DE1240457B

DE1240457B - Process for the production of mortar with aqueous silica sol as a binder

Info

Publication number: DE1240457B
Application number: DE1960P0026267
Authority: DE
Inventors: Isadore Mockrin
Original assignee: Pennsalt Chemical Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1960-02-19
Filing date: 1960-12-21
Publication date: 1967-05-11
Also published as: GB902867A

Description

Verfahren zur Herstellung von Mörtel mit wäßrigem Kieselsäuresol als Bindemittel Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mörteln mit verbesserten Mörtelmisch- und Spachteleigenschaften. Die Verbesserung wird durch den Zusatz kleiner Mengen bestimmter feinverteilter Kolloidstoffe erreicht.Process for the preparation of mortar with aqueous silica sol as The invention relates to a method for producing mortars with improved mortar mixing and filling properties. The improvement is through achieved the addition of small amounts of certain finely divided colloid substances.

Es können verschiedene Mörtelarten verwendet werden, wenn hohe Korrosionsbeständigkeit gefordert wird. Eine der gebräuchlichen Arten besteht aus einem inerten Füllstoff wie Kieselerde in einer konzentrierten wäßrigen Natriumsilikatlösung. Diese Zubereitung wird dann mit einem Ansäuerungsmittel, das also Alkali verbraucht, angesetzt. Hierzu verwendet man entweder direkt eine Säure oder aber eine Substanz, die sich langsam zersetzt, dabei die Alkalität des Natriumsilikats neutralisiert und dieses als hydratisierte Kieselsäure niederschlägt. Diese Kieselsäure vernetzt, was für die Festigkeit und Kohäsion des ausgehärteten Mörtels von Bedeutung ist. Ein Nachteil dieser Mörtelart besteht darin, daß größere Mengen an Natriumverbindungen, welche aus den verwendeten Materialien herrühren, im Mörtel verbleiben. Wird ein solcher Mörtel sauren Bedingungen ausgesetzt, so bilden diese Natriumverbindungen Salze, die den Mörtel nachteilig beeinflussen. So bildet sich beispielsweise unter der Einwirkung von Schwefelsäure Natriumsulfat, das unter den Verarbeitungsbedingungen Wasser aufnehmen oder abgeben kann. Dabei werden Form und Volumen des Mörtels verändert, wodurch dieser zerplatzt oder absplittert. Wenn außerdem ein solcher Mörtel - wie üblich - Natriumfluorsilikat als Aushärtungsmittel enthält, so führt der hohe Anteil an Natriumfluorid unter der Einwirkung starker Säuren bei höherer Temperatur zur Bildung von Flußsäuren, welche die Vernetzung der Kieselsäure löst und damit die Mörtelstruktur erweicht.Different types of mortar can be used if high corrosion resistance is required. One of the common types consists of an inert filler like silica in a concentrated aqueous sodium silicate solution. This preparation is then prepared with an acidifying agent, which thus consumes alkali. For this you either use an acid directly or a substance that moves slowly decomposed, thereby neutralizing the alkalinity of the sodium silicate and making it hydrated Silicic acid precipitates. This silica cross-linked, which for strength and Cohesion of the hardened mortar is important. A disadvantage of this type of mortar consists in the fact that larger amounts of sodium compounds, which from the used Materials come from, remain in the mortar. Will such a mortar acidic conditions exposed, these sodium compounds form salts, which are detrimental to the mortar influence. For example, it forms under the action of sulfuric acid Sodium sulphate, which absorbs or releases water under the processing conditions can. This changes the shape and volume of the mortar, causing it to burst or splintered. In addition, if such a mortar - as usual - sodium fluorosilicate contains as a curing agent, the high proportion of sodium fluoride leads to the action of strong acids at higher temperatures to form hydrofluoric acids, which dissolves the crosslinking of the silica and thus softens the mortar structure.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde ein kalthärtender Mörtel entwickelt, der als Bindemittel ein wäßriges Kieselsäuresol enthält, welches durch Alkali fällbar ist. Dieser Mörtel enthält ferner einen wasserunlöslichen und gegenüber dem Kieselsäuresol inerten Füllstoff (z. B. Kieselerde, Silikate, verschiedene Metalloxyde u. dgl.) und als Aushärtungsmittel ein festes Alkalisilikat, welches ein Verhältnis von Alkalimetalloxyd zu Si0, von 1:1 bis 1:4,2 aufweist. Dieser Mörtel ist -in der USA.-Patentschrift 2 914 413 beschrieben. Die Wirkungsweise dieses Mörtels scheint in der gesteuerten Ausfällung hydratisierter Kieselsäure aus dem wäßrigen Kieselsäuresol durch das Aushärtungsmittel zu liegen, wodurch das Bindevermögen der Kieselsäure verbessert wird.To avoid these disadvantages, a cold-setting mortar was developed, which contains an aqueous silica sol as a binder, which can be precipitated by alkali is. This mortar also contains a water-insoluble and compared to the silica sol inert filler (e.g. silica, silicates, various metal oxides, etc.) and as a curing agent, a solid alkali silicate having a ratio of alkali metal oxide to SiO, from 1: 1 to 1: 4.2. This mortar is -in the USA patent specification 2 914 413. The mode of action of this mortar seems to be controlled Precipitation of hydrated silica from the aqueous silica sol by the To lie hardening agent, whereby the binding capacity of the silica improves will.

