AT504328B1

AT504328B1 - Verwendung eines zusatzstoffes für einen baustoff und verfahren zur herstellung eines baustoffes

Info

Publication number: AT504328B1
Application number: AT8032007A
Authority: AT
Inventors: Norbert Ing Kranzinger
Original assignee: Kdm Engineering Gmbh
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-05-15
Also published as: AT504328B8; TW200916430A; WO2008141345A1; AT504328A4

Description

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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Zusatzstoffes für ein hydraulisches Bindemittel bei Baustoffen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes unter Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzstoffes, Pellets umfassend den Zusatzstoff sowie Verfahren zur Herstellung dieser Pellets.

Milch sowie Milchinhaltsstoffe werden seit langem im Bauwesen eingesetzt. So kennt man aus der WO 92/12102 ein Verfahren zur Erzielung gleichmäßig gefärbter Kalk-Zement-Putze auf Mauerwerk, bei dem einem hydraulisch abbindenden Verputz beim Mischen mit dem Anmachwasser Milch, Milchpulver oder Kaseinpulver zugesetzt wird. Insbesondere der Zusatz von Magermilchpulver bzw. fein verteiltem Kaseinpulver in einem Mengenverhältnis von 5 bis 100 g pro Liter Anmachwasser führen zu einer gleichmäßigen Färbung des Verputzes. Es hat sich gezeigt, dass bei einer geringeren Menge als 5 g der angestrebte Effekt nicht mehr zufriedenstellend erreicht wird, wohingegen sich mehr als 100 g des Zusatzstoffes pro Liter Anmachwasser auf die Aushärtung des Mörtels sowie die Festigkeit des fertigen Putzes nachteilig auswirken.

Aus der DE 39 20 662 A1 sind ferner die Verwendung von Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymeren in hydraulisch abbindenden Massen sowie die so erhaltenen Massen bekannt. Die Staubentwicklung beim Einsatz von trockenen, hydraulischen Bindemitteln soll auf diese Art vermindert werden. Die hydraulisch abbindenden Massen enthalten 0 bis 6 Gew.-Teile Kasein.

In der CH 193 289 ist ein Bindemittel gezeigt, welches insbesondere für die Befestigung von Wand- und Bodenplatten vorgesehen ist. Die Haftung des Bindemittels wird dadurch verbessert, dass es zu etwa 1,5 Gew.-% Kasein, vorzugsweise in Pulverform, enthält. Zur Herstellung dieses Bindemittels werden die Inhaltstoffe Kasein, ein hydraulisches Bindemittel wie Portlandzement und Kaseinleim in Pulverform vermengt, anschließend wird Wasser zugegeben.

In der GB 951 430 A ist eine Zementmischung beschrieben, die zu 4 bis 10 Gew.-% aus einem proteinösen Haftmittel besteht, vorzugsweise aus Kasein.

Aus der AT-E 40 670 B ist der Zusatz eines Proteinhydrolysats für hydraulische Bindemittel, Mörtel und Beton und ihre Anwendung im Baugewerbe bekannt. Als Ausgangsmaterial für diese Zusatzstoffe können Milchproteine verwendet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Festigkeit eines Baustoffes zu erhöhen, indem die zur Herstellung des Baustoffes notwendigen hydraulischen Bindemittel mit einem Zusatzstoff versehen werden. Als Baustoffe seien beispielsweise Betone wie Schaum- und Porenbetone, alle hydraulisch aushärtenden Bausteine wie Vollblöcke, Hohlblocksteine etc., Mörtel und Putz sowie Baustoffe aus leichten Zuschlagstoffen, die hydraulisch binden, genannt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, dass ein Zusatzstoff für ein hydraulisches Bindemittel verwendet wird, wobei der Zusatzstoff max. 60% Lactose und max. 40% Milchprotein umfasst und das Milchprotein 70 bis 90% Kasein und 10 bis 30% Molkenprotein enthält, sowie gegebenenfalls max. 1,5% Fett, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:62500 liegt. Als hydraulisches Bindemittel können folgende Stoffe verwendet werden: hydraulischer sowie natürlicher hydraulischer Kalk, alle Zementarten wie Portlandzement, Hochofenzement, Romanzement und Puzzolanzement, sowie Mischungen dieser Stoffe.

Die Inhaltsstoffe Lactose und Milchprotein sind in Magermilchpulver im geforderten Massenverhältnis vorhanden, zudem ist der geringe Fettanteil notwendig, da bei einem höheren Anteil das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist. Des Weiteren ist Molkenprotein ein unabdingbarer Bestandteil des Zusatzstoffes, da in Versuchen festgestellt wurde, dass der alleinige Zusatz von Kasein zu keinen befriedigenden Resultaten führte. Daher ist die Verwendung von Magermilch- 3 AT 504 328 B1 pulver auch in Hinblick auf Verfügbarkeit und Kosten als Zusatzstoff vorteilhaft.

