CH635559A5 - Mortar, especially for coating heat insulation panels - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mörtel, enthaltend Füllstoff, hydraulisches Bindemittel, Cellulose bzw. Derivate hiervon und einen alkalibeständigen Kunststoff, der einen Polyvinylalkohol oder eine Alkalimetallseife als tensides Schutzkolloid enthält, das seine oberflächenaktive Wirkung bei Einwirkung von Ca2+-Ionen im wesentlichen einzubüssen im Stande ist, sowie dessen Verwendung zur Beschichtung von Wärmedämmplatten.
Aussenliegende Dämm-Systeme mit Hartschaumplatten, beispielsweise aus Polystyrol oder Polyurethan unter Verwendung von gitterarmierten Spachtel- oder Putzmörteln, die teilweise kunstharzvergütet sind, und die als Schlussbeschich-tung Anstriche oder Dispersionsputze aufweisen, sind bekannt. Die Aufbringung derartiger Systeme ist jedoch mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, da die auf den Untergrund aufgegebenen Platten in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen zunächst mit einem kunststoffvergüteten Mörtel vorgespachtelt werden, in den nassen Spachtel sodann ein Glasfasergittergewebe eingebügelt, sodann das Gewebe erneut überspachtelt und nach mehrtägigem Trocknen erst dann mit dem erforderlichen Voranstrich versehen wird. Auf den getrockneten Voranstrich wird sodann eine Deck-beschichtung mit einem kunststoffgebundenen Dispersionsputz oder -anstrich, der ggf. pigmentiert ist, aufgebracht.
Diese Arbeitsweise ist aufgrund der vielen aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge langwierig und lohnintensiv.
Die vorstehend genannten Spachtelmassen, dieneben Füllstoffen modifizierte Kunststoffdispersionen bzw. -pulver sowie Zement gegebenenfalls in Kombination mit Kalk als mineralische Bindemittel enthalten, weisen den Nachteil auf, dass sie bei Regen- oder anderer Feuchtigkeitseinwirkung Wasser aufnehmen. Daneben lässt sich im allgemeinen ihre Oberfläche nicht in dekorativer Weise gestalten. Es ist daher erforderlich, diese mit einer zusätzlichen Deckbeschichtung — Anstrich oder Putz — gegen Feuchtigkeitseinflüsse zu schützen. Hierfür sind übliche mineralische Aussenputze, z.B. Kratzputz, obwohl sie ein dekoratives Aussehen besitzen, durch die bei Temperaturbelastung auftretenden thermischen Spannungen nicht geeignet, was auf einen zu hohen Elastizitätsmodul und die damit zusammenhängende ungenügende Zugfestigkeit dieser Aussenputze zurückzuführen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mörtel zu schaffen, der in einer im wesentlichen homogenen, einzigen Schicht den Feuchtigkeitseinflüssen und Temperaturbelastungen der Witterung auch bei Auflage auf einem relativ elastischen, wärmeisolierenden Material gewachsen ist. Dieser Mörtel soll insbesondere mittels geeigneter Spritzmaschinen oder bei Verarbeitung mit der Kelle in einem einzigen Arbeitsgang zu applizieren sein.
Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, einen Mörtel zu schaffen, in dem ein eingebettetes Glasfasergitter zuverlässig gegen Feuchtigkeitseinflüsse geschützt ist. Insbesondere soll ein kunststoffvergüteter Putz bereitgestellt werden, der in üblicher Weise kratzfähig ist, so dass die hierbei entstehende Kratzputzfläche in Aussehen und Struktur der mineralischen Kratzputzfläche weitestgehend gleicht.
Diese Aufgabe wird durch den in den Ansprüchen gekennzeichneten Mörtel gelöst.
Als Füllstoffe und strukturgebundene Körnungen können Stein-, Marmor- oder andere Granulate oder Sande einer Korngrösse von 0,01 bis etwa 5 mm verwendet werden, wobei die grösste Korndicke die Struktur der Oberfläche bestimmen kann. Ein bevorzugter Grössenbereich der Füllstoffe liegt bei 0,5 bis 3 mm.
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Als hydraulisches Bindemittel wird gemäss der Erfindung vor allem Portland-Cement verwendet, dem gegebenenfalls Kalk bzw. Kalkhydrat zugefügt sein kann.
Der Mörtel enthält auch Cellulose oder Derivate hiervon, die aufgrund ihres WasserretentionsVermögens zur Abbin-dung eines hydraulischen Bindemittels beitragen können. Als Cellulosederivate können beispielsweise Methylcellulose oder Hydroxyäthylcellulose angeführt werden.