Dieser kalthärtende Mörtel wird wegen seiner gegenüber herkömmlichen Silikatmörteln bezüglich chemischer Beständigkeit und Festigkeit überlegenen Eigenschaften auf verschiedenen Anwendungsgebieten bevorzugt. Er ist jedoch in gewisser Hinsicht schwieriger zu verarbeiten als die bisher üblichen Silikatmörtel, welche gut spachtelbar sind und die Fähigkeit besitzen, dort zu verbleiben, wo man sie aufbringt. Demgegenüber sind die Mörtel nach der genannten USA.-Patentschrift zu flüssig, um gut spachtelbar zu sein, und neigen daher bei der Verarbeitung zum Fließen. Die in dieser Patentschrift beschriebenen Mörtel auf Basis eines wäßrigen Kieselsäuresols sind also zu rheopektisch, d. h., sie sind für eine leichte Verarbeitbarkeit nicht hinreichend thixotrop. Ein thixotropes Gel wird unter Druck oder Schub (z. B. beim Mischen) flüssig, erhält jedoch seine gelartigen Eigenschaften zurück, wenn der Druck aufgehoben wird. Diese Eigenschaft macht einen Mörtel gut spachtelbar, und wenn er auf eine Fläche gebracht wird, so bleibt er dort haften. Unter dem Spachteldruck wird das Gel jedoch flüssig und kann dann auf der Oberfläche verstrichen bzw. gespachtelt werden. Nach Beendigung des Spachtelns wird der Mörtel wieder fest und erhärtet. Da die Mörtel gemäß der genannten USA.-Patentschrift diesen Eigenschaften nicht voll genügen, erfordern sie eine besondere Behandlung, was die Verarbeitungszeit verlängert.This cold-setting mortar is used because of its over conventional Silicate mortars have superior properties in terms of chemical resistance and strength preferred in various fields of application. However, he is in some ways more difficult to work with than the silicate mortars that have been used up to now, which are easy to fill with a spatula are and have the ability to stay where they are applied. In contrast the mortars according to the aforementioned USA patent specification are too liquid to be easy to apply with a spatula and therefore tend to flow when processed. The in this patent described mortars based on an aqueous silica sol are therefore too rheopectic, d. that is, they are not sufficiently thixotropic for easy processability. A thixotropic gel becomes liquid under pressure or thrust (e.g. when mixing) however, its gel-like properties return when the pressure is released. These Property makes a mortar easy to trowel and when applied to a surface it will stick there. However, under the pressure of a spatula, the gel becomes liquid and can then be spread or troweled onto the surface. After completion after filling, the mortar becomes firm and hardens again. Since the mortar according to the said USA. patent do not fully satisfy these properties she a special treatment, which extends the processing time.

