte Entschäumer sind als Konzentrat oder Emulsion verfügbar. Grundsätzlich können alle Varianten als gefriergetrocknete Version in Pulverform vorliegen. Die allermeisten Varianten eignen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, da sie die Luftporen, die von Komponenten a) und b) erzeugt werden, eliminieren. Unterschiede zeigen sich wie folgt: A- Im Wirkungsgrad:
In der einzusetzenden Menge, um die im Mischprozess entstehenden Luftporen hinreichend zu eliminieren.
B- In der Verträglichkeit mit dem Bindemittel: Eine Unverträglichkeit zeigt sich, indem die 28-Tage Festigkeit der hergestellten Prüflinge nicht die erforderliche Mindestfestigkeit erreicht und die Prüflinge eine geringere Festigkeit aufweisen als das O-Muster.
C- Temperaturempfindlichkeit:
Das hergestellte Baustoffadditiv ist nicht frostsicher. Entweder verliert es seine Wirkung nach Frosteinwirkung komplett oder er muss durch aufwendiges Erwärmen wieder aktiviert werden.
Polymerbasierte Entschäumer sind temperaturempfindlich. Bei niedrigen Temperaturen kann sich ein Frostschaden einstellen, der mühsames Erwärmen des Baustoffadditivs notwendig machen kann. Oft ist ein Frostschaden nicht reversibel, das Baustoffadditiv verliert seine Wirksamkeit insgesamt, und das Baustoffadditiv muss entsorgt werden. Bei zu hohen Temperaturen kann der Entschäumer im Baustoffadditiv seine Wirkung zumindest teilweise verlieren und muss aufwendig entsorgt werden.
Besonders bevorzugt für die vorliegende Erfindung sind Silikon- und ölbasierte Entschäumer, die zwar auch frostempfindlich sein können, jedoch ist eine Wirkungseinschränkung durch Frost zumeist reversibel. Hohe Temperaturen (>35°C) sind meistens kein Problem.
Die folgende Tabelle 1 liefert einen Überblick
Entschäumer
Entschäumer Varianten und Ihre Eignung zur Reduktion von Luftporen i.V.m. Komponenten a und b
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0001
Tabelle 1: Entschäumer
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind Silikon- oder ölbasierte Entschäumer, die auf Mineralöl, pflanzlichen oder tierischen Ölen basieren, bevorzugt.
Ölbasierte Entschäumer können als Emulsion oder Konzentrat vorliegen. Alle getesteten Varianten erfüllen den Zweck und entfernen die Luftporen aus einer wässrigen Lösung der Komponenten a) und b). Ein Produktbeispiel für mineralölbasierte Entschäumer ist Dispelair 268 der BCD Chemie, Hamburg oder BC2370 der Hoesch Chemie, Düren. Pflanzenöle liegen vorzugsweise als Kombination von Mono- oder Diglyceriden einer Speisefettsäure vor. Ein Beispiel ist der Emulgator E471 , der in der Lebensmittelindustrie in Brot und Backwaren eingesetzt wird.
Silikonentschäumer sind Polydimethylsiloxan und Silikonmischungen wobei das Molgewicht Mw hier keine Rolle zu spielen scheint. Produktbeispiele sind Dispelair 392 der BCD Chemie, Hamburg oder Hoesch FDP der Hoesch Chemie, Düren, die vergleichbare Trocknungsergebnisse liefern wie Ölbasierte Entschäumer. Auch Tri-n-butyl- phosphat und Triisobutylphosphat sind als Entschäumer geeignete Verbindungen. Die genannten Substanzen sind besonders gut dazu in der Lage, die Luftporen, die Komponenten a) und b) bilden und welche die Stabilität des Baustoffs/Gipsprodukts beeinträchtigen können, zu zerstören bzw. zu neutralisieren. Es werden keine Schaumblasen mehr geworfen.
Zusätzlich zur Wirkkomponente kann das Baustoffadditiv noch eine Zusatzkomponente enthalten, die dem Baustoff weitere positive Eigenschaften verleiht. Als Zusatzkomponente kommen in Frage ein Salz, ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts, ein Antioxidationsmittel, eine Verarbeitungshilfe, ein Verflüssigungsmittel, ein Farbstoff und/oder ein Konservierungsmittel. Solche weiteren Bestandteile, die auf dem Gebiet der Gipse üblich sind, sind z.B. Salze wie Kalziumnitrat, pH-Einstellmittel, Antioxidationsmittel oder Konservierungsmittel. Der Anteil solcher optionalen weiteren Bestandteile als Zusatzkomponente, falls vorhanden, liegt vorzugsweise unter dem der Wirkkomponente und beträgt bevorzugt maximal 70 Gew.-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 20 Gew.-% der Wirkkomponente.
