DE10107822B4

DE10107822B4 - Fliessestrichmischung und Verfahren zur Herstellung von Fliessestrich

Info

Publication number: DE10107822B4
Application number: DE2001107822
Authority: DE
Inventors: Bernfried Hansel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: DE10107822A1

Abstract

Fließestrichmörtelmischung, bestehend aus Zement, Asche, Sand sowie Zusatzstoffen, Zusatzmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Portlandzement CEM I 32,5 R, einer Steinkohlenflugasche aus der Schmelzkammerfeuerung sowie Wasser jeweils gleicher Menge, Sand und aus 0,4 bis 1 Gew.% Melamin als Fließmittel und 0,03 bis 0,08 Gew.% nicht ionischem Tensid, jeweils bezogen auf den Zementanteil, Betonverzögerer, amorphem Silicat und Entschäumer besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fließestrichmörtelmischung, bestehend aus Zement, Asche, Sand sowie Zusatzstoffen, Zusatzmittel und Wasser. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Fließestrichmörtelmischung, wobei Zement, Zuschläge, Zusatzstoffe und Zusatzmittel unter Zugabe von Wasser gemischt, auf den Untergrund aufgebracht, nivelliert und entlüftet werden.

Derartige Baustoffmischungen sind in den unterschiedlichsten Zusammensetzungen und Mischungsverhältnissen bereits bekannt. Heute werden solche Baustoffmischungen meist für Fließestrich auf Anhydridbasis hergestellt. Solche über Gips gebundene Fließestriche zeichnen sich neben dem einfachen Aufbau vor allem dadurch aus, dass relativ große Flächen fugenlos verlegt werden können, weil kein Schwund auftritt. Nachteilig ist allerdings, dass diese Fließestriche aufgrund der Feuchtempfindlichkeit des Gipses im Wesentlichen nur im Innenbereich eingesetzt werden können. Vor allem für Nassbereiche sowie für Außenbereiche ist ein solcher Fließestrich nicht geeignet. Hier wird nach wie vor Zementestrich eingesetzt und zwar in erdfeuchter Mischung. Bei diesen erdfeuchten Mischungen ist der hohe Arbeitsaufwand von Nachteil und darüber hinaus die ergonomischen Nachteile, die insbesondere darin zu sehen sind, dass die Mitarbeiter bis zu 70% ihrer Arbeitszeit auf den Knien beschäftigt sind, wobei sie zusätzlich dabei auch noch permanent im feuchten Mörtel arbeiten müssen. Unter Berücksichtigung einer ausführenden Tagesleistung von ca. 150 m² ist der krankheitsbedingte Ausfall solcher Mitarbeiter sehr groß. Schon Mitte der 7er Jahre wurde von Seiten der Mörtelindustrie mit der Entwicklung von Zementfließestrich begonnen. Begründet waren diese Bemühungen besonders dadurch, dass Parallelen zur Herstellung, zum Transport und zum Einbau des technologisch bereits bekannten Systems, des Fließbetons gesehen wurden. Im Verlauf der 70er Jahre musste man aber dann bald erkennen, dass eine einfache Übertragung des Fließbeton-Know-hows auf Zementfließestrich nicht möglich war. Eine zielsichere Herstellung von Fließestrich und ein schadenfreier Einbau ist im großen Maßstab bisher nicht möglich. Aus Boden-Wand-Decke I/2001 Seite 154 ff. ist zu entnehmen, dass sogar bezüglich des Zementfließestrichs erhebliche Bedenken bestehen. So ist dort bezüglich der Verarbeitung beispielsweise ausgeführt, dass das Beherrschen der Schwindprozesse und der damit verbundenen Probleme sehr vom Vorgehen der Mitarbeiter beeinflusst ist. Beim Abrakeln oder Schwabbeln des Estrichsmörtels kommt es zu einem Sedimentieren der groben Körnung der Zuschlagsstoffe. Stark verdichtete Gefüge führen infolge des Rückhaltevermögens zu größeren Verformungen. Die Festigkeit, insbesondere die Biegezugfestigkeit nimmt so zu, dass der Estrich versprödet und die sich aufbauenden Spannungen zu Rissbildungen führen. Besonders kritisch sind Rezepturen mit Filterasche nach dieser Veröffentlichung. Weiter wird darauf hingewiesen, dass sich besonders schadenanfällig solche Estriche zeigen, die im Fahrmischer angeliefert worden sind. Aus dem alle ergibt sich, dass man auch heute noch erhebliche Bedenken gegen Zementfließestrich hat, sodass Fachleute entweder gar nicht oder nur mit erheblichem Vorbehalt an diesen Estrich herangehen.