Änderungen der kolloidalen Struktur des Mörtels ohne Beeinträchtigung des Gesamtsystems sind schwer durchführbar. Es ist bekannt, daß schon kleine Elektrolytmengen kolloidale Systeme stark beeinflussen und oft eine schnelle Agglomeration und Fällung der kolloidalen Teilchen verursachen. Auch können mechanisches Rühren, die Art der Zugabe von Zusätzen oder andere, scheinbar-unwesentliche Veränderungen kolloidale Systeme verändern oder zerstören. Es ist daher zu erwarten, daß Zusätze, besonders solche, welche den pH-Wert steigern oder der kolloidalen Lösung Kationen zuführen und welche dem Mörtel auf Basis eines wäßrigen Kieselsäuresols thixotrope Eigenschaften verleihen sollen, sehr leicht eine unregelmäßigere Fällung der Kieselsäure aus dem Sol und/oder einen Verlust der Festigkeit oder anderer Eigenschaften zur Folge haben.Changes in the colloidal structure of the mortar without impairment of the overall system are difficult to implement. It is known that even small amounts of electrolyte strongly affect colloidal systems and often rapid agglomeration and precipitation of the colloidal particles. Also can use mechanical stirring, the kind of Addition of additives or other, apparently insignificant changes to colloidal Change or destroy systems. It is therefore to be expected that additives, especially those that increase the pH or add cations to the colloidal solution and what thixotropic properties of the mortar based on an aqueous silica sol should give, very easily a more irregular precipitation of the silica from the Sol and / or a loss of strength or other properties result.

Diese Erwartung bestätigt sich auch, wenn übliche Geliermittel in bekannter Weise mit einem Mörtel auf der Basis eines wäßrigen Kieselsäuresols verarbeitet werden. So wird z. B. ein Magnesium-Montmorillonit zur Herstellung eines thixotropen Gels aus wäßrigen Dispersionen empfohlen, wobei die Anwendungskonzentrationen 2 bis 2,5% (bezogen auf die Dispersion) beträgt. Versuche, dieses Material in den empfohlenen Konzentrationen oder selbst mit nur 1 11/o des Gewichts der Mörtelmischung gemäß der USA.-Patentschrift 2 914 413 zu verwenden, führen zu einem zu rasch härtenden und daher unbrauchbaren Mörtel. Ferner wird ein Attapulgit als Zusatz zu wäßrigen Dispersionen (Zusatzmenge 3 bis 10°/o) vorgeschlagen, um thixotrope Eigenschaften zu erzielen. Dabei müssen- diese Mittel zur Erzielung der gewünschten Wirkung unter starkem Schub zugemischt werden.This expectation is also confirmed when common gelling agents are used in processed in a known manner with a mortar based on an aqueous silica sol will. So z. B. a magnesium montmorillonite for the production of a thixotropic Gels made from aqueous dispersions are recommended, the application concentrations being 2 to 2.5% (based on the dispersion). Try to put this material in the recommended concentrations or even with only 1 11 / o the weight of the mortar mix according to US Pat. No. 2,914,413, results in too rapid curing and therefore unusable mortar. Furthermore, an attapulgite is used as an additive to aqueous Dispersions (additional amount 3 to 10%) suggested to have thixotropic properties to achieve. In doing so, these funds must be used to achieve the desired effect be mixed with strong thrust.

Es ist auch bekannt, daß Tone gute Füllstoffe für Mörtel sind. Daher werden auch Kaolinittone bei Mörteln auf Basis eines wäßrigen Kieselsäuresols verwendet; sie bewirken jedoch keinen nennenswerten thixotropen Effekt.It is also known that clays are good fillers for mortars. Therefore Kaolinite clays are also used in mortars based on an aqueous silica sol; however, they do not produce any noteworthy thixotropic effect.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften, insbesonder die Mörtelmisch- und Spachteleigenschaften von Mörteln auf Basis wäßriger Kieselsäuresole ohne wesentliche Beeinträchti, gung der Festigkeit des Mörtels zu verbessern.The invention is now based on the object, the properties, in particular the mortar mixing and filling properties of mortars based on aqueous silica sols to improve the strength of the mortar without significant impairment.