Eine Variante der Herstellung des Additivs als Pulver, ist die Gefriertrocknung. Das Baustoffadditiv kann dem Bindemittelmix als Pulver, ohne dass weitere Hilfsstoffe notwendig werden, zugegeben werden. Liegt das Additiv in Pulverform oder anderer trockener Form vor, kann es dem Bindemittel oder jedem anderen Bestandteil des Baustoffs beigegeben werden.
Das Baustoffadditiv kann in einer bevorzugten Ausführungsform somit als trockener Feststoff, als Pulver oder in jeder anderen nicht flüssigen Art hergestellt und eingesetzt werden. Hierzu können die Komponenten oder das Baustoffadditiv als Ganzes gefriergetrocknet werden, und/oder es werden feste oder pulverförmige Varianten der Komponenten a, b und/oder c ausgewählt, die als Gemisch entweder zu den trockenen Bestandteilen des Betons oder in das Anmachwasser gegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das zunächst in flüssiger Form vorliegende Baustoffadditiv als Ganzes gefriergetrocknet und dem Bindemittelmix oder dem gesamten Baustoff- mix, also der Mischung aus Bindemittelmix und den weiteren Feststoffen wie Aggregaten, Beimahlstoffen und/oder Additiven, zugegeben. Man erhält einen fertigen Bindemittelmix oder Baustoffmix einschließlich Baustoffadditiv, so dass nur noch Wasser zugegeben werden muss.
Vorzugsweise wird das Baustoffadditiv dem Bindemittelmix als Flüssigkeit, gelöst in Wasser als Hilfsmittel, beigegeben, so dass es bevorzugt als wässriges flüssiges Baustoffadditiv vorliegt. Dabei beträgt der Wasseranteil besonders vorteilhaft 20 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 90 Gew.-%, insbesondere 30 bis 85 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt 35 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Baustoffadditiv- Wasser-Lösung.
Das Baustoffadditiv kann also als reine Wirkstoffkomponenten vorliegen und damit hochdosiert sein. Die Konzentration der Wirkstoffkomponenten a, b und c kann hier 100 Gew.-% betragen, wenn dem Additiv keine weitere Substanz/Zusatzkomponente zugesetzt ist, was bevorzugt ist. Ebenso kann das Baustoffadditiv in wässriger Lösung verdünnt vorliegen und als Flüssigkeit zugegeben werden. Letzteres ermöglicht eine besonders einfache Dosierung. Ein bevorzugtes Wasser-Wirkstoff-Verhältnis liegt bei Wasser : Wirkstoff = 20 : 80 bis 80 : 20. Solche Konzentrationen ermöglichen eine gute Dosierung, um im Endprodukt die gewünschte Menge Wirkstoff enthalten zu haben.
Wird das Baustoffadditiv auf der Baustelle in das Anmachwasser gegeben, so ist die Konzentration des Baustoffadditivs im Anmachwasser und somit in der Gesamtmischung erheblich geringer. Die Konzentration liegt dann im Promillebereich. Die erforderliche Menge des Baustoffadditivs sollte dabei proportional zur Menge des eingesetzten Kalziumsulfats gewählt werden, wird jedoch von Faktoren wie Art und Güte des Kalziumsulfats, und beigefügten Beimahlstoffen beeinflusst. Für einen Estrich kommt auf 1 Liter Anmachwasser vorzugsweise zwischen 2,0% und 15% Baustoffadditiv. Auf 34 Liter Anmachwasser einer Estrichmischung auf Kalziumsulfatbasis kommen dann zwischen 0,05 %ound 5,0 %o, insbesondere zwischen 0,1 %o und 3,0 %o an Baustoffadditiv. Trotz dieser scheinbar geringen Konzentration ist das Baustoffadditiv vollumfänglich effektiv. Bei der Bestimmung der Menge an Anmachwasser ist der Feuchtigkeitsgehalt im Kies zu berücksichtigen.
Eine übliche kalziumsulfatbasierte Estrichmischung von 200 I mit 34 I Wasser, enthält vorzugsweise von 0,03 bis 0,90 %o des Baustoffadditivs, insbesondere von 0,05 bis 0,80 %o, Die erforderliche Menge des Baustoffadditivs sollte dabei proportional zur Menge des eingesetzten Gipses gewählt werden, wird jedoch von Faktoren wie Gipsgüte, und Beimahlstoffen im Gips beeinflusst.
Die Beigabe des flüssigen Baustoffadditivs kann in das Anmachwasser oder in jede beliebige Komponente der kalziumsulfatbasierten Baustoffmischung erfolgen. Bevorzugt ist jedoch die Beigabe in das Anmachwasser.
