DE19542676A1 - Verfahren zur Herstellung einer schnell härtbaren Mörtelmischung auf der Basis von Lehm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer schnell härtbaren Mörtelmischung auf der Basis von Lehm, insbesondere einer pumpbaren und vermittels Putztechnik als Wandbaustoff in Schichten auftragbaren beziehungsweise in eine Schalung einfüllbaren Leichtlehmmischung, die aus Lehm, Wasser, Füllstoffen und einem zementhaltigen Härtemittel sowie einem Abbindebeschleuniger besteht und als Wandbaustoff für Fachwerk- und geschalte Wände verwendbar ist.

Lehm ist ein seit alters her bekannter natürlicher Baustoff, der als einziger von den derzeit bekannten Baustoffen die Eigenschaft aufweist, Luftfeuchtigkeit aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. In dieser Hinsicht ist Lehm allen anderen gebräuchliche mineralischen Baustoffen weit überlegen.

Es hat sich zum Beispiel gezeigt, daß die heute im Bauwesen gebräuchlichen Fenster mit hoher Wärme- und Schalldämmung bis zu 25 mal dichter schließen als herkömmliche Fenster, deren Einbau längere Zeit zurückliegt. Bei älteren Fenstern werden durch die Fugenlüftung mehrere Kubikmeter Luft in der Stunde ausgetauscht. In Räumen mit modernen Fenstern kann durch deren gute Abdichtung jedoch die Luftfeuchtigkeit infolge der ständigen Wasserdampfabgabe durch den Menschen auf hohe Werte ansteigen und einen Feuchtigkeitsstau bewirken. An kühleren Wänden, insbesondere deshalb an den Außenwänden, und in seitlichen Wandbereichen mit geringerer Luftzirkulation, schlägt sich bei hoher Wasserdampfsättigung der in der Luft vorhandene Wasserdampf im Taupunkt als Tauwasser nieder. Infolgedessen sind Feuchtigkeitsschäden wie Stockflecken und Schimmelbildung an den Wänden zu beobachten. Die Ursache dafür ist in der niedrigen Dampfkapillarität und dem hohen Dampfwiderstand des für die Wände verwendeten Baustoffmaterials zu suchen. Demgegenüber ist bekanntermaßen ein auf Lehm basierender Wandbaustoff in der Lage, in besonderer Weise raumklimaregulierend zu wirken. Ein weiterer Vorteil ist, das der Baustoff Lehm gegenüber gebranntem Material und anderen Wandbaustoffen mit vergleichsweise wenig Energieaufwand aufbereitet werden kann.

Neben diesen genannten Vorteilen ist der Baustoff Lehm mit einigen gravierenden Nachteilen behaftet, die einer Verwendung unter Anwendung moderner Herstellungsverfahren wie der Spritzputztechnik entgegenstehen.

Bekannt sind verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Mörtelmischung aus Leichtlehm, die gemäß DE Offenlegungsschrift 41 23 224 aus einer Mischung aus Holzstücken, Holzhackschnitzeln, Hobelspänen oder dergleichen und Lehm oder Ton als Bindemittel zusammengesetzt ist. Der Anmachwasseranteil der Mörtelmischung liegt hier bei 15% bis 30%. Das Einbringen des üblicherweise in Betonmischern hergestellten Gemisches erfolgt durch Schüttung in eine temporäre oder verlorene Schalung. Nachteilig ist die sehr lange Trocknungszeit, welche die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens negativ beeinflußt. Eine noch längere Trocknungszeit benötigen Mörtelmischungen unter Verwendung von Füllstoffen wie Stroh oder geblähtem Ton, die mit dem Lehm zu einer breiförmigen pumpfähigen Masse gemischt werden. In dieser Konstitution benötigt der Baustoff, der DE Offenlegungsschrift 41 32 009 zufolge, circa 2 Wochen Aushärtezeit in der Schalung.

Bei einer vergleichbaren, in der DE Offenlegungsschrift 43 25 914 beschriebenen Mörtelmischung auf Basis von Lehm und Stroh finden Blähschiefer oder Muschelkalk als zusätzliche Füllstoffe Anwendung, wobei das Gemisch mit Hilfe von Wasser pumpbar gemacht oder anderenfalls erdfeucht eingebracht wird. Diese dem Stand der Technik entsprechende Mörtelmischung ist als Putzmasse nicht geeignet.

