Bauelement aus Leichtbeton, insbesondere für den Hochbau, sowie Verfahren zur Erhöhung der Druckfestigkeit eines Bauelements aus Leichtbeton.
Die Erfindung betrifft ein Bauelement aus Leichtbeton, insbesondere für den Hochbau, sowie ein Verfahren zur Erhöhung der Druckfestigkeit eines solchen Bauelements, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 11.
Bei der Errichtung von Gebäuden und Mauerwerken werden heutzutage in bekannter Weise Bauelemente aus Leichtbeton oder Leicht-Bausteinen eingesetzt.
Der Einsatz von Leichtbeton als Ausgangsmaterial für die nachfolgend allgemein als Bauelement bezeichneten Formteile oder Bauteile bietet hierbei gegenüber den schwereren Bausteinen nicht nur den Vorteil, dass durch das geringere Gewicht ein größeres Volumen transportiert und auch verarbeitet werden kann, sondern dass es darüber hinaus auch hervorragende Wärmedämmeigenschaften besitzt. Aufgrund der sich ständig verschärfenden Wärmeschutzverordnung ist der Einsatz von Bauelementen aus Leichtbeton im Hochbau heutzutage somit nicht mehr wegzudenken.
Die Reduzierung der Dichte der Bauelemente aus Leichtbeton wird hierbei dadurch erreicht, dass das Ausgangsmaterial für das Bauelement aus einer wässrigen Zement- Mörtelmischung besteht, die mit einem Leichtzuschlagsstoff versetzt wird. Der Leichtzuschlagsstoff ist beispielsweise Bims, Hüttenbims, Perlite, Blähton, Blähglas oder Blähschiefer, etc., und besitzt eine gegenüber Normalbeton aus Sand, Kies und Zement deutlich verringerte Dichte.
Aus der AT 406 877 B ist beispielsweise ein Leichtbeton Baustein bekannt, der als Leichtzuschlagsstoff Blähglas oder Blähton enthält und zur Verbesserung der Wärmedämmung mit wellenförmig ausgebildeten nutfederartigen Vertiefungen versehen ist.
Für die Herstellung der Bauelemente aus Leichtbeton wird eine wässrige und vorzugsweise gerade noch streichfähige Mischung aus Zement und dem Leichtzuschlagsstoff durch Rühren in einer hierzu geeigneten Verarbeitungseinrichtung hergestellt. Die Mischung wird unter Druck in entsprechende Formen gepresst, und die fertigen Bauelemente anschließend nach dem Aushärten der Form entnommen. Hierbei kann der Aushärtvorgang gegebenenfalls noch durch eine Erhöhung der Temperatur beschleunigt werden.
Durch die Beimischung der Leichtzuschlagsstoffe wird die Druckfestigkeit des ausgehärteten Leichtbetons herabgesetzt, wobei die Rohdichte für Leichtbaustoffe im Bereich von 0,15 bis 2,0 t/m3 liegen kann.
Die Verminderung der Druckfestigkeit hat zur Folge, dass sich die gefertigten Bauelemente aus Leichtbeton nur bedingt im Hochbau einsetzen lassen.