Das Baustoffadditiv kann auch in Zwischenformen, weder fest noch flüssig, vorliegen, also als Gel oder zähe Masse.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des Baustoffadditivs als Trocknungsbeschleuniger zur Beschleunigung des Trocknungsvorganges bei Baustoffen auf Kalziumsulfatbasis. Wie bereits oben beschrieben, weist das erfindungsgemäße Baustoffadditiv hervorragende trocknungsbeschleunigende Eigenschaften auf und ermöglicht, dass die nach den entsprechenden Normen geforderten Restwassergehalte innerhalb kürzerer Zeit erreicht werden, als dies bei herkömmlichen Baustoffen auf Kalziumsulfatbasis ohne das erfindungsgemäße Baustoffadditiv der Fall ist.
Wie oben ausgeführt, bedeutet die Formulierung „Baustoff auf Kalziumsulfatbasis“ dabei, dass es sich um einen Baustoffmix, also eine Mischung aus Bindemittel, Kies und Wasser handelt, bei dem das Bindemittel zu mindestens Gew.-50%, insbesondere zu mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-% aus Kalziumsulfat besteht, während andere Bindemittel wie insbesondere Zement, Tonerdeschmelzzement und Kalk insgesamt zu maximal 49 Gew.-%, insbesondere maximal 40 Gew.-% und besonders bevorzugt zu maximal 30 Gew.-% enthalten sind.
Dabei beträgt der Gewichtsanteil des Baustoffadditivs an der Mischung aus Baustoff und Baustoffadditiv, abhängig von der gewählten Anwendung und Zusammensetzung, hier für Estrich, von 0,03 bis 0,90 %o, insbesondere von 0,05 bis 0,80 %o. Die erforderliche Menge des Baustoffadditivs sollte dabei proportional zur Menge des eingesetzten Kalziumsulfats gewählt werden, wird jedoch von Faktoren wie Art und Güte des Kalziumsulfats, und beigefügten Beimahlstoffen beeinflusst.
Es stellt sich die Frage, ob das Baustoffadditiv die für die Hydratation verfügbare Wassermenge dermaßen reduziert oder beeinflusst, dass die Kristallisation behindert und derart geschwächt wird, dass geforderte Mindestfestigkeiten nicht mehr erreicht werden. Es zeigt sich jedoch der Einsatz des erfindungsgemäßen Baustoffadditivs hinreichende Festigkeitswerte erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde dabei ein überraschender Effekt festgestellt. Während der Trocknung verändert sich die Festigkeit des Baustoffes und nimmt zu. Überraschenderweise wurde gefunden, dass das erfindungsgemäße Baustoffadditiv bewirkt, dass der Baustoff einen jeweiligen Festigkeitswert schneller erreicht als der gleiche Baustoff ohne das erfindungsgemäße Baustoffadditiv. Das erfindungsgemäße Baustoffadditiv ist somit ein Festigkeitsbeschleuniger. Das ist von Vorteil, da der Baustoff damit schneller (höher) belastbar ist. Dies stellt eine Zeitersparnis dar. Ein jeweiliger Festigkeitswert wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Baustoffadditivs bis zu 15% schneller erreicht als ohne das erfindungsgemäße Baustoffadditiv.
Der Einbau eines Estrichs macht die Verteilung, Nivellierung und Glättung des Estrichs am Verbaupunkt notwendig. Zur Glättung und Nivellierung wird das Material mit nicht unerheblichem Arbeits- und Zeitaufwand bearbeitet. Durch den Einsatz des Additivs wird hier eine nicht unerhebliche Vereinfachung der Glättung erreicht. Die Zeitersparnis liegt hier bei etwa 10%, abhängig von der Güte der eingesetzten Rohstoffe, den Fähigkeiten der eingesetzten Mitarbeiter und den Gegebenheiten auf der Baustelle. Die vorliegende Erfindung betrifft daher des Weiteren die Verwendung des erfindungsgemäßen Baustoffadditivs als Verarbeitungshilfe für Gips.
Besonders bevorzugt weist das erfindungsgemäße Baustoffadditiv alle Wirkungen gemeinsam auf, d. h. es wirkt als Trocknungsbeschleuniger und als Verarbeitungshilfe für Baustoffe auf Kalziumsulfatbasis. Damit verbessert und vereinfacht das erfindungsgemäße Baustoffadditiv die Kalziumsulfatverarbeitung und -trocknung maßgeblich.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Baustoffe auf Kalziumsulfatbasis, die das erfindungsgemäße Baustoffadditiv enthalten. Dabei ist der Baustoff insbesondere ein Estrich, ein Fließestrich, ein Putz, ein Gipsstein, eine Wandbauplatte, eine Gipskartonplatte, eine autoklavierte oder nicht-autoklavierte poresierte Gipsplatte, deren Gewicht durch Beigabe eines Porenbildners, eines Schäummittels oder eines Schaumes reduziert wurde oder eine Verfüllung auf Kalziumsulfatbasis. Der Baustoff kann auch als Spachtelmasse oder Trockenestrich vorliegen.