Diese Aufgabe ist überraschenderweise mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung von Mörtel aus einem wäßrigen Kieselsäuresol als Bindemittel, einem inerten Füllstoff und 0,2 bis 15 % (vom Gewicht des Füllstoffes) festem Alkalimetallsilikat mit einem Molverhältnis Alkalimetalloxyd zu Si02 von 1:1 bis 1:4,2 als Aushärtungsmittel dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß dem Gemisch 0,3 bis 3% (vom Gewicht des Kieselsäuresols) Kieselsäure, wasserunlösliches anorganisches Silikat oder eines der wasserunlöslichen kolloidalen Metalloxyde Al2O3, TiO.., ZrO2, SnOz, Cr203, Fe203, sämtlich mit einer Teilchengröße unter 200 mg, zugesetzt wird.This task is surprisingly similar to that proposed here Process for the production of mortar from an aqueous silica sol as a binder, an inert filler and 0.2 to 15% (by weight of the filler) solid alkali metal silicate with a molar ratio of alkali metal oxide to SiO2 of 1: 1 to 1: 4.2 as curing agent solved in that, according to the invention, the mixture 0.3 to 3% (of the weight of the silica sol) Silicic acid, water-insoluble inorganic silicate or one of the water-insoluble ones colloidal metal oxides Al2O3, TiO .., ZrO2, SnOz, Cr203, Fe203, all with one Particle size below 200 mg, is added.

Ferner wurde im Zuge der Erfindung überraschenderweise festgestellt, daß man bei der erfindungsgemäß hergestellten Mörtelzubereitung die Menge des normalerweise verwendeten Aushärtungsmittels bis zu 50 °/o ohne merkliche Festigkeitseinbuße herabsetzen kann. Durch diese Verringerung des Gehalts an Natriumionen im Mörtel erreicht man gleichzeitig eine bessere Wasser- und Alkalibeständigkeit sowie einen höheren elektrischen Widerstand des Mörtels.Furthermore, it was surprisingly found in the course of the invention that that in the mortar preparation produced according to the invention, the amount of normally The hardening agent used can be reduced by up to 50% without any noticeable loss of strength can. This reduction in the level of sodium ions in the mortar is achieved at the same time better water and alkali resistance and higher electrical resistance Resistance of the mortar.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr einfach. Vorzugsweise wird der feingemahlene Zusatzstoff dem Füllstoff oder dem Aushärtungsmittel oder einem Gemisch dieser beiden Komponenten zugemischt. Hierzu kann man übliche Mischer verwenden. Falls gewünscht, kann man den Zusatzstoff auch in den Mörtel einarbeiten.The method according to the invention is very simple to carry out. Preferably the finely ground additive is the filler or the curing agent or mixed with a mixture of these two components. For this one can use usual Use mixer. If desired, the additive can also be added to the mortar incorporate.

In der Regel wird das Gemisch aus Füllstoff, Aushärtungsmittel und Zusatzstoff dem als Bindemittel dienenden wäßrigen Kieselsäuresol zugegeben. Der Mörtel wird dann von Hand auf gleichmäßige Konsistenz gemischt und wie gewünscht gespachtelt. Es ist überraschend, daß dieser Zusatz ohne kräftiges mechanisches Rühren eine derartige Verbesserung der thixotropen Eigenschaften erzielt, im Gegensatz zu den obenerwähnten, in höheren Konzentrationen angewendeten thixotropen Mitteln, die ein starkes Mischen erforderlich machen.Usually the mixture of filler, curing agent and Additive added to the aqueous silica sol serving as a binder. Of the Mortar is then hand mixed to an even consistency and as desired filled. It is surprising that this additive without vigorous mechanical Stirring achieved such an improvement in thixotropic properties, in contrast to the above-mentioned thixotropic agents used in higher concentrations, which require vigorous mixing.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren als Zusatzstoffe in Frage kommenden Materialien sind wasserunlösliche, fein gemahlene Pulver, welche gegenüber Wasser und dem Mörtelsystem inert sind. Erfindungsgemäß kann als Zusatzstoff die bekannte, feste, feinzerteilte Kieselsäure verwendet werden. Sie besteht im wesentlichen aus reinem SiO2 und ist ungefähr kugelförmig mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 100 Millimikron. Solche Kieselsäure wird durch Depolymerisation natürlicher Kieselsäure und anschließende Polymerisation auf den gewünschten Verteilungsgrad hergestellt. Kieselsäure der gewünschten Teilchengröße läßt sich beispielsweise durch Verbrennen von Äthylsilikat oder SiC14 und Kondensieren der Kieselsäure an einer kalten Oberfläche herstellen. Ferner kann man feinverteilte Kieselsäure aus ihren heißen Karbonatlösungen durch Abkühlung ausfällen.Those which can be used as additives in the process according to the invention Materials are water-insoluble, finely ground powders that are opposed to water and are inert to the mortar system. According to the invention, the known, solid, finely divided silica can be used. It essentially consists of pure SiO2 and is roughly spherical with a particle diameter of 10 to 100 millimicrons. Such silica is made by depolymerizing natural silica and subsequent polymerization to the desired degree of distribution. Silicic acid of the desired particle size can be obtained, for example, by incineration of ethyl silicate or SiC14 and condensation of the silica on a cold surface produce. Finely divided silica can also be obtained from its hot carbonate solutions precipitate by cooling.

