DE2557594A1

DE2557594A1 - Baustoffmasse auf der grundlage von calciumsulfat-alpha-halbhydrat

Info

Publication number: DE2557594A1
Application number: DE19752557594
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Chem Dr Gradl; Gero Dipl Chem Dr Heymer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-12-20
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1977-06-30
Also published as: DD127757A5; GB1511600A; DE2557594B2; AT363371B; ATA937076A; FR2335465A1; BE849603A; NL7614056A; FR2335465B1; DK572576A; DE2557594C3

Description

Hoechst Aktiengesellschaft
HOE 75/K 061

Baus toff masse auf der Grundlage von Calciumsulf at-cc-Halfohydrat.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baustoffmasse auf dor Grundlage-: von Calciumsulfot-a--IIajhhydrat und ein Verfahren zur Herstellung eines fließfähige« Materials aus dieser Baustoff masse sowie die Verwendung dieses Materials .für fjelbsti'iivellierende Estriche.

Das Verlegen eines Nutzbodens, beispielsweise aus Fliesen oder Hol-'.prirkett, ist nur auf einer horizontal en und ebenen Oberfläche, nicht jedoch auf den meist unebenen und rauhen Rohdecken von Gebäuden möglich.

Während früher zur Herstellung der erforderlichen horizontalen und ebenen Oberflächen Estriche aus GuSasphc.lt, Zement oder- Magnesit verwendet wurden, deren Aufbringen, Nivellieren- und Glätten einen beträchtlichen Arbeitsaufwand mit -sich bringen , sind seit einiger Zeit Mörtelmischungen bekannt, welche nach Zugabe von Wasser eine fließ- und pumpfähige Konsistenz aufweisen und sich unter dem Einflufi der Schwerkraft wie eine Flüssigkeit selbst nivellieren und glätten.

So ist aus der DT-OS 1 9kJ> 634 eine Mörtelmasse bekannt, welche aus Anhydrit und Sand sowie einer die Sedimentation der Feststoffe in Wasser verzögernden und einer die Festigkeit der aushärtenden Masse erhöhenden Substanz besteht, wobei die erste Substanz ein Celluloseäther sein kann, während aiii zweite Substanz ein sulfit- oder suüfonsäuremodifiziertes Harz auf der Basis eines Aniino-ε-triazine mit mindestens

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zv/el Νίΐρ-Gruppen geeignet ist. Diese Mischung wird mit Wasser im Gewichtsverhältnis bis 2 : 1 zu einer fließfähigen Masse vorarbeitet und auf eine tragende Unterlage ausgegossen, wo sie unter Bildung einer horizontalen Oberfläche auseinanderfließt und in diesem Zustand erstarrt.

'Nachteilig ist bei dieser Mörtelmasse, daß sie sehr langsam mit Wasser abbindet, so daß schlechte Frühfestigkeiten resultieren. Darüberhinaus muß im Interesse einer guten Fließfähigkeit der Mischung deren Sandanteil niedrig gehalten werden,wodurch jedoch ein beträchtlicher Zusatz des die Festigkeit der aushärtenden Masse erhöhenden modifizierten Harzes auf der Basis eines Amino-s-triazinSy welches relativ teuer ist, erforderlich wird.

Um dem Nachteil des langsamen Abbindens der Mörtelmasse auf der Basis von Anhydrit zu begegnen, wird in der DT-OS 2 359 290 eine Baustoffmasse vorgeschlagen, welche aus Calciumsulfat-ß-Halbhydrat, Tonerdeschmelzzement und/oder Portlandzement, dem o.g. modifizierten Harz auf der Basis von Aminos-triazin als festigkeitserhöhende Substanz sowie einem Abbindeverzögerer und/oder einem Füllstoff besteht. Diese Baustoff masse wird mit Wasser in der für die Fließfähigkeit erforderlichen Menge versetzt.

Diese Wassermenge ist verhältnismäßig groß, da allein zum' vollständigen Abbinden sowohl von Calciumsulfat-ß-Halbhydrat als auch des in der Baustoffmasse enthaltenen Zementes viel Wasser erforderlich ist. Dadurch werden einerseits den Baufortschritt behindernde lange Trockenzeiten erforderlich, während andererseits beim Verdunsten des überschüssigen Wassers in der abgebundenen Baustoffmasse ein großes Porenvolumen entsteht, wodurch die Endfestigkeit der Masse verringert wird.