Besonders bevorzugt enthält der Bindemittelmix oder der gesamte Baustoffmix, also die Mischung aus Bindemittelmix und den weiteren Feststoffen wie Aggregaten, Beimahlstoffen und/oder Additiven, das Baustoffadditiv in gefriergetrockneter Form. Dazu wird Baustoffadditiv, das zunächst als Flüssigkeit hergestellt wurde, als Ganzes gefriergetrocknet und dann dem Bindemittelmix oder dem Baustoffmix zugegeben. Man erhält einen fertigen Bindemittelmix oder Baustoffmix einschließlich Baustoffadditiv, so dass nur noch Wasser zugegeben werden muss. Man erhält auf diese Weise einen Gips, den man als „Schnellgips“ bezeichnen kann.
Alle vorstehend zum Baustoffadditiv beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Verwendung und den erfindungsgemäßen Baustoff.
Der Baustoff kann neben den genannten Komponenten weitere übliche Zusatzmittel enthalten. Beispiele sind Korrosionsinhibitoren, Fließmittel, Schwindreduzierer, Farbstoffe oder Pigmente. Gerade für Estriche ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet, da die Trocknungsdauer und der Verarbeitungsaufwand oftmals von besonderer Bedeutung sind, die Belegreife eine wichtige Größe ist und die möglichst schnelle Trocknung eines Estrichs im Bau überaus wünschenswert ist.
Kalziumsulfatestrich als Fließestrich wird zumeist als Fertigmischung auf die Baustelle geliefert. Dem Fertigmix ist nur noch Wasser hinzuzugeben und das Material kann eingebaut werden. Hier wird das Baustoffadditiv dem Anmachwasser hinzugegeben. Es kann jedoch auch als Pulver dem Fertigmix hinzugegeben werden, was jedoch nicht bevorzugt ist.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kalziumsulfatestrichs umfasst die folgenden Schritte: a) das Mischen von Komponenten umfassend kalziumsulfatbasiertes Bindemittel, Gesteinskörnung, Wasser und den erfindungsgemäßen Baustoffadditivs wie vorstehend beschrieben, um eine Estrichmischung zu erhalten, b) das Verteilen der Estrichmischung in die gewünschte Form/auf der Ausbringungsfläche und c) das Trocknen/ Aushärten der Estrichmischung.
Im ersten Schritt des Verfahrens werden Komponenten umfassend Bindemittel, Gesteinskörnung, Wasser und das erfindungsgemäße Baustoffadditiv gemischt, um eine Estrichmischung zu erhalten. Um nach DIN EN 13454 einen CA4 Estrich (4 steht für Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen von mindestens 4,0 N/mm2 oder mehr) zu erhalten, werden pro m3 die folgenden Mengen benötigt: Kalziumsulfatbasiertes Bindemittel 260,0 kg, Kies 1705,0 kg, Wasser 104,0 kg und 0,60 kg des erfindungsgemäßen Baustoffadditivs der Variante 1 (s.u.). Die Reihenfolge, in der die Komponenten gemischt werden, ist beliebig. Bevorzugt gibt man jedoch das Baustoffadditiv in das Wasser zu. Die üblichen Mi sch Vorschriften zur Herstellung solcher Estrichmischungen sind einzuhalten.
Wie allgemein bekannt, ist Kalziumsulfat ein anorganisches Bindemittel, welches unter Beigabe von Wasser hydratisiert, sich also verfestigt, indem es Gips (Kalziumsulfatdihydrat) bildet. Der Vorgang ist dem Fachmann bekannt. Zur Regelung des Erstarrens können dem Kalziumsulfat Nebenbestandteile zugesetzt werden, deren Beigabe dem Fachmann bekannt ist.
Als weitere Bestandteile zur Herstellung eines Bindemittels auf Kalziumsulfatbasis können latent hydraulische und/oder puzzolanische und/oder inerte Zusatzstoffe zugesetzt werden. Auch gewichtsreduzierende Stoffe wie gemahlenes Blähglas, gemahlener Blähton oder Schäume und Schäummittel können zugesetzt werden. Die Beigabestoffe und -mengen sind dem Fachmann bekannt. Das erfindungsgemäße Additiv ist für alle Varianten von Kalziumsulfat geeignet, insbesondere für Alphahalbhydrat und Anhydrit, thermischen Anhydrit und Mischungen daraus. Für Estriche und Ausgleichsmassen sind Anhydrit und Alpha-halbhydrat und deren Mischungen auch mit anderen Kalziumsulfattypen bevorzugt.