Rohdichte und Druckfestigkeit stehen i. d. R. in einem festen Verhältnis zueinander. Eine Erhöhung der Druckfestigkeit des Leichtbetonwerkstoffs bei Bauelementen mit einer vorgegebenen Rohdichteklasse kann durch Beimischung der unten aufgeführten Polymerzusätze erreicht werden.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Bauelement aus Leichtbeton, insbesondere für den Hochbau, zu schaffen, mit welchem sich eine höhere Druckfestigkeit bei gleicher Rohdichteklasse des Leichtbetons erreichen lässt, sowie ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem sich die Druckfestigkeit von Bauteilen aus Leichtbeton bei gleicher Rohdichteklasse des Leichtbetons erhöhen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und 11 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Bauelement aus Leichtbeton besitzt den Vorteil, dass dieses - verglichen mit herkömmlichen Bauelementen gleicher Rohdichte - aufgrund der gesteigerten Druckfestigkeit bei der Errichtung von Hochbauten zum Einsatz kommen kann, das heißt auch, dass eine Reduzierung der Wandstärke bei gleicher Wärmedämmung zu einer Vergrößerung des umbauten Raumes bei gleicher Grundfläche des Gebäudes führt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die in erfindungsgemäßer Weise gesteigerte Druckfestigkeit des Leichtbeton- Werkstoffs die Wärmeleitfähigkeit des Werkstoffs nicht verändert. Die Hohlkammern z.B. in einem erfindungsgemäßen Hohlblockstein, können somit ein größeres Volumen aufweisen und die Materialstärke der Wände und Stege im Inneren von Leichtbausteinen kann demgemäß dünner gewählt werden. Der Wärmefluss z.B. durch einen solchen Hohlblockstein ist somit aufgrund der geringeren Materialstärke der Stege insgesamt geringer. Hierdurch werden die Vorgaben gemäß der neuen Wärmeschutzverordnung leichter erfüllt. Dabei spielt es keine Rolle, ob das erfindungsgemäße Bauelement als Vollblockstein, Hohlblockstein oder sonstiges zementgebundenes Formteil hergestellt wird, da die verbesserte Wärmeisolation auch durch eine niedrigere Rohdichteklasse erzielt werden kann.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Bauelement als tragendes Wand- oder Deckenelement ausgebildet, welches innerhalb einer Gebäudekonstruktion, z.B. innerhalb eines Hochhauses, Verwendung findet. Wie die Anmelder gefunden haben, ist es hierbei von besonderem Vorteil, wenn das Bauelement in seinem Inneren mit Hohlräumen versehen ist, die durch dünne Stege begrenzt werden, da sich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mischung aus anorganischem Leichtzuschlagsstoff, Zement und Polymerdispersion mit den nachfolgende noch näher beschriebenen Gewichtsverhältnissen und einer Druckfestigkeit im Bereich zwischen 20 und 40 N/mm2 ein überraschend gutes Wärmdämmvermögen bei vergleichsweise geringer Wandstärke und hoher Tragfähigkeit des Bauelements ergibt. Hierbei ist das Wandelement besonders bevorzugt als Hohlblockstein ausgestaltet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich überdies der Vorteil, dass die Druckfestigkeit des Leichtbetons in einer verfahrenstechnisch einfachen Weise durch einfaches Hinzumischen der nachfolgend im einzelnen noch genauer beschriebenen Substanzen beim Ansetzen der wässrigen Mischung erhöht werden kann.
Das erfindungsgemäße Bauelement aus Leichtbeton, welches aus einer wässrigen Mischung aus Zement und einem anorganischen Leichtzuschlagsstoff geformt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Mischung weiterhin eine wässrige Polymerdispersion in einer solchen Menge enthält, dass deren Feststoffanteil, bezogen auf die Zementmenge, im Bereich von 0,01 bis 20 Gew-% liegt. Die Polymerdispersion hat innerhalb üblicher Verarbeitungstemperaturen zudem die Eigenschaft, dass sie einen Polymerfilm ausbilden kann oder verflüssigende Wirkung zeigt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens enthält die wässrige Mischung aus anorganischem Leichtzuschlagsstoff, Zement und wässriger Polymerdispersion zusätzlich ein polymeres Fließmittel, wodurch sich die Druckfestigkeit des Bauelements weiter erhöhen lässt.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Polymerdispersion in einer solchen Menge vorliegt, dass deren Feststoffgehalt, bezogen auf die Zementmenge, im Bereich von 0,5 bis 15 Gew- %, besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 10 Gew.-% liegt.
Bei den hierfür geeigneten Polymerdispersionen handelt es sich um wässrige Dispersionen von Polymerisaten, wobei neben Homopolymerisaten insbesondere auch Copolymerisate aus verschiedenen Monomeren verwendet werden.
Der Feststoffgehalt dieser Polymerdispersionen beträgt vorzugsweise 30 bis 80, besonders bevorzugt 45 bis 75 Gew.-%. Hohe Polymerfeststoffgehalte können zum Beispiel nach Verfahren, welche in der EP-A 37923 beschrieben sind, eingestellt werden.