Die DD-PS 1 43 936 lehrt ein Verfahren zur Herstellung von Filteraschefließestrich. Vorgesehen ist eine Mischung aus Braunkohlefilterasche mit Portlandzement, Sand und Wasser. Abgesehen davon, dass sehr unterschiedliche Mengen Braunkohlefilterasche, Portlandzement und Wasser vorgesehen sind, geht es vor allem darum, möglichst wenig Wasser einzumischen, um damit ein geringes Schwinden zu erreichen. Dieses Schwinden ist bei Zementestrich eines der Hauptprobleme, wobei nach diesem Verfahren in Kauf genommen wird, dass aufgrund der geringen Wassermenge erhebliche Probleme bei der Verarbeitung des Fließestrichs auftreten. Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren außerdem, dass die Festigkeitseigenschaften stark beeinträchtigt sind, weil der Anteil Portlandzement verhältnismäßig niedrig gehalten ist. Schließlich wird Braunkohlenfilterasche vorgeschrieben, die eine relativ geringen Kalkanteil hat, was sich ebenfalls nachteilig auswirkt. Darüber hinaus ist diese Filterasche extrem fein und muss daher eigentlich mit größeren Mengen Wasser verarbeitet werden, um die Abbindung zu sichern. Die aus der europäischen Patentschrift 0 640 062 entstandene deutsche Patentschrift 693 01 658 lehrt eine Zementzusammensetzung ohne dass festgelegt ist, welche Art von Zement verwendet werden soll. Aus dem Gesamtzusammenhang ist zu entnehmen, dass Ziel dieses Verfahrens das Strecken des Zementes ist.

Betonrezepte und Ergebnisse für Mörtel und Beton finden sich in einer Tabelle 10, wobei die dort wiedergegebenen Ergebnisse zeigen, dass gestreckte Zemente mit ähnlichen Gebrauchseingenschaften wie im Labor gemischte Zemente in einer Anlage im großen Maßstab hergestellt werden können. Dieses Beispiel zeigt auch, dass hohe Betonfestigkeiten durch Verwendung der gestreckten Zemente erzielt werden können. Ein Vergleich mit den Festigkeiten von Beton, der mit herkömmlichen Portlandzement hergestellt wurde, zeigt, dass die Verwendung des gestreckten Zementes, der 15 Gew.% Elektrofilterstaub aus einem Zementofen enthält, zu wesentlichen Zementeinsparungen, führen kann. Bestimmte Zusammensetzungen mit besonderen Zusatzstoffen und Zusatzmitteln sind dieser Offenbarung nicht zu entnehmen. Die Reduzierung des Zementanteiles wirkt sich im Übrigen nicht auf das Schwinden aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fließestrichmörtelmischung und ein Herstellungsverfahren dafür zu schaffen, die eine fließfähige Mischung ergibt, die eine Verarbeitung des Fließestrichmörtels mit den produktspezifischen Eigenschaften des Zements in Einklang bringt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gemisch aus Portlandzement CEM I 32,5 R, einer Steinkohlenflugasche aus der Schmelzkammerfeuerung sowie Wasser jeweils gleicher Menge, Sand und aus 0,4 bis 1 Gew.% Melamin als Fließmittel und 0,03 bis 0,08 Gew.% nicht ionischem Tensid, jeweils bezogen auf den Zementanteil, Betonverzögerer, amorphem Silicat und Entschäumer besteht.