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Schließlich ist aus der DT-OS 2 247 756 eine Estrichmasse für Fußböden bekannt, welche aus einem Geraisch von Calciumsulfat- a-Halbhydrat, Weißkalk, einem Verflüssiger, beispielsweise wasserlösliche hochmolekulare Aminoplaste oder PoIykieselsauren, und einem Abbindeverzögerer, beispielsweise Retardan '-* , besteht, welchem die gleiche Menge Bausand zugesetzt ist* Kach Zusatz von Wasser und nachfolgendem Rühren ist diese Estrichmasse vergießbar.

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Von Nachteil ist bei dieser Estrichmasse ihre geringe Fließfähigkeit, so daß sie' sich allein unter dem Einfluß der Schwerkraft nicht selbst nivelliert und glättet, ehe sie sich verfestigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baustoffmasse auf der Grundlage von. Calciumsulfat-et-Halbhydrat anzugeben, welche die erwähnten Kachteile nicht aufweist» Eine solche Baustoffmasse muß vielmehr mit verhältnistaäßig wenig Wasser zu einem Material mit guter Fließfähigkeit anrührbar sein, um einerseits lairze Austrocknungszeiten und andererseits unter dem Einfluß der Schwerkraft Selbstnivellierung und Glättung zu gewährleisten, wobei auf den Zusatz von Magerungsmittel wie Sand im Interesse einer guten fließfähigkeit und auf die Zugabe teurer Substanzen zur Erhöhung der Endfestigkeit verzichtet werden muß» Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Baüstoffmasse einen oder mehrere Phosphorsäureester und ein Tensidgemisch enthält.

Die Baustoffraasse gemäß der Erfindung kann wahlweise auch noch dadurch gekennzeichnet sein, da8

a) sie O₄ 1 bis 2 Gewichts^, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichts^ Phosphorsäureester, bezogen auf das Calciumsulfat-oc-Halbhydratj enthalt!

b) sie als Phosphorsaureester Mono-, Bi- oder Tri-Alkylester alt 3 kis 10 C-Atomen^ vorzugsweise mit 4 bis 6 C-Atomen, oder deren Hisci&mgen ehthält|

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c) sie 0,1 bis 2 Gewichts^, vorzugsweise 0,3 bis Ό,7 Gewients$ Tens idgemi sch, bezogen auf das Calciumsulfat-oc-Halbhydrat jenthält;

d) das Tensidgemisch aus 5 bis 40 Gewichts^, eines Älkyläthersulfates mit 10 bis 18 C-Atomen, 5 bis 15 Gewichts^ eines .Alkalisalzes des Öl säure -M-Me thyltauri ds, 5 bis 30 Gewicht^ eines Olefinsulfonates mit 10 bis "¹S -C-Atomen, 10 bis 40 Gejtfichts$ eines Diglykols mit 2 bis 6 C-Atomen und Rest Wasser Gesteht?

e) das Tensidjgemisch aus 11,5 Gewichts^ C-* p-C-i 4" Äthersulf at j 10 Gewicht^ des Katriumsalzes des Ölsaure-N-Methyltaurids, 6 Gewichts^ C^^-C-g-Olef insulf onat, 25 Gewichts^ Butyldiglykol und
47,5 Gewichts^ Wasser besteht;

f) sie zusätzlich Q-,01 bis 2 Gewichts^ Alkylenoxid-Hcchpolymere, bezogen auf das Calciumsulfat-oc-Halbhydrat, enthält;

g} sie zusätzlich 0,01 bis 2 Gewichts^ Cellulo^eäther, bezogen

auf das Calciumsulfat-ec-Halbhydrat, enthält; h) als Celliiloseäther Carboxyaethylcellulose enthalten ist; i) als Celluloseäther Methy!cellulose enthalten ist»

Ein fließfähiges ,Material ist aus der erfindungsgemäßsn Baustoffiaasse dadurch herstellbar, daß man die Baustoffmasse und lasser in einem Gewichtsverhältiiis von 3,0 bis 3,7 zu 1, vorzugsweise 3j3 bis 3,5 zu 1, innig miteinander vermischt.

£>chließli<;1a ist das fließfähige Material für selljstnivellie-

Estriche zur Bildung von Bodenbelägen mit porenfreier giaiter 0l3Brfläc1ae verwendbar.