Je nach Anwendung variierend kann der Bindemittelmix Tonerdeschmelzzement enthalten. Zwar ist Tonerdezement kostspielig, aber es unterstützt die der Aushärtung des Gipses.
Als Gesteinskörnung können die üblichen Materialien verwendet werden, wie z.B. Rundkorn oder gebrochene Sande und/oder Kies, wobei eine Gesteinskörnung bis 8 mm bevorzugt wird. Eine Estrichmischung kann z.B. bis 4 mm Größtkorn, oder ein Beton bis 8 mm Größtkorn enthalten. Estriche werden auf Böden jeder Art aufgebracht, um eine feste, ebene Basis zu bieten.
Beispiel Baustoffadditive (alle Angaben pro kg) Baustoffadditiv Variante 1 :
20,0 Gew.-% PEG 8000 (Molgewicht 8.000g/mol)
10,0 Gew.-% ethoxyliertes natürliches Harz - U-Flakes der Firma Levaco 5,0 Gew.-% Entschäumer, XiaMeter AF-0400 der DOW Europe 65,0 Gew.-% Wasser
Baustoffadditiv Variante 2:
30,0 Gew.-% PEG 4000 (Molgewicht 4.000 g/mol)
10,0 Gew.-% ethoxyliertes natürliches Harz - U-Flakes der Firma Levaco 10,0 Gew.-% Entschäumer DISPELAIR 707 der BCD Chemie 50,0 Gew.-% Wasser Baustoffadditiv Variante 3:
15,0 Gew.-% PEG 2000 (Molgewicht 2.000g/mol)
2.5 Gew.-% ethoxyliertes natürliches Harz - UFIakes der Firma Levaco 10,0 Gew.-% Entschäumer Berolan DF-100 der CASEA Deutschland GmbH
72.5 Gew.-% Wasser
Baustoffadditiv Variante 4:
15,0 Gew.-% PEG 1500 (Molgewicht 1.500g/mol)
3 Gew.-% ethoxyliertes natürliches Harz - UFIakes der Firma Levaco
1 Gew.-% Entschäumer KCC Basildon BC 2370 der Basildon Chemicals
81 Gew.-% Wasser
Baustoffadditiv Variante 5:
12.5 Gew.-% PEG 1000 (Molgewicht 1.000g/mol)
6 Gew.-% % ethoxyliertes natürliches Harz - UFIakes der Firma Levaco
1,2 Gew.-% Entschäumer KCC Basildon Foam Clear Esca-NP der Basildon Chemicals 80,3 Gew.-% Wasser
Baustoffadditiv Variante 6:
15,0 Gew.-% MPEG 750 (Molgewicht 750g/mol)
6 Gew.-% % ethoxyliertes natürliches Harz - UFIakes der Firma Levaco
1,2 Gew.-% Entschäumer KCC Basildon Foam Clear Esca-NP der Basildon Chemicals 77,8 Gew.-% Wasser
Beispiele Mischungen für Baustoffe mit Kalziumsulfatbasierten Bindemitteln
Beispiel 1 : Estrich CA4 mit Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen > 4,0 N/mm2
Ein Estrich der Klasse CA4 gemäß DIN EN 13454 besteht aus den Bestandteilen kalziumsulfatbasiertes Bindemittel, Wasser und Kies. Weitere Zuschlagstoffe und Additive sind möglich, werden hier aber vernachlässigt. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:
• Südanit 280 der CASEA GmbH, 260,0 kg
• Kies, 1.780,0 kg
• Wasser 104,0 kg
• Baustoffadditiv der Varianten 1 bis 6, jeweils 2,50 kg Die Mischung erfolgt üblicherweise in einem Estrichmischer, welcher üblicherweise 200 - 220 Liter Mischvolumen besitzt. Die Mischreihenfolgen ist beliebig, jedoch hat sich in der Praxis die folgende Reihenfolge etabliert: 1. Teilmenge Kies, 2. Bindemittel Südanit, 3. Wasser, 4. Restmenge Kies. Dabei wird das Baustoffadditiv vorab dem Wasser beigegeben, damit es sich besser im Mischer verteilt.
Beispiel 2: Schaumgips als Ausgleichsmasse, Dichteklasse 600:
Ein Schaumgips der Dichteklasse 600 hat ein Gewicht von 600 kg/m3 oder 600 g/Liter. Er besteht aus den Bestandteilen FE 50 Largo der Firma KNAU FF und Wasser.
Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:
• KNAUFF FE 50 Largo, 420 kg,
• Wasser 168,0 kg
• Baustoffadditiv Variante 2; 2,5 kg
• Schaum aus Porenbildner PB1 der ML7 Entwicklungs GmbH; 420,0 Liter
Die Mischung erfolgt üblicherweise auf der Baustelle, die Anlieferung des Bindemittels an die Baustelle erfolgt als Sackware oder in ein Silo. Bei der Herstellung des Baustoffs wird zuerst aus FE 50 Largo, Wasser und Additiv ein flüssiger Baustoffleim hergestellt, dem dann der Schaum untergemischt wird. Der aufgeschäumte Baustoff wird dann zum Verbaupunkt gefördert.
Beispiel 3: Fließestrich CAT4, Biegezugfestigkeit nach 28 Tagen > 4,0 N/mm2): Ein Estrich der Klasse CAT4 gemäß DIN EN 13454 besteht aus den Bestandteilen Bindemittel Fortissimo der Firma KNAUFF, Wasser und Baustoffadditiv 3. Pro m3 werden die folgenden Mengen benötigt:
• KNAUFF Fortissimo 2.365,0 kg
• Wasser 162,5 kg
• Baustoffadditiv Variante 3: 2,5 kg.
Die Mischung erfolgt üblicherweise in Spezialmischern auf der Baustelle. Die Mischreihenfolgen ist gleich, jedoch hat sich in der Praxis die folgende Reihenfolge etabliert: 1. Bindemittel, 2. Wasser, 3. Baustoffadditiv. Dabei wird das Baustoffadditiv vorab dem Wasser beigegeben, damit es sich besser im Mischer verteilt.
Testmethoden: Damit keine erhöhte Restfeuchte ins Spiel kommt werden nur die beiden Testmethoden nach Norm DIN EN 18560 Teil 1 angewandt.
Testmethode 1 : Gravimetrische Feuchtemessung (auch Trocknung im Darr Ofen) Hier wird eine Probe der hergestellten Beispielmischung entnommen und bei 40°C die nicht chemisch gebundene Feuchtigkeit herausgelöst. Die Gewichtsdifferenz aus Startgewicht und Endgewicht bei Gewichtskonstanz wird durch das Endgewicht geteilt und so die Restfeuchte in % bestimmt.
Testmethode 2: Kalziumcarbid-Methode.
Hier wird eine Probe entnommen und in eine Flasche („CM Flasche“) gegeben. Dazu kommen Stahlkugeln und Glasampullen mit Kalziumkarbidfüllung. Dann wird die CM Flasche geschüttelt, wobei das Kalziumkarbid freigesetzt wird. Das Restwasser der Probe reagiert mit dem Calciumcarbid und entwickelt ein Gas. Der durch das Gas entstehende Gasdruck wird ermittelt und daraus die Restfeuchte bestimmt.
Weitere Methoden zur Bestimmung der Restfeuchte sind laut DIN EN 18560 nicht zugelassen.
Betrachtung der Testergebnisse des Standardestrichs mit den Baustoffadditiven 1 bis 6 sowie ohne Baustoffadditiv:
Um den Grad der beschleunigten Trocknung zu ermitteln, werden jeweils ein Binde- mittelmix mit den Baustoffadditiven 1 bis 6 und ein identischer Mix ohne Baustoffadditiv hergestellt und das Trocknungsverhalten dieser Mischungen verglichen. Die Restfeuchteermittlung erfolgte nach Testmethode 1 (gravimetrische Feuchtemessung im Darr-Ofen, bei 40°C) Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 dargestellt:
Baustoffadditiv
Wirkungsgrad des Baustoffadditivs
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000022_0001
* Restfeuchte ermittelt durch gravimetrische Feuchtemessung gemäß DIN EN 18560 Teil 1 im Darr Ofen bei 40°C
Tabelle 2: Restfeuchte bei Verwendung verschiedener Baustoffadditive
Je nach Zusammensetzung des Bindemittels und des eingesetzten Baustoffadditivs ergeben sich bei den Beispielmischungen Unterschiede im Trocknungsverhalten, wobei die Trocknungsdauer der Varianten mit Baustoffadditiv im Rahmen dieser Patentschrift immer geringer ist als die ohne Baustoffadditiv.

Claims

- 22 -Patentansprüche
1. Baustoffadditiv für einen Baustoff auf Kalziumsulfatbasis, bestehend aus einer Wirkkomponente, die aus folgenden Substanzen besteht: a) 35 bis 98 Gew.-%, insbesondere 40 bis 90 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykols, b) 1 bis 45 Gew.-%, insbesondere 2 bis 40 Gew.-%, mindestens eines ethoxylierten natürlichen Harzes oder ethoxylierten Kunstharzes und c) 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 35 Gew.-% mindestens eines Entschäumers, wobei die Summe der Komponenten a), b) und c) 100 Gew.-% ergibt.