Vorteilhafterweise wird hierdurch eine Fließestrichmörtelmischung vorgegeben, die die Standardausgangsstoffe Zementzuschlag, Zusatzstoffe, Zusatzmittel und Wasser einsetzt. Mit Hilfe der geschilderten Mischung ist es möglich, einen Zementestrich mit einer gut fließfähigen Konsistenz zu schaffen. Der Mörtel wird nicht überwässert, das Absacken des Zuschlags innerhalb des Mörtels ist nicht gegeben, sodass damit gearbeitet werden kann, wie jetzt mit dem bekannten auf Gipsbasis arbeitenden Fließestrich. Damit ist es vorteilhaft möglich, große Tagesleistungen zu erbringen und auch große Flächen in einem zu gießen, ohne dass durch Schwund oder sonstige Probleme die Verlegearbeiten und nachfolgend die entstandenen Flächen gefährdet sind. Die beson ders schonende Verarbeitungsweise des Zementfließestrichs ermöglicht die Steigerung der täglichen Leistung um das fünf- bis siebenfache. Die Ausführung von Fugen, zu verlegende Feldgrößen, sowie der Einsatz einer spannungsveringernden Bewehrung sind unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften des Mörtels und der vorgegebenen Raumgrößen auszuführen. Es ergibt sich bei der geschilderten Verarbeitung des nicht überwässerten aber gute fließfähige Konsistenz aufweisenden Zementestrichs ein in der Oberfläche poriger und eine rauhe Beschaffenheit aufweisender Boden, sodass nach einer definierten Trockenzeit alle Arten von Bodenbelägen aufgebracht werden können. Durch die Zugabe bestimmter Mengen Melamin und nicht ionischen Tensid sowie auch amorphem Silicat erhält man einen Zementfließestrich, der genau so wie der bekannte, auf Gips arbeitende Fließestrich gepumpt, niveliert und entlüftet werden kann, wobei sich durch die Verwendung ausreichender Wassermengen nach etwa einer Stunde ein Wasserfilm auf dem Estrich bildet, der dafür sorgt, dass der Zement erst einmal die notwendige Festigkeitsbildung vollzieht, bevor es zur gleichmäßigen Trocknung kommt.

Vorher ist es möglich, mit Schwabbelstangen zu arbeiten und den entsprechend fließfähigen Zementfließestrich so über die Fläche zu verteilen und zu entlüften, dass sich anschließend die gewünschte und gleichmäßige Schicht und Abdeckung ergibt. Vorteilhaft ist dabei weiter, dass das Aufbringen und Verarbeiten mit den gleichen Einrichtungen vorgenommen werden kann, mit denen bisher sonstiger Fließestrich verarbeitet wurde. Es bedarf also keiner gesonderten Investitionen, allenfalls einer gewissen Erfahrund, die die Mitarbeiter mitzubringen haben.

Eine weitere zweckmäßige Ausführung sieht vor, dass die Anteile Portlandzement CEM I 32,5 R, Steinkohlenflugasche und Wasser bei je 250 kg/m³ liegen. Weiter vorne ist bereits darauf hinge fiesen worden, dass diese wesentlichen Bestandteile der neuen Fließstrichmischung in etwa gleicher Menge eingemischt werden sollen. Auf diese Art und Weise ergibt sich eine neue Mischung, die entsprechend einfach und sicher verarbeitet werden kann, vor allem mit dem großen Vorteil, dass sich bei schneller und mengenmäßig umfangreicherer Verarbeitungsmöglichkeit auch die Sicherheit ergibt, dass die weiter vorn geschilderten Bedenken bezüglich der Frührissgefahr sowie der Schwindprozesse sich als unberechigt herausstellen.

Aufgrund der geschilderten Zusammensetzung der Mischung ist eine einfache und sehr zweckmäßige Verarbeitung möglich. Hierzu sieht die Erfindung vor, dass die Bestandteile der Mischung in einem Beton- und Mörtelwerk zusammengemischt und dort und/oder im Fahrmischer in eine gute fließfähige Konsistenz gebracht werden, um dann am Einsatzort gepumpt, gegossen und z.B. mit Schwabbelstangen niveliert und entlüftet zu werden, wobei gleiche Anteile von Portlandzement CEM I 32,5 R, Steinkohlenflugasche aus der Schmelzkammerfeuerung sowie Wasser mit Sand und

0,4 – 1 Gew% Melamin
0,03 – 0,08 Gew% nicht ionisches Tensid
0,05 – 0,125 Gew% Betonverzögerer
0,3 – 0, 5 Gew% amorphes Silicat und
0 – 0,03 Gew% Entschäumer, jeweils bezogen auf den Zementanteil,

vermischt werden. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass die einzelnen Bestandteile praktisch sofort vermischt werden können. Es ist nicht notwendig, irgendwelche der Bestandteile praktisch erst kurz vor dem Aufbringen des Zementfließestriches zuzumischen, sondern das gesamte Gemisch wird im Beton- und Mörtelwerk hergestellt bzw. im Fahrmischer noch verbessert, um dann am Einsatzort direkt verarbeitet zu werden. Bei der Verlegung des Zementfließestriches kann im Stehen gearbeitet werden. Der Zementfließestrich fließt so, dass er mit Schwabbelstangen niveliert und entlüftet werden kann, was der Verarbeitungsweise von Kalziumsulfatfließestrich nahekommt bzw. entspricht. Damit ist wie weiter vorne schon erwähnt eine erhebliche Arbeitserleichterung verbunden und vorteilhafterweise kann durch Verwendung des Werkfrischmörtels eine wesentlich größere Fläche in der üblichen Arbeitszeit vergossen werden.