Das Polymerisat stellt ein radikalisches Emulsionspolymerisat dar. Zu dessen Herstellung können alle durch radikalische Polymerisation polymerisierbaren Monomere eingesetzt werden. Im Allgemeinen ist das Polymerisat aufgebaut aus
- 80 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 85 bis 99,9 Gew.-%, bezogen, auf das
Gesamtgewicht der Monomere für das Polymerisat, wenigstens eines ethylenisch ungestättigten Hauptmonmeren sowie
- 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere für das Polymerisat, wenigstens eines ethylenisch ungesättigten
Comonomeren.
Selbstverständlich können im Polymerisat auch jeweils mehrere Hauptmonomere oder Comonomere verwendet werden.
Das Hauptmonomer ist vorzugsweise ausgewählt unter
- Estern aus vorzugsweise 3 bis 6 C-Atomen aufweisenden , ß-monoethylenisch ungestättigten Mono- oder Dicarbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure mit -C^ -, vorzugsweise - -
Alkanolen. Derartige Ester sind insbesondere Methyl-, Ethyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, tert-Butyl-, n-Pentyl-, iso-Pentyl- und 2-Ethylhexylacrylat und/oder -methacrylat;
- vinylaromatischen Verbindungen, bevorzugt Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol, Vinyltoluolen und Mischungen davon;
- Vinylestern von -C^-Mono oder Dicarbonsäuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat und/oder Vinylstearat;
Butadien:
- linearen 1-Olefinen, verzweigtkettigen 1-Olefinen oder cyclischen Olefinen, wie z. B. Ethen, Propen, Buten, Isobuten, Penten, Cyclopenten, Hexen oder Cyclohexen. Des Weiteren sind auch Metallocen-katalysiert hergestellte Oligoolefine mit endständiger Doppelbindung, wie z. B. Oligopropen oder
Oligohexen geeignet;
- Acrylnitril, Methacrylnitril;
- Vinyl- und Allylalkylethern mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen im Alkyrest, wobei der Alkylrest noch weitere Subsituenten, wie eine oder mehrere Hydroxylgruppen, eine oder mehrere Amino- oder Diaminogruppen oder eine, bzw. mehrere Alkoxylatgruppen tragen kann, wie z. B. Methylviny lether, Ethylvinylether, Propylvinylether und 2-Ethylhexylvinylether, Isobutylvinylether, Vinylcyclohexylether, Vinyl-4-hydroxybutylether,
Decylvinylether, Dodecylvinylether, Octadecylvinylether, 2-(Diethyl- ammo)ethylvinylether, 2-(Di-n-butyl-amino)ethylvinylether, Methyldi- glykolvinylether sowie die entsprechenden Allylether, bzw. deren Mischungen.
Besonders bevorzugte Hauptmonomere sind Styrol, Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Vinylacetat, Ethen und Butadien sowie Mischungen aus diesen Hauptmonomeren.
Das Comonomer ist vorzugsweise ausgewählt unter
- ethylenisch ungestättigten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden, vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Methacrylsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure und/oder Itaconsäure;
- Acrylamiden und alkylsubstituierten Acrylamiden, wie z. B. Acrylamid, Methacrylamid, N, N-Dimethylacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-tert- Butylacrylamid, N-Methymethacrylamid und Mischungen davon;
- sulfogruppenhaltigen Monomeren, wie z. B. Allysulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Vinylsulfonsäure, 2-Acrylamido-2- methylpropansulfonsäure, Allyloxybenzolsulfonsäure, deren entsprechenden Alkali- oder Ammoniumsalzen bzw. deren Mischungen sowie Sulfopropylacrylat und/oder Sulfopropylmethacrylat;
- C1-C4-Hydroxyalkylestern von C3-C6-Mono- oder Dicarbonsäuren, insbesondere der Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure, oder deren mit 2 bis 50 Mol Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Mischungen davon alkoxylierten Derviate oder Estern von mit 2 bis 50 Mol Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid oder Mischungen davon alkoxylierten C^C^-Alkoholen mit den erwähnten Säuren, wie z. B. Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Butandiol-l,4-monoacrylat, Ethyldiglykolacrylat, Methylpolyglykolacrylat (11 EO), (Meth)acrylsäureester von mit 3, 5, 7, 10 oder 30 Mol Ethylenoxid umgesetzten C13/C15-Oxoalkohol bzw. deren Mischungen;