Besonders günstig ist es, wenn der Zusatzstoff als Pellet, Bead, Pad oder dergleichen vorliegt, da somit nicht nur eine praktische Handhabung in Hinblick auf Lagerung und Transport erzielt wird, sondern auch die Dosierung wesentlich erleichtert wird, da der Zusatzstoff in im Verhältnis zu hydraulischem Bindemittel und Zuschlagstoff relativ kleinen Mengen hinzugemischt wird.

Bei der Herstellung eines Baustoffes, welcher den Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel, einen Zuschlagsstoff sowie Wasser umfasst, liegt ein bevorzugtes Massenverhältnis von Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:500 und 1:5000 vor, da in diesem Bereich in Versuchen die besten Resultate hinsichtlich Festigkeit des Baustoffes erzielt wurden.

Bei einem Massenverhältnis von hydraulischem Bindemittel zu Zuschlagsstoff zwischen 1:3,5 und 1:4,5 liegt ein günstiges Massenverhältnis von Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:40000 vor, wobei als Zuschlagsstoff Sand, Kies, Schotter, Splitt und dergleichen verwendet werden können. Für ein Massenverhältnis von hydraulischem Bindemittel zu Zuschlagsstoff zwischen 1:2,5 und 1:3,5 liegt ein bevorzugtes Massenverhältnis von Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:200 und 1:62500 vor, da mit diesen Werten in Experimenten eine gegenüber einem Baustoff ohne Zusatzstoff höhere Festigkeit erreicht wurde.

Weiters wird ein Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes gezeigt, enthaltend ein hydraulisches Bindemittel mit einem Zusatzstoff umfassend max. 60% Lactose und max. 40% Milchprotein, wobei das Milchprotein 70 bis 90% Kasein und 10 bis 30% Molkenprotein enthält, sowie gegebenenfalls max. 1,5% Fett, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:62500 liegt und das Massenverhältnis Wasser zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:0,45 bis 1:0,65 liegt. Für die Herstellung eines derartigen Baustoffes ist es günstig, das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:500 und 1:5000 zu wählen, wobei das Massenverhältnis Wasser zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:0,45 bis 1:0,65 liegen soll, da durch Versuche die besten Resultate für diesen Bereich erhalten wurden. Für die Herstellung eines Baustoffes ist es hinsichtlich der Lagerung und des Transports sowie der besser handhabbaren Dosierung besonders praktisch, den Zusatzstoff in Form von Pellets, Beads, Pads oder dergleichen vorliegen zu haben. Dazu eignen sich Pellets, welche 5 bis 15% des Zusatzstoffes sowie 85 bis 95% Sand umfassen, wobei der Sand vorzugsweise mind. 50% Quarzsand umfasst und eine Körnung unter 0,5 mm aufweist.

Um derartige Pellets herzustellen, werden 5 bis 15% des Zusatzstoffes mit 85 bis 95% Sand trocken vermischt, anschließend mit Wasser angemacht und durchmischt und schließlich in Pelletform gepresst und getrocknet.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele a) bis n) weiter erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Die Tabelle zeigt die Prismenfestigkeit eines Baustoffes in N/mm2 nach 3, 7, 28 und in den Beispielen g) und h) auch nach 56 Tagen, wobei in den Beispielen a) bis I) für die Herstellung des Baustoffes 1440 g Zement als hydraulisches Bindemittel, 5760 g Sand als Zuschlagsstoff, 792 g Wasser, sowie die in der Tabelle jeweils angegebene Menge an Magermilchpulver als Zusatzstoff verwendet wurden.

Bei den Beispielen a) bis c) wurde der Baustoff so hergestellt, dass der Zusatzstoff in Wasser mit Hilfe eines Rührwerks und Ultraschall aufgelöst wurde.

Zum Vergleich sind jeweils die Beispiele m) und n) angeführt, deren Werte erhalten wurden, wenn dem Baustoff kein Zusatzstoff beigemischt wurde. Dabei wurden in Beispiel m) 1440 g 4 AT 504 328 B1

Zement, 5760 g Sand und 792 g Wasser verwendet, in Beispiel n) 1800 g Zement, 5400 g Sand und 990 g Wasser.