Um die gleichmäßige Mischung zu optimieren, sieht die Erfindung vor, dass ein Portlandzement mit einer feinen bis mittleren Mahlfeinheit eingesetzt wird, wobei Portlandzement und zum Einsatz kommende Steinkohlenflugasche so aufeinander abgestimmt sind, dass sich daraus die gleichmäßige Mörtelmischung ergibt. Diese Mischung ist fließfähig bis zum Verarbeitungsende und verhindert das Absacken des Zuschlags innerhalb der Mörtelmasse.

Eine optimal gleichmäßige und schnelle Trocknung wird gemäß der Erfindung erreicht, weil die M mit Microporen ausgestattet wird, was sowohl durch die Wahl der Zusatzmittel wie auch durch entsprechende sonstige Zusätze erreicht werden kann. Der so hergestellte Zementfließestrich erfüllt dann alle Anforderungen, die auch an einen konventionellen Estrich gestellt werden.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, dass die Bestandteile der Mischung computergesteuert zugegeben und gemischt werden, wobei Mengen von 1 – 7 m³ und mehr in einem Mischvorgang hergestellt und dann auch verarbeitet werden. Durch computergesteuertes Mischen werden Schwankungen in der Konsistenz und letztlich auch in der Qualität verhindert, sodass entsprechend große Chargen hergestellt und dem Verarbeiter zur Verfügung gestellt werden können. Da diese computergesteuerte Vermischung nur im Werk hergestellt werden kann, lehrt das Verfahren insgesamt eine sehr zweckmäßige und wirtschaftlich vorteilhafte Lösung. Deutlich wird weiter die Arbeitserleichterung erkennbar, wenn man bedenkt, dass eine 3-Mann-Kolonne täglich 15 m³ Zuschlagstoffe mit 1,6 t Zement zu Estrich unter ungünstigen Bedingungen verarbeitet hat, wohingehend jetzt 20 m³ Werkfrischmörtel in ca. 5 Stunden mit dem Fahrmischer angeliefert verarbeitet werden können, ohne dass eine nennenswerte Schwerarbeit zu bewältigen ist.