Als Calciumsulfat-a-Halbhydrat ist ein solches ύμ verwenden, welches einen Wassergipswert (bestimmt nach DIN 1168, Teil 2, Seite 3* Ausgabe Juli 19753 von 0,37 Ms 0,50, vorzugsweise 0,40 bis 0*43, aufweist. Diese Bedingung erfüllt der handels übliche Hartgips sowie ein nach der DT-PS 1 157 128 in wäSrig Lösung hergestelltes Calciumsulfat-a-Halbhydrat nach Abfilte- rieren_# Trocknen und Mahlen auf eine Kornfeinheit <10ö μ»

Alle erfindungsgemäßen Zusätze können, obwohl sie teilv/eise Flüssigkeiten sind, mit Hilfe geeigneter Mischaggregate homogen im Calciumsulfat-a-Halbhydrat verteilt werden. Die erfindungsgemäße Baustoffmasse ist ausreichend lagerstabil, so daß auf der Baustelle lediglich die erforderliche Wasserme-nge abgemessen und zugesetzt werden muß.

Wird die erXindungsgemäße Baustoffmasse mit Wasser beispielsweise im Gev/ichtsverhältnis 3,5 : 1 vermischt, so wird ein fließfähiges Material erhalten, welches sich nach dem Vergießen wie eine Flüssigkeit ausbreitet, se.daß eine teure Nivellierung und Glättung mit der Hand oder durch Hilfsmittel entbehrlieh ist. Nach dem Abbinden des fließfähigen Materials müssen bei diesem Verhältnis von Baustoffmasse zu Wasser nur etwa 5 bis 7 % Wasser verdunstet werden, um die bei verlegtem Estrich übliche Restfeuchte von etwa 3 his 5 % zu erreichen.

Mit der erfindungsgemäßen Baustoffmasse ist ein fließfähiges Material herstellbar, dessen Abbindeverhalten nahezu ideal ist. So ermöglicht der verzögerte Versteifungsanfang eine ausreichende _;Verarbeitungszeit., während das darauf relativ kurz folgende Versteifungsende unnötige Wartezeiten vermeidet. Dabei tritt der verzögerte Versteifungsanfang auf, obwohl die erfindungsgemäße Baustoffmasse keine Abbindeverzögerer enthält, welche sich, abgesehen von ihren zusätzlichen Kosten, festigkeitmindernd auf den abgebundenen Estrich auswirken und häufig Ursache von unverwünschten Ausblühungen sind.

Mit der Baustoffmasse gemäß der Erfindung hergestellte Boden beläge weisen eine so hohe Frühfestigkeit auf, daß sie bereits kurze Zeit nach dem Vergießen begangen werden können. Nach wenigen Tagen weisen die Bodenbeläge Druckfestigkeiten von mehr als 300..kp/cm und -Biegezugfestigkeiten über 80 kg/

cm auf und liegen damit oberhalb der in DIN 4109 (vergl. Blatt 4, Seite 3, Ausgabe*?962) geforderten Werte für unge-

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magerte Gipsestriche.

Die Erfindung sei nunmehr anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

50 kg eines aus Naturgips gewonnenen, handelsüblichen Hartgipses mit einem Y/assergipswert von 0,42 werden mit 200 g Tri-iso-butylphosphat, 200 g eines Tensidgemisches und 100 g eines Hochpolymeren auf der Basis von Alkylenoxid innig vermischt, wobei eine homogene und klumpenfreie Masse mit guter Lagerstabilität resultiert.

Dss eingesetzte Tensidgemisch besteht aus: 11,5 Gewichts^ C^-C^-Äthersulfat 10 Gewichts% des Natriumsalzes des Ölsäure-N-Methyl-

taurids

6 Gewichts^ C^g-C^g-Olefinsulfonat 25 Gewichts^ Butyldiglykol
47,5 Gewichts^ Wasser.

Die homogene Masse wird mit Wasser im Gewichtsverhältnis 3,7 : 1 angerührt, wobei eine Suspension mit ausgezeichnetem Fließverhalten resultiert.

Zur Veranschaulichung des Fließverhaltens läßt man die Suspension aus einem Vicatring, welcher auf einem Ausbreittisch liegt, ausfließen (vergl. die Bestimmung des Ausbreitmaßes nach DIN 1168, Teil 2, Seiten 3 und 4, Ausgabe Juli 1975). Das Ausbreitmaß beträgt 40 cm.

Der Versteifungsanfang der Suspension liegt bei etwa 60 Minuten.