Als Kunstharz können grundsätzlich solche eingesetzt werden, die alkalibeständig sind, eine geringe Neigung zur Wasseraufnahme besitzen und eine hydrophobe Natur aufweisen. Die Hydrophobierung des Kunststoffes lässt sich zum Teil steuern über die hierin eingebrachten Gruppen, da die wasserabweisende Natur bestimmter Substituentengruppen bekannt ist. Hierbei wird man bei einem vorgegebenen Kunststoff durch Erhöhung der Verzweigung der Polymerkette beispielsweise eine sterische Hinderung des Wasserzutritts bewirken können. Diese wassersperrende Wirkung des Kunstharzes kann ergänzt werden durch die wasserabweisende Wirkung der durch Ca- bzw. Mg-Ionen aus dem Tensid-Emulga-tor-Schutzkolloid ausgefällten, wasserunlöslichen Schicht bzw. des Niederschlags. Wenngleich die üblicherweise auf der Beschichtung von Wärmeplatten eingesetzten Kunststoffmaterialien weniger geeignet sind, da deren hydrophobe Natur an sich noch unzureichend ist, so kann deren Einsatz mit einem besonders geeigneten Tensid-Schutzkolloidsystem im erfindungsgemässen Mörtel trotzdem noch in Betracht zu ziehen sein, wenn die aus dem genannten System ausgebildeten Ca- bzw. Mg-haltige «Sperrschicht» relativ dicht ist. Als solche üblicherweise verwendeten Materialien können genannt werden, z.B. Butadien-Styrol-Polymerisate, -co- oder -terpolymere Polyvinylacetate, Styrol-Acrylat-Dispersionen, Polyacrylat Dispersionen, Polyvinylpropionate usw., die alle mehr oder weniger alkalibeständig sind.
Im Rahmen der Erfindung sind insbesondere alkalibeständige Copolymerisate aus Vinylacetat und Carbonsäurevinyl-estern bevorzugt. Unter diesen Verbindungen sind wiederum diejenigen besonders vorteilhaft, die in der Carbonsäuregruppe, die vorteilhafterweise eine Monocarbonsäuregruppe darstellt, hochverzweigt sind.
Die eingesetzten Kunstharz-Dispersionen bzw. die aus verwendetem Kunststoffpulver mit Anmachwasser entstehenden Dispersionen bzw. Suspensionen sind in der Regel durch den Gehalt an Schutzkolloiden mehr oder weniger stark hy-drophilisiert. Hierdurch wird die hydrophobe Natur des Kunstharzkörpers zunächst «verdeckt». Bei Wahl eines Schutzkolloides, das eine oberflächenaktive Wirkung unter dem Einfluss von einwandernden Ionen, z.B. Kalzium- und/ oder Magnesiumionen aus den Bestandteilen des Mörtels verliert, kann die hydrophobe Sperrwirkung des Kunstharzkörpers zum Schutz des eingebetteten Glasgewebes voll ausgenützt werden. Der Verlust der oberflächenaktiven Natur derartiger «Schutzkolloide» oder «Emulgatoren» kann beispielsweise durch Komplexierung des verwendeten Materials, durch Ausbildung unlöslicher Niederschläge usw., durch die einwandernden Kalziumionen, die in der Regel aus den hydraulischen und/oder mineralischen Bindemitteln stammen, hervorgerufen werden. Damit kommt die «sperrende» Wirkung des alkalifesten Kunstharzes zum Schutz des eingebetteten Glasfasergitters voll zum Tragen.
Bei den der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen hat es sich als besonders günstig herausgestellt, den Kunststoff durch spezielle Wahl der diesen bildenden Bestandteile so auszugestalten, dass er gegebenenfalls auftretender Feuchtigkeit bereits eine sterische Hinderung entgegensetzt. Bei dem gemäss einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugten Copolymerisat aus Vinylacetat und dem Vinylester
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einer verzweigten langkettigen Monocarbonsäure hat sich z.B. eine Steigerung der Langzeitwasserfestigkeit durch Einsatz einer noch stärker verzweigten Carbonsäurekomponente erreichen lassen.
Diese Effekte, die auf einer Wechselwirkung hydraulisches Bindemittel und emulgierendem bzw. als Schutzkolloid auftretendem Tensid beruhen, können durch den Zusatz von Metall Fettsäuresalz, wie beispielsweise Natriumstearat, Zink-stearat usw., in einigen Fällen noch verstärkt werden.