Die Vorteile, die die erfindungsgemäße Mischung aufweist und die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbunden sind, sind weiter vorne schon erläutert worden. Zusammengefasst ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung einen Weg lehrt, der sowohl in puncto Wirtschaftlichkeit wie auch von der Verarbeitungstechnik her überraschend so große Vorteile mit sich bringt, dass die Lösung durchaus als revolutionär bezeichnet werden kann. Gerade unter dem Gesichtspunkt, dass die Fachwelt noch zu Anfang dieses Jahres voller Ressentiments gegen einen Zementfließestrich sich gezeigt hat, ist hervorzuheben, dass mit Hilfe der jetzt geschaffenen Mischung ein Zementfließestrich zur Verfügung steht, der eine fließfähige Konsistenz aufweist und damit eine gute Verarbeitungsmöglichkeit mit sich bringt und damit die produktspezifischen Eigenschaften des Zementes vorteilhaft ausnutzt. Der Zementfließestrich ermöglicht es, nicht nur in den feucht gefährdeten Bereichen schnell und sicher bei der Estricharbeit zu vefahren, sondern auch im üblichen Trockenbereich, wo bisher fast ausschließlich Kalziumsulfatfließestrich verarbeitet worden ist. Mit der Zumischung des nicht ionischen Tensides wird eine Fließestrichmörtelmischung erreicht, die mit einem Überschuss an Wasser arbeitet, wobei die Schwindung und Schüsselung durch die nicht ionischen Tenside und amorphes Silicat so ausgesteurt werden, dass ein Schüsseln und Schwinden gar nicht auftritt bzw. gezielt erheblich reduziert wird. Die Einstellung leichter Luftporen im gesamten Gefügeaufbau durch die Tenside führen zu einer systematischen Trocknung über die gesamte Dicke der aufgebrachten Schicht. Dadurch wird zusätzlich die Schwindung und das Schüsseln minimiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
1 eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorbereitung des Fließestrichs und
2 die Verarbeitung des Zementfließestrichs innerhalb eines großen Raums.
Vereinfacht und schematisch wiedergegeben zeigt 1 ein Betonmörtelwerk 1, wo aus einzelnen Bunkern und Tanks die für die Estrichmischung benötigten Materialien abgezogen und zu Zementestrich verarbeitet werden.
Der Fahrmischer 2 wird von der Mischanlage 3 mit vorbereitetem und gemischtem Fließestrich versorgt, wobei die Mischanlage den benötigten Zement aus dem Bunker 4, die Steinkohlenflugasche aus dem Bunker 5, das Wasser aus dem Tank 6, die Zusatzstoffe aus dem Bunker 7 und die Zusatzmittel aus dem Buner 8 je nach Bedarf herauszieht. Dabei sind die einzelnen Austräge 17 der Bunker 4, 5, 6, 7 und 8 so ausgebildet und miteinander gekoppelt, dass über einen hier nur angedeuteten Rechner 18 computergesteuert die einzelnen Bestandteile der benötigten Mischung der Mischanlage 3 zugeführt werden. Die Mischanlage 3 übergibt den fertigen oder teilfertigen Estrich dem Fahrmischer 2, der den Estrich dann zur Verarbeitungsstelle bringt, hier einer in 2 angedeuteten großen Halle 9.
Erkennbar ist in 2, dass hier der Zementfließestrich über eine Austragsdüse 10 ausgetragen wird, wobei die Austragsdüse 10 beispielsweise direkt über den Versorgungsschlauch 11 mit dem Fahrmischer 2 verbunden sein kann. Die Austragsdüse 10 trägt den Zementfließestrich auf den Hallenboden 12 auf, wo er dann über übliche Schwabbelstangen oder ähnliche Hilfsmittel so verteilt wird, dass die Heizungsrohre 13, 14 abgedeckt und ausreichend dick überdeckt sind. Es ergibt sich damit ein durchgehender Zementfließestrichboden 15 der schon nach überraschend kurzer Zeit von beispielsweise 24 Stunden ausgehärtet ist und dann eine weitere Bearbeitung zulässt. Vorteilhaft ist, dass mit diesem Zementfließestrich große Flächen überraschend schnell bearbeitet und gegossen werden können.

Claims

Fließestrichmörtelmischung, bestehend aus Zement, Asche, Sand sowie Zusatzstoffen, Zusatzmittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Portlandzement CEM I 32,5 R, einer Steinkohlenflugasche aus der Schmelzkammerfeuerung sowie Wasser jeweils gleicher Menge, Sand und aus 0,4 bis 1 Gew.% Melamin als Fließmittel und 0,03 bis 0,08 Gew.% nicht ionischem Tensid, jeweils bezogen auf den Zementanteil, Betonverzögerer, amorphem Silicat und Entschäumer besteht.
Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 0,05 – 0,125 Gew.% Betonverzögerer bezogen auf den Zementanteil enthält.
Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 0,3 bis 0,5 Gew.% amorphes Silicat bezogen auf den Zementanteil enthält.
Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 0 – 0,05, vorzugsweise 0,03 Gew.% Entschäumer bezogen auf den Zementanteil enthält.
Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile Portlandzement CEM I 32,5 R, Steinkohlenflugasche und Wasser bei je 250 kg liegen.
Verfahren zum Herstellen einer Fließestrichmörtelmischung, wobei Zement, Zuschläge, Zusatzstoffe und Zusatzmittel unter Zugabe von Wasser gemischt, auf den Untergrund aufgebracht, nivelliert und entlüftet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der Mischung in einem Beton- und Mörtelwerk zusammengemischt und dort und/oder im Fahrmischer in eine gute fließflähige Konsistenz gebracht werden, um dann am Einsatzort gepumpt, gegossen und z.B. mit Schwabbelstangen nivelliert und entlüftet zu werden, wobei gleiche Anteile von Portlandzement CEM I 32,5 R, Steinkohlenflugasche aus der Schmelzkammerfeuerung sowie Wasser mit 0,4 – 1 Gew% Melamin 0,03 – 0,08 Gew% nicht ionisches Tensid 0,05 – 0,125 Gew% Betonverzögerer 0,3 – 0,5 Gew% amorphes Silicat und 0 – 0,03 Gew% Entschäumer, jeweils bezogen auf den Zementanteil vermischt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Portlandzement mit einer feinen bis mittleren Mahlfeinheit eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mit Microporen ausgestattet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der Mischung computergesteuert zugegeben und gemischt werden, wobei Mengen von 1 – 7 m³ und mehr in einem Mischvorgang hergestellt werden.