Beispiel Zusatzstoff in Gew.-% Prismenfestigkeit in N/mm2 nach 3 Tagen nach 7 Tagen nach 28 Tagen a) 0,005 54,74 65,94 76,87 b) 0,008 50,30 64,36 75,35 c) 0,01 54,68 63,12 75,10 m) 0 48,13 58,02 67,80 n) 0 51,09 60,15 68,90 Für die Beispiele d) bis f) wurde auf das Rührwerk verzichtet.

Beispiel Zusatzstoff in Gew.-% Prismenfestigkeit in N/mm2 nach 3 Tagen nach 7 Tagen nach 28 Tagen d) 0,005 54,7 59,67 75,92 e) 0,008 54,99 69,83 78,74 f) 0,016 45,93 66,41 73,27 m) 0 48,13 58,02 67,80 n) 0 51,09 60,15 68,90

Die erfindungsgemäßen Pellets wurden in einem Ultraschallbad und mit Hilfe eines Rührwerks aufgelöst, was zu den Ergebnissen in den Beispielen g) bis i) führte.

Beispiel Zusatzstoff in Gew.-% Prismenfestigkeit in N/mm2 nach 3 Tagen nach 7 Tagen nach 28 Tagen nach 56 Tagen 9) 0,00155 59,37 70,46 81,56 79,85 h) 0,00194 58,12 69,68 81,24 82,03 i) 0,0023 51,09 67,18 75,17 m) 0 48,13 58,02 67,80 n) 0 51,09 60,15 68,90

In den Beispielen j) bis I) wurden die Pellets ohne Rührwerk aufgelöst.

Beispiel Zusatzstoff in Gew.-% Prismenfestigkeit in N/mm2 nach 3 Tagen nach 7 Tagen nach 28 Tagen j) 0,00155 52,5 67,10 78,20 k) 0,00194 53,75 64,38 72,81 I) 0,0023 55,88 67,82 74,37 m) 0 48,13 58,02 67,80 n) 0 51,09 60,15 68,90

Claims

5 AT 504 328 B1 Patentansprüche: 1. Verwendung eines Zusatzstoffes umfassend max. 60% Lactose und max. 40% Milchprotein, wobei das Milchprotein 70 bis 90% Kasein und 10 bis 30% Molkenprotein enthält, sowie gegebenenfalls max. 1,5% Fett für ein hydraulisches Bindemittel zur Erzielung einer höheren Festigkeit von unter Verwendung des hydraulischen Bindemittels hergestellten Baustoffen, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:62500 liegt.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff in Form von Magermilchpulver vorliegt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff als Pellet vorliegt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes unter Verwendung des Zusatzstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel sowie ein Zuschlagsstoff mit Wasser angemacht werden, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:500 und 1:5000 liegt.
5. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes unter Verwendung des Zusatzstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel sowie ein Zuschlagsstoff mit Wasser angemacht werden, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:40000 liegt, wobei das Massenverhältnis hydraulisches Bindemittel zu Zuschlagsstoff zwischen 1:3,5 und 1:4,5 liegt.
6. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes unter Verwendung des Zusatzstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel sowie ein Zuschlagsstoff mit Wasser angemacht werden, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:200 und 1:62500 liegt und das Massenverhältnis hydraulisches Bindemittel zu Zuschlagsstoff zwischen 1:2,5 und 1:3,5 liegt.
7. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes enthaltend ein hydraulisches Bindemittel unter Verwendung eines Zusatzstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit dem Zusatzstoff umfassend max. 60% Lactose und max. 40% Milchprotein, wobei das Milchprotein 70 bis 90% Kasein und 10 bis 30% Molkenprotein enthält, sowie gegebenenfalls max. 1,5% Fett, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel sowie ein Zuschlagsstoff mit Wasser angemacht werden, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:130 und 1:62500 liegt und das Massenverhältnis Wasser zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:0,45 bis 1:0,65 liegt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Baustoffes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff, ein hydraulisches Bindemittel sowie ein Zuschlagsstoff mit Wasser angemacht werden, wobei das Massenverhältnis Zusatzstoff zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:500 und 1:5000 liegt und das Massenverhältnis Wasser zu hydraulischem Bindemittel zwischen 1:0,45 bis 1:0,65 liegt.
9. Pellet umfassend einen Zusatzstoff zur Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pellet 5 bis 15% des Zusatzstoffes sowie 85 bis 95% Sand umfasst, wobei der Sand mind. 50% Quarzsand umfasst und eine Körnung unter 0,5 mm aufweist. 6 AT 504 328 B1
10. Verfahren zur Herstellung eines Pellets nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass 5 bis 15% des Zusatzstoffes mit 85 bis 95% Sand trocken vermischt, anschließend mit Wasser angemacht und durchmischt und schließlich in Pelletform gepresst und getrocknet werden. Keine Zeichnung