Eine derart pump- und spritzfähige, leichtflüssige Baustoffbrühe, die lagenweise auf einen Putzträger aufgetragen werden kann und sehr rasch abbindet, wurde bereits in der DE Offenlegungsschrift 41 32 009 formuliert. Bei dem dort vorgeschlagenen Baustoff wird neben den üblichen Füllstoffen wie Stroh ein Härter und ein Abbindemittel verwendet. Als Härter wird Zement zum Einsatz gebracht, während als Abbindebeschleuniger Gips vorgeschrieben wird, der die Aufgabe hat, als Katalysator für die Abbindezeit des Zementes zu wirken. Die Wirkungsweise von Gips als Katalysator beruht auf dessen hygroskopischer Veranlagung, durch die das im dem Lehm befindliche freie Wasser aufgesogen und der Erstarrungsprozeß bewirkt wird.

Nachteilig ist, daß die gleichzeitige Verwendung von Zement und Gips in der Bauindustrie kritisch beurteilt wird. Dadurch fällt die Akzeptanz einer unter Verwendung von Gips hergestellten Mörtelmischung auf der Basis von Lehm. Gips ist darüber hinaus nicht wasserbeständig und büßt im feuchten Zustand stark an Festigkeit ein. Bei Verwendung von gehäckseltem Stroh und Holz besteht die Gefahr von Pilzbefall. Zudem kann das Erhärten von Zement durch Holzinhaltsstoffe, die im alkalischen Milieu leicht löslich sind und als Zementgifte wirken, in bestimmten Fällen völlig verhindert werden, so daß die gewünschten Eigenschaften des Baustoffes auf Lehmbasis mit einem Anteil Zement nicht gewährleistet sind.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zur Herstellung einer akzeptablen, schnell härtbaren und wie Putzmasse mittels Putztechnik auftragbaren oder als Wandbaustoff verwendbaren Mörtelmischung auf der Basis von Lehm, die nach Aushärtung als Wandbaustoff für Fachwerk- und geschalte Wände gegen Wasser beständig sowie erforderlichenfalls durch eine ständige Feuchtigkeitsaufnahme für eine raumklimatisierende Wirkung geeignet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung einer im wesentlichen aus Lehm, Wasser und Füllstoffen bestehenden Leichtlehmmischung, die unter Verwendung eines zementhaltigen Härtermittels sowie einem Abbindebeschleuniger schnellstens aushärtbar und nach Ausbildung der bei Lehmbau erwünschten Eigenschaften feuchtigkeitsbeständig ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aus Lehm, Wasser und Füllstoffen eine bildsame Mischung hergestellt wird, der kurz vor der Verarbeitung ein zementhaltiges Härtermittel und als Abbindebeschleuniger ein Verflüssigungsmittel für Lehm zugemischt wird.

Gegenüber einer Verflüssigung von Lehm mit Wasser besteht bei der Herstellung einer Mörtelmischung bei Anwendung eines Verflüssigungsmittels der Unterschied darin, daß die Fließfähigkeit bei einem wesentlich geringeren Anmachwasseranteil erhöht werden kann. Der Einfluß des Wassergehaltes ist nämlich ein völlig anderer als der von Verflüssigungsmitteln. Während Verflüssigungsmittel qualitativ das Verhalten der Mörtelmischung bestimmen, hat Wasser nur einen quantitativen Einfluß. Eine verflüssigungsmittelhaltige bildsame Masse ist durch einen geringen Anmachwassergehalt und einen größeren Feststoffgehalt bezogen auf das Volumen gekennzeichnet. Damit im Zusammenhang steht eine geringere Schwindung bei Aushärtung der Mörtelmischung. Infolgedessen ergeben sich im übrigen Vorteile hinsichtlich des um einen bestimmten Teil von Anmachwasser geringeren Volumens der zu verarbeitenden Massen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird als Abbindebeschleuniger ein in basischem Milieu reagierendes Verflüssigungsmittels vorgesehen, wobei nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Alkalisilikat insbesondere Natronwasserglas verwendet wird.

Wasserglas insbesondere Natronwasserglas ist sowohl als Verflüssigungsmittel als auch als Abbindebeschleuniger besonders geeignet, weil es gleichzeitig eine schnelle Aushärtung der Mörtelmischung bewirkt. Unter Verwendung von Wasserglas ist eine pumpbare Mörtelmischung herstellbar, die mit Hilfe einer vorhandenen Putzmaschine lagenweise wie ein Putz aufgespritzt oder in eine vorbereitete Schalung zum Beispiel für Wände eingebracht werden kann und sofort abbindet. Aufgrund der schnellen Erstarrungszeiten können in kurzer Folge mehrere Putzschichten aufgebracht werden.