- Vinylphoshonsäuren und deren Salzen, Vinylphosphonsäuredimethylester und anderen phosphorhaltigen Monomeren;
- Alkylaminoalkyl (meth) acrylaten oder Alkylaminoalkyl (meth) acrylamiden oder deren Quarternisierungsprodukten, wie z. B. 2-(N, N-Dimethylamino)-ethyl (meth) acrylat oder 2-(N, N, N-Trimethylammonium) -ethylmethacrylat-chlorid, 3-(N, N-Dimenthyl-amino) -propyl (meth) acrylat, 2-Dimethylamino-ethyl (meth) acrylamid, 3-Dimethylaminopropyl (meth) acrylamid, 3- Trimethylammoniumpropyl (meth) acrylamid-chlorid und Mischungen davon;
- Allylestern von C1-C30-Monocarbonsäuren;
- N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylformamid, N-Vinyl-N-methylformamid, N- Vinylpyrrolidon, N-Vinylimidazol, l-Vinyl-2-methyl-imidazol, l-Vinyl-2- methylimidazolin, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, N-Vinylcarbazol und/oder N- Vinylcaprolactam;
- Diallyldimethylammoniumchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylchlorid, Acrolein, Methacolein;
- 1,3-Diketogruppen enthaltenen Monomeren, wie z. B. Acetoacetoxy- ethyl(meth)acrylat oder Diacetonacrylamid, harnstoffgruppenhaltigen Monomeren, wie Ureidoethyl(meth)acrylat, Acrylamidoglykolsäure, Methacrylamidoglykolatmethylether;
- Silylgruppen enthaltenden Monomeren, wie z. B. Trimethoxysilyl- propylmethacrylat;
- Glycidylgruppen enthaltenen Monomeren, wie z. B. Glycidylmethacrylat.
Besonders bevorzugte Comonomere sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxpropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, ethylarisch ungestättigte Mono- oder Dicarbonsäuren, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure sowie Acrylamide wie z. B. Acrylamid, Methacrylamid, N-tert. Butylacrylamid. Die Comonomere können auch als Gemische verschiedener derartiger Comonomere eingesetzt werden.
Besonders geeignete Polymerdispersionen sind Acrylat-Dispersionen, Styrol-Acrylat- Dispersionen, Styrol-Butadien-Dispersionen und Vinylacetatdispersionen.
Die Herstellung des für die Polymerdispersion eingesetzten Polymerisats erfolgt vorzugsweise durch radikalische Polymerisation. Geeignete Polymerisationsmethoden, wie Substanz-, Lösungs-, Suspensions- oder Emulsionspolymerisation sind dem Fachmann bekannt.
Vorzugsweise wird das Copolymerisat durch Lösungspolymerisation mit anschließender Dispergierung in Wasser oder besonders bevorzugt durch Emulsionspolymerisation hergestellt, so dass wässrige Copolymerdispersionen entstehen.
Die Emulsionspolymerisation kann diskontinuierlich, mit oder ohne Verwendung von Saatlatices, unter Vorlage aller oder einzelner Bestandteile des Reaktionsgemisches, oder bevorzugt unter teilweise Vorlage und Nachdosierung der oder einzelner Bestandteile des Reaktionsgemisches, oder nach dem Dosierverfahren ohne Vorlage durchgeführt werden.
Die Monomeren können bei der Emulsionspolymerisation wie üblich in Gegenwart eines wasserlöslichen Initiators und eines Emulgators bei vorzugsweise 30 bis 95°C polymerisiert werden.
Geeignete Initiatoren sind z. B. Natrium-, Kalium- und Ammoniumpersulfat, tert.- Butylhydroperoxide, wasserlösliche Azoverbindungen oder auch Redoxmitiatoren wie H2O2/Ascorbinsäure.
Als Emulgatoren dienen z. B. Alkalisalze von längerkettigen Fettsäuren, Alkylsulfate, Alkyksulfonate, alkylierte Arylsulfonate oder alkylierte Biphenylethersulfonate. Des weiteren kommen als Emulgatoren Umsetzungsprodukte von Alkylenoxiden, insbesondere Ethylen- oder Propylenoxid mit Fettalkoholen, - säuren oder Phenol, bzw. Alkylphenolen in Betracht.