Die an Prüfkörpern nach DIN 1168 gemessenen Druck- bzw. Biegezugfestigkeiten betragen 316 bzw. 86 kp/cm .

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Beispiel 2

Bei der Herstellung von Naßphosphorsäure als Nebenprodukt anfallender Gips wird nach der DT-PS 1 157 128 zu Calciumsulfat- Gc-Halbhydrat umgesetzt und nach Abfiltrieren und Trocknen auf eine Kornfeinheit von O00 μ gemahlen.

150 kg dieses Calciumsulfat-oc-Halbhydrates mit einem Wassergipswert von 0,40 werden mit 750 g Tri-n-butylphosphat, 750 g des in Beispiel 1 verwendeten Tensidgemisches und 115 g einor Methylcellulose, deren 2%ige wäßrige Lösung eine mittlere Viskosität von etwa 1000 cP aufweist, innig vermischt.

100 kg dieses Gemisches werden mit 28,6 1 Wasser angerührt und das fließfähige Material wird mit Hilfe einer Schneckenpumpe über Schlauchleitungen auf eine tragende Unterlage gefördert. In einem abgeteilten Flächenelement von 1 χ 2 m fließt das Material unter Bildung einer etwa 3 cm dicken Schicht selbständig auseinander, nivelliert si-ch von selbst und erhärtet nach etwa einer Stunde unter Bildung einer porenfreien und glatten Oberfläche. Die Flache ist nach 3 Stunden begehbar. Nach 4 bis 5 Tagen weist die Fläche eine Druck- bzw. Biegezugfestigkeit von 326 bzw. 108 kp/cm² auf.

Beispiel 3

50 kg eines aus Naturgips gewonnenen, handelsüblichen Hartgipses mit einem Wassergipswert von 0,42 werden mit 250 g Tri-iso-butylphosphat und 250 g eines Tensidgemisches innig vermischt, wobei eine homogene und klumpenfreie Masse mit guter Lagerstabilität resultiert.

Das eingesetzte Tensidgemiseh besteht aus:

6 Gewichts^ C ^-C^-Äther sulfat 27,5Gewichts# G₁₀-C₁ ^-Äthersulfat

5 Gewichts^ des Natriumsalzes des Ölsäure-N-Methyltaurids

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7,5 Gewichts^ C₁6-C₁g-0lefinsulfonat 12,5 Gewlchts5i Butyldiglykol
41,5 Gewichts$» Wasser.

Die homogene Masse wird mit Wasser im Gewichtsverhältnis 3,6 : 1 angerührt, wobei eine Suspension mit ausgezeichnetem Fließverhalten resultiert.

Zur Veranschaulichung des Fließverhaltens läßt man die Suspension aus einem Vicatring, v/elcher auf einem Ausbrei ttisch liegt₄ ausfließen (vergl. DIN 1168). Das Ausbrei tmaß beträgt 38 cm.

Der Versteifungsanfang der Suspension liegt bei etwa 70 Minuten.

Die an Prüfkörpern nach DIN 1168 gemessenen Druck- bzw. Biegezugfestigkeiten betragen 304 bzw. 82 kp/cm .

Beispiel 4

Bei der Herstellung von Naßphosphorsäure als Nebenprodukt anfallender Gips wird nach der DT-PS 1 157 128 zu CaDciumsulfat~a-Halbhydrat umgesetzt und nach Abfiltrieren und Trocknen auf eine Kornfeinheit von <100 μ gemahlen.

2 kg dieses Calciumsulfat-a-Halbhydrates mit einem ¥assergipswert von 0,40 werden mit 12 g einer äquimolaren Mischung von Mono- und Dihexylphosphorsäureester, 10 g des in Beispiel 1 verwendeten Tensidgemisches und 2 g einer Methylcellulose., deren 25&Lge wäßrige Lösung eine mittlere Viskosität von etwa 1000 cP aufweist, innig vermischt.

Dieses Gemisch, wird mit 570 ml Wasser angerührt. Läßt man einen Teil -der Suspension wie in Beispiel 1 angegeben aus einem Yicatring ausfließen, so beträgt das Ausbreitmaß 36 cm. Die an Probekörpern nach DIN 1168 gemessenen Druck- bzw.

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Biegezugfestigkeiten bötragen 310 bzw. 85 kp/cm . Beispiel 5

Bei der Herstellung von Naßphosphorsäure als Nebenprodukt anfallender Gips wird nach der DT-PS 1 157 128 zu Calciumsulfat~e:--Halbhydrat umgesetzt und nach Abfiltrieren und Trocknen auf eine Kornfeinheit VOn¹CiOO μ gemahlen.