Schließlich ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß anorganische, expandierte Füllstoffe in Form von Blähton, Blähperlitten, Blähglas, Blählava oder dergleichen Anwendung finden. Je nach Füllstoffgehalt und dem Volumenanteil an Anmachwasser können mit der Mörtelmischung in gleicher Weise Wandbausteine, Deckenfüllungen oder dergleichen gefertigt werden, die bei Aushärtung eine geringe Schwindung aufweisen und gegenüber Wasser beständig sind. Die Druckfestigkeit ist mit der von bekannten porigen Wandbaustoffen vergleichbar. Die Kantenfestigkeit des Baustoffes kann durch Einlegen von Drahtputzwinkeln in die vorbereitete Schalung erhöht werden. Überraschend wurde gefunden, daß bei Verwendung von Wasserglas die einen Lehmbaustoff kennzeichnenden bauphysikalischen Eigenschaften nicht nachteilig beeinflußt werden. Dadurch besitzen die mit der vorgeschlagenen Mörtelmischung hergestellten Wände, Bauteile und Deckenfüllungen gegenüber Luftfeuchtigkeit eine hervorragende Kapillarität, die erforderlichenfalls gewährleistet, daß in Räumen mit ständig dichten Fenstern keine Feuchteschäden auftreten können.

Die Oberfläche der schichtweise aufgetragenen oder in eine Schalung eingebrachten Mörtelmischung kann nach dem Aushärten abschließend mit einem systemähnlichen Putzmaterial beschichtet werden, das im wesentlichen aus einem Bindemittel unter Verwendung von Lehm und Kalk sowie einem feinkörnig gebrochenen Füllstoff zusammengesetzt ist. Hierdurch kommt ein Putzsystem zur Anwendung, welches in der Materialzusammensetzung und dem bauphysikalischen Verhalten dem vorhandenen Untergrund nahe kommt. Bei der Verarbeitung können Arbeitsgänge wie das Verreiben beim Kalk - Zement - Putz beziehungsweise Schaben und Verfilzen beim Gipsputz entfallen, weil das Material durch den Lehmanteil lange und gleichmäßig feucht verarbeitbar ist. An der gleichmäßigen Feuchtigkeitsverteilung innerhalb der Putzschicht, die ein unterschiedliches Anziehen verhindert, ist die hohe Kapillarität des Lehmes maßgeblich beteiligt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Mit einem aus einer Lehmgrube stammenden Lehm wird in einer nachgeschalteten Mischanlage mit mindestens 1000 Liter Inhalt eine bildsame Mischung hergestellt, die 1 Raumteil Lehm aufweist sowie aus 4-6 Raumteilen Füllstoff und 0,5-1 Raumteilen Wasser besteht. Als Füllstoff kommen natürliche oder expandierte Blähmaterialien anorganischen Ursprungs in Frage. Besonders geeignet sind Blähmaterialien wie Blähton, Blähperlitte, Blähglas, Blählava oder dergleichen, soweit sie nicht mit einer negativen Besonderheit in Hinsicht auf eine gewünschte Wärmedämmung oder Schallisolation versehen sind. Die feucht vorgemischten Bestandteile der Mischung werden nachfolgend mit geeigneten Transportmitteln beispielsweise mittels Container bis zur Baustelle transportiert.

Der Transport einer trockenen Mischung hat sich als nachteilig erwiesen, weil sich dadurch eine starke Entmischung der einzelnen Mörtelbestandteile bemerkbar und ein nochmaliges Durchmischen auf der Baustelle erforderlich macht. Da der Anteil an Anmachwasser vergleichsweise gering gehalten werden kann, ist zusätzliche Transportkapazität nicht nötig, so daß durch einen geringeren Energieaufwand beim Mischen auf der Baustelle Ausgleich geschaffen werden kann.

Auf der Baustelle wird mit der vorgefertigten Mischung durch Beimengen von 0,25-0,75 Raumteilen eines zementhaltigen Härters und 0,1-0,3 Raumteilen eines Abbindebeschleunigers beziehungsweise Verflüssigungsmittels eine pumpbare und spritzbare Putzmasse hergestellt, die in mehreren Lagen in einer Schichtdicke von bis zu 10 cm mittels Spritzputztechnik auf einen vorhandenen Putzträger auftragbar ist. Der Spritzputz erstarrt kurzfristig innerhalb einer Zeitdauer von 1 bis 2 Stunden, so daß in einer geringfügig bemessenen Zeit mehrere Lagen Putzmasse bis zu einer Schichtdicke von 20 cm pro Tag verarbeitbar sind.