Im Falle von wässrigen Sekundärdispersionen wird das Copolymerisat zunächst durch Lösungspolymerisation in einem organischen Lösungsmittel hergestellt und anschließend unter Zugabe von Salzbildern, z. B. von Ammoniak, zu Carbonsäuregruppen enthaltenden
Copolymerisaten, in Wasser ohne Verwendung eines Emulgators oder Dispergierhilfsmittels dispergiert. Das organische Lösungsmittel kann abdestilliert werden. Die Herstellung von wässrigen Sekundärdispersionen ist dem Fachmann bekannt und z. B. in der DE-A-37 20 860 beschrieben.
Zur Einstellung des Molekulargewichts können bei der Polymerisation Regler eingesetzt werden. Geeignet sind z. B. -SH enthaltende Verbindungen wie Mercaptoethanol, Mercaptopropanol, Thiophenol, sowie Thioglykolsäureester.
Der Gelgehalt derartiger radikalischer Polymerisate liegt vorzugsweise unter 40 Gew-.%, vorzugsweise unter 30 Gew.-%, besonders bevorzugt unter 20 Gew.-% bezogen auf das Polymer. Der Gelgehalt sollte vorzugsweise über 5 Gew.-% liegen. Der Gelgehalt ist der Gehalt an unlöslichen Bestandteilen.
Der Gelgehalt wird durch die nachfolgende Methode bestimmt und definiert: Die Dispersion wird bei 21 °C zu einem Film der Dicke von ca. 1mm getrocknet. Ein Gramm des Polymerfilms wird in 100 ml Tetrahydrofuran gegeben und eine Woche bei 21°C stehen gelassen. Danach wird die erhaltene Lösung bzw. Mischung mit Hilfe eines Gewebefilters (Maschenweite 125 μm) filtriert. Der Rückstand (gequollener Film) wird bei 21°C 2 Tage im Vakuumtrockenschrank getrocknet und anschließend gewogen. Der Gelgehalt ist die Masse des gewogenen Rückstands dividiert durch die Masse des eingesetzten Polymerfilms.
Die Monomerzusammensetzung wird im Allgemeinen so gewählt, dass für das Polymerisat eine Glasübergangstemperatur Tg im Bereich von -60°C bis +150°C, insbesondere im Bereich von -50°C bis +100°C, resultiert. Die Glasübergangstermperatur Tg der Polymerisate kann in bekannter Weise z.B. mittels Differential Scanning Calorimetry (DSC) ermittelt werden. Die Tg kann auch mittels der Fox-Gleichung näherungsweise berechnet werden. Nach Fox T. G., Bull. Am. Physics Soc. 1, 3, Seite 123 (1956) gilt: 1/Tg = XJ/TGJ + x2/Tg2 + ... +xn/Tgn, wobei xn für den Massebruch (Gew.-%/100) des Monomers n steht, und Tgn die Glasübergangstemperatur in Kelvin des Homopolymers des
Monomeren n ist. Tg- Werte für Homopolymerisate sind in Polymer Handbook 3rd Edition, J. Wiley % Sons, New York (1989) aufgeführt.
In gleicher Weise ist es im Rahmen des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens möglich, der wässrigen Mischung aus organischem Leichtzuschlagsstoff und Zement die wässrige Polymerdispersion dadurch hinzuzufügen, dass der wässrigen Mischung getrocknetes Polymerisatpulver beigegeben wird.
Falls ein polymeres Fließmittel eingesetzt wird, ist es vorteilhaft, dass das polymere Fließmittel in einer solchen Menge vorliegt, dass dessen Feststoffanteil, bezogen auf die Zementmenge, im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,1 bis 2 Gew.-% liegt.
Geeignete polymere Fließmittel sind u.a. Kondensationsprodukte von Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd sowie Kondensationsprodukte von Melaminsulfonsäuren und Formaldehyd, weiterhin Polycarboxylate, Ligninsulfonate, Oxycarboxylate und Glucosaccharide.