Als besonders bevorzugt kann insbesondere ein Copolymerisat aus dem Versaticsäure-Vinylester (unter der Bezeichnung «Versatiesäure» werden im allgemeinen synthetische Fettsäuren verstanden, insbesondere jedoch Mischungen vorwiegend tertiärer Carbonsäuren mit starker Verzweigung, z.B. Versatic 911 der Shell-Chemie), mit Vinylacetat, das als Schutzkolloid unter anderem Polyvinylalkohol enthält, das unter der Bezeichnung ELOTEX WS 45 durch Firma Dr. M. Ebnöther AG Chemische Fabrik, Sempach, Schweiz, vertrieben wird, genannt werden. Bei dem genannten Harz treten die' wassersperrenden Eigenschaften bei Kombination mit dem hydraulischen Bindemittel in dem erfindungsgemässen Mörtel relativ rasch ein.
Als Tensid-Systeme die gleichzeitig Emulgatoreigenschaf-ten besitzen sollen, können solche genannt werden, die, wie bereits angeführt, in Gegenwart von einwandernden Kalziumbzw. Magnesiumionen zur Ausbildung unlöslicher Niederschläge neigen. Wenngleich der exakte Mechanismus der vorteilhaften Wirkung derartiger Tensid-Systeme derzeit nicht gesichert ist, so scheint die vorteilhafte Wirkung jedoch zumindest teilweise darauf zu beruhen, dass diese Systeme in Gegenwart von einwandernden Kalzium- bzw. Magnesiumionen durch Ausbildung unlöslicher Niederschläge eine «Sperrschicht» aufbauen. Als solche Tensid-Systeme mit Emulgatoreigenschaften können beispielsweise Seifen, insbesondere Alkaliseifen wie Na-, Ka-Salze niedermolekularer Fettsäuren von Abietinsäure, Carboxymethylcellulose, Hy-droxycarboxylsäure, z.B. Rizinolfettsäure und/oder Petro-leumsulfonate usw. genannt werden. Das Tensid-System kann seine vorteilhafte Wirkung insbesondere bei solchen eingesetzten Kunstharzen zur Wirkung bringen, die eine möglichst hohe Verzweigung und damit sterische Hinderung aufweisen. Es ist erforderlich, dass die Kunstharze bzw. Kunstharzsysteme nicht nur eine niedrige Wasseraufnahme aufweisen, sondern auch nach «Zusammenbruch» des Tensid-Schutz-kolloid-Systems, das vorteilhafterweise emulgierende Eigenschaften besitzt, z.B. durch die durch Einwanderung von Kalzium- und/oder Magnesiumionen provozierte Ausfällung einer Barrierenschicht aus mindestens teilweise unlöslichem, kalziumhaltigem Niederschlag eine hydrophobierende Wirkung aufweisen. Hierzu trägt also sowohl die Natur des Kunststoffes als auch des gewählten Tensid-Systems bei.
Durch den fakultativen Perlitzusatz, der jedoch bevorzugt ist, bleibt der Mörtel infolge der geringen Wasserverdunstungsgeschwindigkeit länger offen, so dass es möglich ist,
auch bei sehr warmem Wetter zu arbeiten. Die «offene Zeit» gestattet es, den Putz mit einem Kratzwerkzeug zu bearbeiten, so dass eine Kratzputzfläche von gleichem Aussehen und gleicher Struktur wie bei mineralischem Edelkratzputz entsteht. Natürlich ist es aber auch möglich, die Oberfläche mit Strukturwerkzeugen zu bearbeiten, um beliebige andere gewünschte Strukturen zu erzielen, wie beispielsweise Kellen-, Patschputz usw. Wenngleich die Verwendung von geblähtem Perlit bevorzugt ist, so können doch auch andere Blähmaterialien, wie Vermiculit, usw. erfindungsgemäss Verwendung finden.
Die Mengenanteile der Hauptbestandteile des erfindungsgemässen Mörtels wie auch die ggf. hinzuzufügenden weiteren Komponenten können innerhalb weiter Bereiche variiert werden. Eine besonders bevorzugte Zusammenstellung enthält
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40-80% Füllstoff, 15-40% hydraulisches Bindemittel und ggf. Kalk(hydrat), 0,1 bis 5% Cellulose(derivate) und 1-20% alkalibeständigen Kunststoff, bezogen auf das Trockengewicht des Gemisches, sowie Anmachwasser.