2 kg dieses Calciurasulfat-ct-llalbhydrates mit einen Wassergipswert von 0,45 werden mit 1Λ g Dibiity!phosphorsäureester, 12 g des in Beispiel 3 verwendeten Tensid-gemisches und 1,5 g einer Mcthylcellulose, deren 2%ige wäßrige Lösung eine mitt-3.ere Viskosität von etwa 1000 cP aufweist, innig vermischt.

Dieses Gemisch wird mit 600 ml Wasser angerührt. Läßt man einen Teil der Suspension wie in Beispiel 1 angegeben, aus einem Vicatring ausfließen, so beträgt das Ausbreitmaß 38 cm. Die an Prüfkörpern nach DIN 1168 gemessenen Druck- bzw. Biegezugfestigkeiten betragen 302 bzw. 81 kp/cnT".

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Claims

HOE 75/ϊί ü6i

Patentansprüche:

Baustoff masse auf der Grundlage von Calciumsulf at~cc-Halbhydrat, daäurch^ f;^kGnn?^eichnt;t, daß sie einen oder mehrere Phosphorsäureester und ein Ten&idgemisch enthält.
2) Bau stoff masse nach Anspruch 1_f dadurch gek e nnze i chnf? 1₁ daß sie 0,1 bis 2 Gewichts^, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichts^ Phosphorsäureester, bezogen auf das Calciumsulfat-a-Halbhydrat, enthält.
3) Baust off rna sse nach Anspruch 1 oder 2, dadj^rch^^ejcerijizeichnet, daß sie als Phosphorsäureester Mono-,'Di- oder Tri-Alkylester mit 3 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise mit h bis 6 C-Atomen, oder deren Mischungen enthält.
4) Baustoffmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0.1 bis 2 Gewichts^, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 Gewichts^ Tensidgemisch, bezogen auf das Calciumsulfat-α-Halbhydrat, enthalt.
5) Baustoffmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tensidgemisch aus 5 bis 40 Gewichts^ eines Alkyläthersulfates mit

10 bis 18 C-Atomen, 5 bis 15 Gewichts?6 eines Alkalisa3.zes des Ölsäure-N-

Methyltaurids, 5 bis 30 üewichts% eines Olefinsulfonates mit

10 bis 18 C-Atomen, 10 bis 40 Gewichts^ eines Digylkols mit

2 bis 6 C-Atomen und üest Wasser besteht.

6} Baustoff masse nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das das Tensictgeiaisch aus
31,5 Gewichts^ C^ ₂-C^-Ath.ersulfat

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10 Gewicht/;^ ties Eatriumsalzes des Olsäure-N-Methyl-

taurids
6 Gewichts^ C₁g-C_1B-Olefinsulfonat 25 Gewi chtsj-i Butyldi glykol und
47,3Gex«richtriK Wasser besteht.
·γ\ Baustoffmasse nach einem der Ansprüche 1 biß -6,, dadurch jS^iS^i^TLSMi-iiiiiii ^cIaß ^sie zusätzlich 0,01 bis 2 Gov/ichti;^' Alkylenoxid-Hochpolymere, bezogen auf das Calciurasulfat-Ä-HalMiydrat, enthäl't»
8) Bauatoffmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ö^-ürdb i£-I!]£i* öaß sie zusätzlich 0,01 bis 2 Gewichts^

Cellxiloseäther-, bezogen aui das Calciunisull'at-a-Kalbliydrat, enthält.
9) Baustoffmasse nach Anspruch 8, dadurch gekenazeiohnet, dafj als Celluloseäther Carboxymethylcellulose enthalten ist. .
10) Baustoffmasse nach Anspruch 8, d?durch gekennzeichnet, daß als Ceiluloseäther Methyl cellulose enthalten ist.
11) Verfahren zur Herstellung eines fl±e.3fähigen Materials aus tier Baustoff masse nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man dxe Baustoffmasse und ¥asser in jeinem Geviichtsverhältnis von 3,0 bis 3,7 zu 1, vorzugsweise 3,3 bis 3,5 zu 1, innig miteinander vermischt.
12) Verwendung des fließfähigen Materials nach Anspruch 11 für selbstnivellierende Estriche zur Bildung von Bodenbelägen mit porenfreier und .glatter Oberfläche.