Die erfindungsgemäß verwendeten anorganischen Silikate sind Tone, die im allgemeinen mindestens 30 Gewichtsprozent Silizium als Si02 enthalten und deren Teilchen wenigstens in einer Dimension kleiner als etwa 200 Millimikron sind. Diese Materialien werden aus natürlich vorkommenden Tonen durch Fraktionierung nach Teilchengröße gewonnen. Die Tone können Schichtenstruktur, wie Montmorillonit, oder Nadelstruktur, wie Attapulgit, haben. Wesentlich ist ihre Teilchengröße, und wenn sie auch als Nadeln, Fasern, Flocken, Kugeln oder Stäbe vorliegen können, so ist es erforderlich, daß zumindest eine Dimension (Länge, Breite, Dicke oder Durchmesser), der kleinsten Teilchen nicht größer als ungefähr 200 Millimikron ist. Der Ausdruck »kleinste Teilchen« bezieht sich auf die Einzelteile des Stoffes und nicht auf größere Aggregate, die aus ihnen aufgebaut sein können.The inorganic silicates used according to the invention are clays, which generally contain at least 30 percent by weight silicon as SiO2 and whose particles are smaller than about 200 millimicrons in at least one dimension. These materials are made from naturally occurring clays by post fractionation Particle size gained. The clays can have layered structure, such as montmorillonite, or Have a needle structure like attapulgite. What matters is their particle size, and if so they can also be in the form of needles, fibers, flakes, spheres or rods, so is it is necessary that at least one dimension (length, width, thickness or diameter), of the smallest particles is no larger than about 200 millimicrons. The expression "Smallest particles" refers to the individual parts of the substance and not to larger ones Aggregates that can be built from them.

Erfindungsgemäß verwendbare Montmorillonite sind Alkali- und Erdalkali-Montmorillonite, wie Natrium-, Kalium-, Lithium-, Magnesium- und Kalzium-Montmorillonit. Diese Substanzen sind bekannte Tone (gewöhnlich Aluminiumsilikate) und enthalten ungefähr 40 bis 60% Si02 neben Wasser und Metalloxyden wie Ca0, Na20, Li20, Fe20., K20 und gewisse Halogenide.According to the invention usable montmorillonites are alkali and alkaline earth montmorillonites, such as sodium, potassium, lithium, magnesium and calcium montmorillonite. These substances are well-known clays (usually aluminum silicates) and contain about 40 to 60% Si02 in addition to water and metal oxides such as Ca0, Na20, Li20, Fe20., K20 and certain Halides.

Erfindungsgemäß brauchbare Attapulgite (wasserhaltige Magnesium-Aluminium-Silikate) enthalten ungefähr 67% Si02 (bezogen auf wasserfreie Substanz). Sie können z. B. eine Teilchengröße von etwa 120 bis 140 Millimikron haben. Andere erfindungsgemäß verwendbare Tone sind die Sepiolite, die Illite u. a.According to the invention usable attapulgites (water-containing magnesium-aluminum-silicates) contain about 67% Si02 (based on anhydrous substance). You can e.g. B. a particle size of about 120 to 140 millimicrons. Other Clays which can be used according to the invention are the sepiolites, the illites and others.