Dieser Zusammenstellung können beispielsweise 0,2 bis 10 Gew.-% Perlit hinzugefügt werden. Perlitzusätze, die 10 Gew.-% der Trockenmasse übersteigen sind nicht bevorzugt, da das Beschichtungsgewicht zu stark absinkt.
Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann es auch erwünscht sein, durch Zufügung von Kunstharzfasern, z.B. Polyacrylnitril-, Polyester-, Polyäthylen-, Polyvinylchlorid- oder Polyacrylat-Faser einer Grösse von beispielsweise 0,8 bis 2 mm eine Verbesserung der Elastizitätseigenschaften des Mörtels zu erreichen. Weitere Vorteile sind ein Ansteigen der Biegezugfestigkeit sowie eine gute Tixotrophierung der Masse. Bei Verwendung von Kunstfasern ist deren Einsatz in einer Menge von etwa 0,1 bis 5 Gew.- % bevorzugt.
Auch kann es manchmal zweckmässig sein, zusätzlich Luftporenbildner in einer Menge von etwa 0,01 bis 0,05 Gew.-% einzusetzen, z.B. Natrium-Laurylsulfat. Insbesondere günstig kann hierbei eine Kombination aus Natrium-Laurylsulfat mit Zinkstearat wirken.
Schliesslich können in den Mörtel auch noch Pigment oder Kunststoff-Farbdispersionen eingebracht werden. Auch kann es zweckmässig sein, zur Verhinderung von Ausblühungen Alkali- oder Erdalkalicarbonate, z.B. Natriumcarbonat, und als Rostinhibitoren hochkondensierte Phosphate einzusetzen.
Durch besondere Kombinationen der dem erfindungsgemässen Mörtel zugesetzten Bestandteile können im Einzelfall besonders günstige Wirkungen erzielt werden. So kann die zur Abbindung des hydraulisch härtenden Bindemittels erforderliche Wassermenge bevorzugt durch eine Kombination aus Perlit mit Cellulose bzw. einem Cellulosederivat zur Verfügung gestellt werden, die eine langsamere Wasserabgabe ermöglicht, so dass der erfindungsgemässe Verputz ohne Rücksicht auf Unterputz oder höhere Aussentemperaturen ordnungsgemäss ohne «verbrennen» abbinden kann.
Durch die Anwendung des erfindungsgemässen Mörtels wird eine Reihe von Vorteilen erzielt. Diese bestehen vor allem darin, dass der Wandverputz nunmehr erstmalig aus einer einzigen, im wesentlichen homogenen Schicht ausgebildet werden kann. Temperaturspannungen können sich im Gegensatz zu mehrlagigen inhomogenen Schichten nicht mehr nachteilig auswirken. Durch die einschichtige Auflage des Putzes wird eine erhebliche Einsparung an Arbeitszeit erzielt. Trotzdem konnte durch Versuche gezeigt werden, dass das hydrolyseempfindliche Glasgewebe im Langzeitversuch zuverlässig geschützt ist. So ergaben Durchschnittswerte von Prüfversuchen beispielsweise eine Wasseraufnahme bei Verwendung von ELOTEX WS von nur 0,140 kg/m2 h °>5 was weit unter der Zulässigkeitsgrenze liegt. Abgewandelte Penetrationsversuche mit einem Druckröhrchen und einer Wassersäule von 12 cm (entsprechen einem Winddruck von etwa Stärke 12, wie von Granau in «Fassade und Wasserhaushalt der Wand» beschrieben) ergaben eine Wasseraufnahme von 0,200 kg/qm nach 30 Minuten.
Die Herstellung des erfindungsgemässen Mörtels ist äusserst einfach. Diese kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die trockenen Anteile vorgelegt und gut vermischt und sodann mit Anmachwasser versetzt werden. Hierbei ist es 5 zweckmässig, die Füllstoffe vorzulegen und die hierin in geringen Mengen einzubringenden Bestandteile homogen zu verteilen. Wird das gewählte Kunststoff-Tensid-System nicht in Form einer Dispersion sondern als Pulver eingesetzt, empfiehlt es sich, bei Zugabe des Anmachwassers das Gemisch io einige Zeit, z.B. 10 Minuten «nachreifen» zu lassen und sodann kurz vor Gebrauch noch einmal durchzumischen.
Der erfindungsgemässe Einschichtputz kann entweder im Spritzverfahren in einem einzigen Arbeitsgang oder im Spachtelverfahren in zwei Arbeitsgängen aufgebracht wer-15 den. Die dabei eingesparte Arbeitszeit bringt eine fühlbare Senkung der Ausführungspreise mit sich.
