Baustoffdesign

Thomas A. BIER

Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Leipziger Straße 28, 09596 Freiberg,

BaustoffdesignBeispiele: Mörtel

Baustoffdesign

Material

Chemie

Mineralogie

Feinheit (SO, PSD)

Zemente PZ, TZ, C$

Füllstoffe

Organische StoffeDispergierbare Pulver

Zusatzmittel

Material

Chemie

Mineralogie

Feinheit (SO, PSD)

Zemente PZ, TZ, C$

Füllstoffe

Organische StoffeDispergierbare Pulver

Zusatzmittel

Verfahren

Mischen und Erhärtung

DSP

TemperaturAutoklav

Trocknen

Pressen /ExtrudierenZiegel

KS Stein

Macro Defect Free

Dry Mortar Technology – Special MortarsOptimization of Rapid Hardening Grouts

Rheology of Self Leveling Underlayments

Redispersible Polymer Powders in Self Leveling Underlayments

Refractories - CastablesBehavior at Temperature

Corrosion against Slags

Self Compacting ConcreteRheology and Early Shrinkage

Mix Design and Placing Underground

High Strength ConcreteRapid hardening Mortars, Concrete

Geopolymers

Autoclaved {Calcium Silicate} MaterialsDrying of CS Material

BauteileZiegel

KS Stein

Macro Defect Free

Baustoffdesign

Dry Mortar Technology – Special MortarsOptimization of Rapid Hardening Grouts

Rheology of Self Leveling Underlayments

Redispersible Polymer Powders in Self Leveling Underlayments

Refractories - CastablesHydration behavior

Behavior at Temperature

Corrosion against Slags

Self Compacting ConcreteRheology and Early Shrinkage

Mix Design and Placing Underground

High Strength ConcreteRapid hardening Mortars, Concrete

Geopolymers

Autoclaved Calcium Silicate MaterialsDrying of CS Material

Baustoffdesign

Redispersible Polymer Powders in Self Leveling Underlayments

[Nukita, Bier:” Influence of redispersible polymer powders in SLUs” ]

-1 0 0 0

0

1 0 0 0

2 0 0 0

3 0 0 0

4 0 0 0

5 0 0 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2

T im e (h o u rs )

Shrin

kage

/ Ex

pans

ion

(μm

/m)

0 %

2 %4 %6 %

■ Characterization with ESEM■ Dimensional stability by early shrinkage■ Rheology by rotational experiment

ESEM

Rheometer Schwindrinne – shrinkage channel

Combination of ettringite and resin

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

0 10 20 30 40 50 60

Time (minutes)

Shrin

kage

/ Ex

pans

ion

(μm

/m)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 5 10 15 20 25Time (minutes)

Shea

r str

ess

(Pa)

0.00001

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

Apparent viscosity (kPa

・s)

0% 2% 4% 6%

Apparent viscosity

Shear stress

Baustoffdesign

• Industrieböden• Pigmentierte Böden• Fliesenkleber• Fugenfüller

• Industrieböden• Pigmentierte Böden• Fliesenkleber• Fugenfüller

Spachtelmassen

Baustoffdesign

Fliesenkleber

Baustoffdesign

Einlegen von keramischen Bodenbelägen oder Naturstein in das Klebebett

Baustoffdesign

Fließbettkleber Dünnbettkleber

Fotoausschnitt aus: Fliesen und Platten, 04/2000: E. Judith, Bodenkleber. Eine neue Generation.

Verarbeitung von Fliesenklebern als:

Baustoffdesign

Vollflächiger Kontakt zwischen Fliese und Fließbettmörtel

Fotoausschnitt aus: Fliesen und Platten, 04/2000: E. Judith, Bodenkleber. Eine neue Generation.

Baustoffdesign10

Putzmörtel

Mörtelkomponente Anteil Anteil Mörtelkomponente Anteil AnteilMa % l/t Ma % Vol %

Weißkalkhydrat WKH (CHL 90) 5 Weißkalkhydrat 5Zement CEM I 42,5 R 30 Zement CEM 32,5R 20Kalksteinmehl KSM 20 Sand 0,1,-1 64Quarzsand 0,1 bis 1 mm 44,45 Kalksteinmehl 10Methylcellulose Tylose MH 15002 P4 0,2 Premix A 1LP Hostapur OSB 0,04Zinkstearat / Natriumoleat (1:1) Greven 0,3 Summe (ohne EPS) 100Stärkeether Nor Star E7 0,01

EPS Perlen 26Liaver/Poraver (0,5 bis 1 mm) in l pro t -EPS (0 bis 1 mm) in l pro t 600

Referenzmischung IIReferenzmischung A

Verhältnis EPS/Mineralstoffe in cm3/g 0,60 Verhältnis EPS/Mineralstoffe in cm3/g 0,24

Baustoffdesign11

Entmischung

Entmischung bei Trockenleichtmörteln im Versuch

Baustoffdesign12

Schematische Darstellung der Entmischung bei Trockenleichtmörteln

Entmischung

Baustoffdesign13

EPS/Methylcellulose – Agglomerate lösen sich schwer auf

Restfeuchtegehalt des EPS/Methylcellulose - Trockenproduktes ist nicht ausreichend für eine dauerhafte Anhaftung von Mineralstoffpartikeln

Durch Voragglomeration von EPS und Methyl-zellulose mit Wasser und nachfolgende Trocknung der Voragglomerate modifizierte Referenzmischung A nach Schwingbewegung in der Acrylglasapparatur (sofort)

Durch Voragglomeration von EPS und Methylzellulose mit Wasser und nachfolgende Trocknung der Voragglomerate modifizierte Referenzmischung A nach Schwingbewegung in der Acrylglasapparatur (24h Lagerung)

Probleme

Baustoffdesign

Problemerklärung

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Baustoffdesign

Problem: Ballkornbildung bei höherem Silikonölzusatz

Durch Voragglomeration von EPS mit Silikonöl im Labormischer modifizierte Mörtelmischung A nach Schwingbewegung in der Acrylglasapparatur (24 h Lagerdauer)

15

Baustoffdesign

50 l - Lödige-Mischer (TU BAF)

Vormischprodukt EPS plus Silikonöl16

Entmischung

Baustoffdesign17

Staubungskennwert SM in mg/g:

Baustoffdesign18

Biegzugfestigkeiten

Baustoffdesign19

Druckfestigkeiten