Die wasserunlöslichen anorganischen Oxyde, die zur Verbesserung der thixotropen Eigenschaften von Mörteln auf Basis eines wäßrigen Kieselsäuresols eingesetzt werden können, sind die kolloidalen Metalloxyde A1,03, Ti0" Zr02, Sn02, Cr203 und Fe2O3. Viele dieser Oxyde sind in feinverteilter Form im Handel erhältlich.The water-insoluble inorganic oxides that help improve the thixotropic properties of mortars based on an aqueous silica sol are used are the colloidal metal oxides A1,03, Ti0 "Zr02, Sn02, Cr203 and Fe2O3. Many of these oxides are commercially available in finely divided form.

Die Menge des verwendeten Zusatzes kann zwischen 0,3 und 3 9/o des Gewichts des zur Herstellung des Mörtels verwendeten wäßrigen Kieselsäuresols schwanken. Nimmt man weniger als 0,3%, so ist der Effekt ungenügend. Andererseits wirkt sich aber auch die Verwendung von mehr als 31% nachteilig aus, weil dann der Mörtel erhärtet, bevor er verarbeitet ist. Vorzugsweise wendet man eine Zusatzmenge von 0,7 bis 29/o an, welche optimale Mörtelmischeigenschaften, gute Spachtelbarkeit und gute Festigkeitseigenschaften des erhärteten Zementes ergibt.The amount of additive used can be between 0.3 and 3 9 / o des Weight of the aqueous silica sol used to prepare the mortar vary. If you take less than 0.3%, the effect is insufficient. On the other hand affects but also the use of more than 31% is disadvantageous because then the mortar hardens, before it is processed. An additional amount of 0.7 to 29% is preferably used which optimal mortar mixing properties, good leveling properties and good strength properties of the hardened cement results.

Das Gewichtsverhältnis von Pulver und flüssiger Mörtelzubereitung hängt von dem verwendeten Füllstoff ab. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft bei einem Verhältnis von 2,8: 1 bis 6: 1 durchführen. Vorzugsweise wird als Füllstoff Quarzmehl verwendet, wobei das optimale Verhältnis von Pulver zu Flüssigkeit zwischen 3,1: 1 und 3,7: 1 liegt. Bei diesem bevorzugten Füllstoff liegt die Menge des dem Füllstoff und dem Aushärtungsmittelzuzugebenden Zusatzstoffes zwischen ungefähr 0,1 und 0,75% des Gewichts der fertigen Zubereitung. Diese Zubereitung kann in den Handel gebracht werden und ist durch einfaches Mischen mit dem Bindemittel gebrauchsfertig.The weight ratio of powder and liquid mortar preparation depends on the filler used. The process according to the invention can be carried out particularly advantageously at a ratio of 2.8: 1 to 6: 1. Quartz powder is preferably used as the filler, the optimum ratio of powder to liquid being between 3.1: 1 and 3.7: 1. In the case of this preferred filler, the amount of additive to be added to the filler and the curing agent is between approximately 0.1 and 0.75% of the weight of the finished preparation. This preparation can be placed on the market and is ready for use by simply mixing it with the binder.

Bezogen auf das Gewicht der Mörtelmischung, beträgt die Menge an Zusatzstoff ungefähr 0,06 bis 0,6%. Wie ersichtlich, sind so kleine Mengen des Zusatzstoffes im Mörtel außerordentlich wirkungsvoll und bringen einen bedeutenden Fortschritt.Based on the weight of the mortar mix, the amount of additive is about 0.06 to 0.6%. As can be seen, such are such small amounts of the additive extremely effective in mortar and bring significant progress.