2. Baustoffadditiv nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkkomponente aus a) 40 bis 80 Gew.-% mindestens eines Polyethylenglykols, b) 3 bis 30 Gew.-% mindestens eines ethoxylierten natürlichen Harzes oder ethoxylierten Kunstharzes und c) 1 bis 30 Gew.-% mindestens eines Entschäumers besteht.
3. Baustoffadditiv nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkkomponente aus a) 45 bis 75 Gew.-%, insbesondere 50 bis 70 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykols, b) 3 bis 25 Gew.-%, insbesondere 4 bis 20 Gew.-% mindestens eines ethoxylierten natürlichen Harzes oder ethoxylierten Kunstharzes und c) 2 bis 25 Gew.-%, insbesondere 3 bis 20 Gew.-% mindestens eines Entschäumers besteht.
4. Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz b) ausgewählt ist aus mindestens einer ethoxylierten Verbindung der Gruppe bestehend aus Tallöl, Wurzelharz, Balsamharz, Kolophonium und Addukten von Maleinsäure, wobei Kolophonium besonders bevorzugt ist. Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyethylenglykol ein Molgewicht Mw von 500 bis 35.000 g/mol, insbesondere von 1.000 bis 25.000 g/mol, besonders bevorzugt von 1.500 bis 15.000 g/mol und ganz besonders bevorzugt von 2.000 bis 12.000 g/mol, aufweist. Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Baustoffadditiv als Zusatzkomponente neben der Wirkkomponente weiterhin ein Salz, ein Mittel zur Einstellung des pH-Werts, ein Antioxidationsmittel, eine Verarbeitungshilfe, ein Verflüssigungsmittel und/oder ein Konservierungsmittel enthält. Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz c) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus silikonbasierten, polymerbasierten und mineralölbasierten Entschäumern sowie Entschäumern auf Basis von pflanzlichen oder tierischen Ölen, wobei die silikonbasierten, die mineralölbasierten sowie die auf pflanzlichen oder tierischen Ölen basierenden Entschäumer bevorzugt sind. Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hilfsmittel Wasser enthält, wobei der Wasseranteil 0,1 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 85 Gew.-%, insbesondere 40 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Baustoffadditiv, beträgt. Verwendung des Baustoffadditivs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Trocknungsbeschleuniger für Baustoffe auf Kalziumsulfatbasis. Verwendung des Baustoffadditivs nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Verarbeitungshilfe für Baustoffe auf Kalziumsulfatbasis. Verwendung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Baustoffadditivs an der Mischung aus Baustoff und Baustoffadditiv von 0,03 bis 0,90 %o, vorzugsweise von 0,05 bis 0,80 %o beträgt Baustoff auf Kalziumsulfatbasisbasis, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff des Weiteren ein Baustoffadditiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält. Baustoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff von 0,03 bis 0,90 %o, vorzugsweise von 0,05 bis 0,80 %o erfindungsgemäßes Baustoffadditiv enthält. Baustoff nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Baustoffadditiv in gefriergetrockneter Form enthalten ist. Baustoff nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Baustoff ein Putz, ein Estrich, ein Fließestrich, eine Verfüllung, eine Ausgleichsmasse ein geschäumter Gips, dem ein Schäummittel oder ein Schaum zur Verringerung der Dichte beigegeben wurde, ein vorgefertigtes Gipselement, ein Gipsformteil, welches industriell, halbindustriell oder manuell hergestellt werden kann und in fertiger Form auf die Baustelle geliefert und dort verbaut wird, eine Gipsplatte, eine Gipskartonplatte, ein Gipsstein in allen Formen und Dimensionen oder eine spezielle kalziumsulfatbasierte Mischung, die vom Fachmann auf der Baustelle zu speziellen Produkten verarbeitet werden kann, wie Trockenmörtel, Spachtelmassen und historische Gipse, ist.