Die Ausführung der vorgefertigten Mischung mit dem zementhaltigen Härter und dem Abbindebeschleuniger beziehungsweise Verflüssigungsmittel erfolgt im besonderen unter Inanspruchnahme einer Mischpumpe, die eine Kolbenpumpe mit einem vorgesetzten Zwangsmischer mit einer Förderkapazität von mehr als 50 Liter pro Minute aufweist. Mit Hilfe einer derart ausgewählten Mischpumpe ist ein effektives großflächiges Auftragen der Putzmasse gewährleistet.

Allein auf das großflächige Auftragen einer Putzmasse kann die Verwendung der vorgeschlagenen Mörtelmischung jedoch nicht beschränkt werden. Diese bewährt sich gleichwohl für die Herstellung von geschalten Wänden und das Ausfachen von Fachwerk, das bis heute bei vorhandenen Bauwerken in Ermangelung eines dafür geeigneten Baustoffes mit nicht sachgemäßen Materialien rekonstruiert wird. Zum Ausfachen eignet sich die vorgeschlagene Mörtelmischung insbesondere hinsichtlich ihres geringen Anteils an Anmachwasser. Beim Einbringen der Mörtelmischung in eine Wandschalung kann der Anteil des Verflüssigungsmittels und damit zusammenhängend die Gießfähigkeit bei einer gleichbleibenden Menge Anmachwasser erhöht werden. Mit der höheren Gießbarkeit wird die Mörtelmischung leichter pumpbar, so daß die Förderleistung durch stärkere Pumpen erhöht werden kann. Dadurch steigt die Wirtschaftlichkeit bei der Verarbeitung der Mörtelmischung erheblich. Geschalte Wandbauteile können bereits nach relativ kurzer Zeit entschalt und belastet werden, so daß die Baukosten im Vergleich zu einem traditionellen Mauerwerk niedrig bleiben.

Durch eine weitere Zugabe von Anmachwasser kann die pumpbare Mörtelmischung anstelle einer Deckenfüllung oder dergleichen Anwendung finden. Wesentlich ist, daß die mit vergleichsweise wenig Anmachwasser bewerkstelligte und mit Verflüssigungsmittel versehene Mörtelmischung schnell durch Pumpen an den jeweiligen Einbauort transportiert werden kann. Da die Pumpfähigkeit der Mörtelmischung primär nicht auf dem Anmachwasser beruht, ist eine schnelle Aushärtung möglich, die durch einen angegebenen Abbindebeschleuniger wesentlich verkürzt werden kann.

In besonders effektiver Weise können Bauteile hergestellt werden, wenn für die Mörtelmischung als Abbindebeschleuniger Zement und als Verflüssigungsmittel Wasserglas Verwendung finden. In diesem Fall wirkt das Wasserglas in zweifacher Hinsicht. Zunächst wird durch das Wasserglas, das in dem Lehm elektrolytisch aktiv ist, eine Verflüssigung und Erhöhung der Gießfähigkeit herbeigeführt, die eine leichte Verarbeitung ermöglicht. Zur gleichen Zeit und nach dem Verarbeiten der Mörtelmischung wird die Wasserglasverbindung durch die in der Mörtelmischung enthaltenen Metallverbindungen gefällt. Die Erhärtung von Wasserglas wird durch Verbindungen ausgelöst, die durch Reaktion schwerlösliche Kieselsäuren oder Silikate bilden. Dazu zählen Metallverbindungen wie das Calziumhydroxid des Zements, das mit Wasserglas Calziumsilikat bildet. Daher kann Wasserglas gleichfalls als Erhärtungsbeschleuniger für Beton eingesetzt werden.