Die Erfindung wird nachstehend in Beispielen weiter veranschaulicht.
20 Beispiel 1
350 GT Sand, Kies oder Granulat in einer Absiebung von
1-2,5 mm 255,9 GT Quarzsand 0,5-1 mm 100 GT Quarzsand 0,2-0,5 mm 25 200 GT Weisser Portlandzement 60 GT Weisskalkhydrat 10 GT Perlite 0-1 mm 1 GT Methylcellulosepulver 2,5 GT Natrium- bzw. Zinkstearat 30 0,3 GT Polyacrylnitrilfasern 2 mm = 6,7 dtex.
0,3 GT Polyäthylenfasern 0,8 mm = 0,7-1,5 dtex. 20 GT Titandioxyd oder Buntpigmente
1000,- GT
35 Dieser Trockenmischung werden 80-100 GT einer speziellen Kunststoffdispersion aus Vinylversatat mit einer verzweigten langkettigen Monocarbonsäure oder 40-50 GT Pulver der vorgenannten Type sowie die entsprechende Menge Wasser zugegeben; im Vinylversatat liegt Polyvinylalkohol als 40 tensides Schutzkolloid vor.
Beispiel 2
300 GT Sand, Kies oder Granulat in der Absiebung von 2-5 mm
45 150 Quarzsand 0,5-2 mm oder
Steinsand 0,2-0,5 mm 160 GT Weisser Portlandzement 80 GT Weisskalk so 5 GT Perlit 0-1 mm
1 GT Hydroxyäthylcellulose
2 GT Silikonpulver
0,05 GT Natrium-Lauryl-Sulfat
60 GT Elotex-Dispersion WS 45 55 oder
30 GT Elotex Pulver WS 45 (Herstellung Firma Ebnö-ther).
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Claims (19)
1. Mörtel, enthaltend Füllstoff, hydraulisches Bindemittel, Cellulose oder Cellulose-Derivatund einen alkalibeständigen Kunststoff, der einen Polyvinylalkohol oder eine Alkalimetallseife als tensides Schutzkolloid enthält, welches Schutzkolloid seine oberflächenaktive Wirkung bei Einwirkung von Ca2+- oder Mg2+-Ionen im wesentlichen einzubüssen im Stande ist.
2. Mörtel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Perlit enthält.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Mörtel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Kunstfasern enthält.
4. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich zumindest ein Metall-Fettsäuresalz aufweist.
5. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Silikonharz aufweist.
6. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Luftporenbildner enthält.
7. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Quarzsand, Kies und/oder Marmor- oder Steingranulat darstellt.
8. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bindemittel Portlandzement, ggf. mit Zusatz von Kalkhydrat, darstellt.
9. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der alkalibeständige Kunststoff ein Copolymerisat aus Vinylacetat und dem Vinylester von hochverzweigter langkettiger Carbonsäure, die vorzugsweise eine Monocarbonsäure darstellt, ist.
10. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzkolloid in Gegenwart von Ca-Ionen unlösliche Niederschläge ausbildet
11. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzkolloid Polyvinylalkohol enthält.
12. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzkolloid Alkaliseife von Abietinsäure und/oder Petroleumsulfonat enthält.
13. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er 40-80% Füllstoff, 15 40% hydraulisches Bindemittel und ggf. Kalk(hydrat), 0,1-5% Cellulose(derivat) und 1-20% alkalibeständigen Kunststoff, bezogen auf das Trockengewicht des Gemisches, sowie Anmachwasser enthält.
14. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er 0,2-10 Gew.-% Perlit, 0,1-5 Gew.-% Kunstfaser, 0,1-2 Gew.-% Metall-Fettsäuresalz und/ oder 0,01-0,05 Gew.-% Luftporenbildner enthält.
15. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens 60% Füllstoff, 20-30% hydraulisches Bindemittel, 2-3% Cellulose(derivat), 5-12% alkalibeständigen Kunststoff, sowie ggf. 0,8-2,5% Perlit, bezogen auf das Trockengewicht des Gemisches, enthält.
16. Mörtel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Alkali- und/oder Erdalkali-carbonat sowie ggf. hochkondensiertes Phosphat enthält.
17. Verwendung des Mörtels nach Anspruch 1 zur Be-schichtung von Wärmedämmplatten.
18. Verwendung nach Anspruch 17 des Mörtels nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit eingebettetem Glasfasergitter.
19. Verwendung nach Anspruch 17 des Mörtels nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in einer im wesentlichen homogenen einzigen Schicht, ggf. unter Einbettung von Glasfasergitter.
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