PCT/EP2021/078402 2020-10-14 2021-10-14 Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte baustoffe WO2022079148A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126943.9 2020-10-14
DE102020126943 2020-10-14
DE102020127379.7 2020-10-16
DE102020127379.7A DE102020127379A1 (de) 2020-10-14 2020-10-16 Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte Baustoffe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022079148A1 true WO2022079148A1 (de) 2022-04-21

Family

ID=80818065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/078402 WO2022079148A1 (de) 2020-10-14 2021-10-14 Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte baustoffe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020127379A1 (de)
WO (1) WO2022079148A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023186577A1 (de) * 2022-03-31 2023-10-05 ML7 Entwicklungs-GmbH Trocknungsbeschleuniger für zementbasierte baustoffe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1487757A1 (de) * 2002-03-27 2004-12-22 United States Gypsum Company Versprühbares und bearbeitbares medium
EP1907334A2 (de) * 2005-06-14 2008-04-09 United States Gypsum Company Schnelltrocknende gipsprodukte
EP2574636A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-03 BASF Construction Polymers GmbH Schnell suspendierbare pulverförmige Zusammensetzung
DE102016106196A1 (de) * 2016-04-05 2017-10-05 ML 7 Entwicklungs GmbH Verwendung von Stabilisatoren zur Stabilisierung eines Schaums, Schäumungsmittel, Verfahren zur Herstellung eines luftporenhaltigen Baumaterials und nach den Verfahren erhältliche luftporenhaltige Baumaterialien und Bauprodukte

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340856B1 (ko) 2013-06-03 2013-12-12 강상수 내구성 및 수밀성이 우수한 시멘트 모르타르 조성물과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 보수방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1487757A1 (de) * 2002-03-27 2004-12-22 United States Gypsum Company Versprühbares und bearbeitbares medium
EP1907334A2 (de) * 2005-06-14 2008-04-09 United States Gypsum Company Schnelltrocknende gipsprodukte
EP2574636A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-03 BASF Construction Polymers GmbH Schnell suspendierbare pulverförmige Zusammensetzung
DE102016106196A1 (de) * 2016-04-05 2017-10-05 ML 7 Entwicklungs GmbH Verwendung von Stabilisatoren zur Stabilisierung eines Schaums, Schäumungsmittel, Verfahren zur Herstellung eines luftporenhaltigen Baumaterials und nach den Verfahren erhältliche luftporenhaltige Baumaterialien und Bauprodukte

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023186577A1 (de) * 2022-03-31 2023-10-05 ML7 Entwicklungs-GmbH Trocknungsbeschleuniger für zementbasierte baustoffe

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020127379A1 (de) 2022-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19610270B4 (de) Verfahren zur Beschichtung eines Substrats mit einer zementhaltigen Zusammensetzung und Zweikomponentensystem zum Auftrag mit einer Spritzdüse
DE60108391T2 (de) Schnellbinder für selbst-verdichtenden beton und verwendung eines solchen bindemittels
DE2428711B2 (de) Verfahren zur herstellung von schnellhaertendem zement
DE102005018100A1 (de) Hydraulisches Bindemittel
WO2009144293A1 (de) Zusatzmittel für hydraulische bindemittel mit langer verarbeitungszeit und hoher frühfestigkeit
DE2631031B2 (de) Selbstnivellierende Baustoffmasse auf der Basis von Calciumsulfat
EP2419388B1 (de) Entstaubte pulverförmige baustoffzusammensetzung
EP2746237A1 (de) Anreger fuer Zement
DE102010034874B4 (de) Mineralische Bindemittelzusammensetzung und diese enthaltende bauchemische Produkte
WO1999048835A1 (de) Fliessfähiges, hydraulisch abbindendes mörtelsystem
DE19602132A1 (de) Fließfähigkeitszusatz
WO2022079148A1 (de) Baustoffadditiv für kalziumsulfatbasierte baustoffe
DE3048506A1 (de) Trockene pulverfoermige putzmischung und verfahren zu ihrer herstellung
WO2022079146A1 (de) Baustoffadditiv für zementbasierte baustoffe
WO2012025567A1 (de) Beschleuniger
EP1894905B1 (de) Betonzusammensetzung
DE1943634B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines horizontalen Bodenbelags aus einer Masse auf der Bais eines Anhydritbinders
DE2518799A1 (de) Verfahren zum herstellen einer hydraulisch erhaertenden mischung
DE10141864B4 (de) Verwendung einer Schnellzement-Bindemittelmischung für einen schnellerhärtenden strukturviskosen Beton, insbesondere für Verkehrsflächen
WO2023186577A1 (de) Trocknungsbeschleuniger für zementbasierte baustoffe
EP3333138A1 (de) Flüssiges zusatzmittel für schnelle belegreife von zementestrichen
DE2828988A1 (de) Verfahren zur herstellung von beton bzw. moertel und beton- bzw. moertelmischung
EP3601194A1 (de) Beschleunigerpulver und schnell abbindende bindemittelzusammensetzung
DE1966658C3 (de) Masse für Estriche und Verfahren zur Verarbeitung der Masse
DE102015218759B3 (de) Gips-Zement-Trockenmischung und daraus hergestellte Gebäudefertigteile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21801017

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 07/07/2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21801017

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1