Beim Mischen des Leichtlehmmörtels wird wegen der schnellen Erhärtung nur soviel Wasserglas zugesetzt, wie zur Verarbeitung nötig ist, so daß zuerst die Verflüssigung im Vordergrund steht. Die gelförmige Kieselsäure beansprucht nach der Erhärtung und Austrocknung ein geringeres Volumen als die Wasserglaslösung. Aus diesem Grunde weist der Lehm zusätzliche Kapillarporen auf, die den beim Lehmbau gewünschten Eigenschaften adäquat und zu einer Raumklimatisierung besonders geeignet sind. Die Kapillarporen des Lehms sind darüber hinaus von besonderer Bedeutung, wenn die Oberfläche der schichtweise aufgetragenen oder in eine Schalung eingebrachten Mörtelmischung nach dem Aushärten abschließend mit einem systemähnlichen Putzmaterial beschichtet werden soll, das im wesentlichen aus einem Bindemittel unter Verwendung von Lehm und Kalk sowie einem feinkörnig gebrochenen Füllstoff zusammengesetzt ist. Als Bindemittel werden 1-2 Raumteile Weißkalk und 2-4 Raumteile pulverisierter Lehm eingesetzt. Zu dieser Mischung werden 0,25-0,5 Raumteile Zement sowie 12 Raumteile Quarzsand 0-0,8 mm mit gegebenenfalls weiteren feinkörnigen Zuschlagstoffen hinzugegeben. Die Mischung wird mit Wasser und üblichen chemischen Zuschlagstoffen zur Förderung der Pumpfähigkeit angemacht und mit Hilfe einer Putzmaschine aufgetragen. Nach dem Auftragen mit Putztechnik kann das Abziehen mit großformatigen Kartätschen vorgenommen werden. Im Anschluß an das Abrichten mit Richtscheit und Gitterrabot kann sogleich das Filzen durchgeführt werden. Da die Einsparung von Arbeitsgängen wie das Verreiben auf die hohe Kapillarität des zu verputzenden Baustoffes zurückzuführen ist, kann der abschließende Lehm - Kalk - Putz ebenso vorteilhaft bei vergleichbar porösen Untergründen Anwendung finden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung einer schnell härtbaren Mörtelmischung auf der Basis von Lehm, insbesondere einer pumpbaren und vermittels Putztechnik als Wandbaustoff in Schichten auftragbaren beziehungsweise in eine Schalung einfüllbaren Leichtlehmmischung, bestehend aus Lehm, Wasser, Füllstoffen und einem zementhaltigen Härtermittel sowie einem Abbindebeschleuniger, dadurch gekennzeichnet, daß aus Lehm, Wasser, Füllstoffen eine bildsame Mischung hergestellt wird, welcher kurz vor der Verarbeitung ein zementhaltiges Härtermittel und als Abbindebeschleuniger ein Verflüssigungsmittel für Lehm zugemischt wird.

2. Schnell härtbare Mörtelmischung auf der Basis von Lehm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mörtelmischung 1 Raumteil Lehm, 4-6 Raumteile anorganischen, expandierten Füllstoff 0,25-0,75 Raumteile Zement, 0,5-1 Raumteile Wasser sowie als Abbindebeschleuniger 0,1-0,3 Raumteile eines Verflüssigungsmittels für Lehm aufweist.

3. Schnell härtbare Mörtelmischung auf der Basis von Lehm nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbindebeschleuniger beziehungsweise Verflüssigungsmittel ein Alkalisilikat insbesondere Natronwasserglas verwendet wird.

4. Schnell härtbare Mörtelmischung auf der Basis von Lehm nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Füllstoffe in Form von Blähton, Blähperlitten, Blähglas, Blählava oder dergleichen Anwendung finden.

5. Schnell härtbare Mörtelmischung auf der Basis von Lehm nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der schichtweise aufgetragenen oder in eine Schalung eingebrachten Mörtelmischung nach dem Aushärten mit einem systemähnlichen Putzmaterial beschichtet wird, das im wesentlichen bezogen auf die Trockenmasse aus einem Raumteil Bindemittel unter Verwendung von Lehm und Kalk sowie drei Raumteilen feinkörnig gebrochenem Füllstoff zusammengesetzt ist.

6. Schnell härtbare Mörtelmischung auf der Basis von Lehm nach Anspruch 2 -5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der schichtweise aufgetragenen oder in eine Schalung eingebrachten Mörtelmischung nach dem Aushärten mit einem Putzmaterial beschichtet wird, dessen Trockenmasse aus 1-2 Raumteilen Weißkalk, 2-4 Raumteilen pulverisiertem Lehm, 0,25-0,5 Raumteilen Zement, 12 Raumteilen eines feinkörnigen Zuschlagstoffes, bestehend aus Quarzsand mit einer Körnung von 0-0,8 mm, sowie anderen Zuschlagstoffen und üblichen chemischen Zusätzen zur Schaffung der Pumpfähigkeit zusammengesetzt ist.