Weiterhin geeignete polymere Fließmittel leiten sich ab von wasserlöslichen Polymerisaten mit Polyalkylenglykoletherseitenketten, welche durch Copolymerisation von a) Estern der Formel (I)
R2
R1 CH C — C — O (A — O)n R3 (I),
O
in der
R , R gleich oder verschieden sind und H oder CH3 bedeuten
A eine Alkylengruppe mit 2 bis 4 C-Atomen oder -CH2-CH2-CH2-CH2- ist,
R3 für - bis C50-Alkyl oder Cα bis C18 - Alkylphenyl steht und
n eine Zahl von 2 bis 300 ist,
mit
b) mindestens einer monoethylenisch ungesättigten Carbonsäure oder deren Salzen
erhalten wurden.
Derartige polymere Fließmittel weisen vorzugsweise Molmassen (Mw = Gewichtsmittel) von 15.000 - 650.000 auf und sind u. a. durch Lösungspolmerisation der Monomeren a) und b), ggf. in Anwesenheit von Initiatoren wie z. B. organische Peroxide und Azoinitiatoren, erhältlich. Die Lösungspolymerisation kann auch in Anwesenheit geeigneter Schleppmittel sowie Regler durchgeführt werden.
Derartige Fließmittel sind in der Betonindustrie weit verbreitet.
Beispiele:
Im Labor wurden Modellsysteme gemischt und die Druckfestigkeit sowie die Biegezugfestigkeit der Leichbaustoffe geprüft. Exemplarisch sind hier 2 Systeme angegeben. Es wurde gefunden, dass in einer Zement / Bimsstein - Mischung ein Zusatz von 10% eines carboxylierten Styrol-Butadien-Polymers bezogen auf den Zementanteil die Druckfestigkeit um 251 % und die Biegezugfestigkeit um 219 % erhöht hat. Der Zusatz
einer Styrol-Acrylat-Dispersion bestehend aus Butylacrylat und Styrol zeigte eine ähnliche Tendenz.
Styrofan D 750 wässrige Dispersion aus einem carboxylierten
Styrol-Butadien Copolymerisat (eingetragene Marke der BASF Aktiengesellschaft)
AcronaT S 702 wässrige Dispersion, enthaltend ein Copolymerisat aus n-Butylacrylat und Styrol (eingetragene Marke der BASF Aktiengesellschaft)
W/Z: Verhältnis (Gewicht) Wasser/Zement
K/Z: Verhältnis (Gewicht) Kunststoff (Polymerisat)/Zement
Zusammensetzung:
Bei der Entwicklung eines solchen Leichtbaustoffes ist darauf zu achten, dass vorzugsweise sinnvolle Mengen- bzw. Volumenverhältnisse eingehalten werden. Hierbei ist von der Überlegung auszugehen, dass der Leichtzuschlagsstoff vorzugsweise in möglichst dichter Packung vorliegt und der Zementleim bzw. zementäre Mörtel die Kavitäten dazwischen ausfüllt. Wird zu wenig Leichtzuschlagsstoff eingesetzt, wird die spezifische Masse oder Rohdichte unnötig erhöht und damit der wärmedämmende Effekt geringer. Wird zu viel Leichtzuschlagsstoff eingesetzt, ergeben sich Lunker in der zementären Matrix, was das Gesamtgefüge schwächt und damit der überraschenden festigkeitserhöhenden Wirkung der Polymerzusätze entgegenwirkt.
Weiterhin ist vorzugsweise der Restwassergehalt und die Saugfähigkeit des eingesetzten Leichzuschlagsstoffes zu beachten, denn er ist beim Gesamtwassergehalt des Systems mit zu berücksichtigen.
In Versuchsreihen haben sich folgende Gewichtsverhältnisse eingestellt:
Dabei ist die Dichte des zementären Mörtels ca. 2,2 g/cm3.
Die Messwerte sind exemplarisch für die im Versuch verwendeten Leichtzuschlagsstoffe oder Füllstoffe. Je nach Qualität und Lagerstätte können die Schüttdichten, Restwassergehalte und Kornzusammensetzung stark variieren. Das optimale Verhältnis ist vorzugsweise durch Versuche ermittelbar.