Das als Bindemittel verwendete wäßrige Kieselsäuresol ist ein solches, welches durch Alkalien oder Salze als Gel niedergeschlagen werden kann. Als Aushärtungsmittel werden feste Alkalisilikate (vorzugsweise Natriumsilikate) verwendet, deren Molverhältnis von Alkalimetalloxyd zu Kieselerde zwischen 1: 1 und 1:4,2 liegt. Die Menge des Aushärtungsmittel wird normalerweise 0,2 bis 15% des Gewichts des Füllstoffs betragen. Der inerte Füllstoff kann irgendeiner der für diesen Zweck bekannten Füllstoffe sein.The aqueous silica sol used as a binder is one which can be precipitated as a gel by alkalis or salts. As a curing agent solid alkali silicates (preferably sodium silicates) are used, their molar ratio of alkali metal oxide to silica is between 1: 1 and 1: 4.2. The amount of Curing agent will normally be 0.2 to 15% by weight of the filler. The inert filler can be any of the fillers known for this purpose be.

Die erfindungsgemäß hergestellten Mörtel dienen als Bindemittel, um z. B. Ziegelsteine aneinanderzubinden. Sie finden aber auch Verwendung als Gußmittel zur Herstellung vorgefertigter Profile wie Rohre, Stangen u. ä. Tabelle 1-A Eigenschaften des Mörtels Mörtel Abbindedauer Anfangshärtung Spachtelbarkeit (Minuten) (Stunden + Minuten) Ohne Montmorillonit ....................... 20 1 Stunde 20 Minuten schlecht Mit Montmorillonit ........................ 15 1 Stunde 0 Minuten gut Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele, in denen alle angegebenen Teile und Prozentsätze Gewichtsteile und Gewichtsprozente sind.The mortar produced according to the invention serve as a binder to z. B. to tie bricks together. But they are also used as casting materials for the production of prefabricated profiles such as pipes, rods and the like. Table 1-A Properties of the mortar Mortar setting time initial hardening leveling ability (Minutes) (Hours + minutes) Without montmorillonite ....................... 20 1 hour 20 minutes bad With montmorillonite ........................ 15 1 hour 0 minutes good The invention is further illustrated by the following examples, in which all parts and percentages given are parts and percentages by weight.

Beispiel I Entsprechend dem BeispielI der USA.-Patentschrift 2914413 wird eine Mischung von Füllstoff und Aushärtungsmittel mit folgender Zusammensetzung hergestellt: Gewichts- Aushärtungsmittel prozent Natriumsilikatpulver ............... 5 Füllstoff Kaolinit........................... 2 Quarzpulver ....................... 62 Quarzsand ........................ 31 100 Dieses Pulvergemisch (100 Teile) wird dann zu 27,8 Gewichtsteilen eines wäßrigen Kieselsäuresols als Bindemittel zugesetzt und zu einem Mörtel verarbeitet.Example I In accordance with Example I of US Pat. No. 2914413, a mixture of filler and curing agent is prepared with the following composition: Weight Curing agent percent Sodium Silicate Powder ............... 5 filler Kaolinite ........................... 2 Quartz powder ....................... 62 Quartz sand ........................ 31 100 This powder mixture (100 parts) is then added to 27.8 parts by weight of an aqueous silica sol as a binder and made into a mortar.

Eine zweite Mörtelzubereitung wird wie oben beschrieben hergestellt, bei der aber das dem wäßrigen Kieselsäuresolbinder zugesetzte Pulver 61,75% Quarzpulver (anstatt 62%) und 0,25% (= 0,9%, bezogen auf das Gewicht des Kieselsäuresols) eines Magnesium-Montmorillonits enthält. Der verwendete Montmorillonit besteht (bezogen auf Trockengewicht) im wesentlichen aus 25,811/o Mg0, 56,511/o SiO,, 2,8% Ca0, 2,59/o Na20, 2,59/o Cl, 1,1% Li.,O, 1,0% F, 0,2% A1203, 0,2% Fe,03 und 0,1% K20.A second mortar preparation is prepared as described above, but in the case of the powder added to the aqueous silica sol binder, 61.75% quartz powder (instead of 62%) and 0.25% (= 0.9%, based on the weight of the silica sol) one Contains magnesium montmorillonite. The montmorillonite used consists of (related on dry weight) consisting essentially of 25.811 / o Mg0.56.511 / o SiO, 2.8% Ca0, 2.59 / o Na20, 2.59 / o Cl, 1.1% Li., O, 1.0% F, 0.2% A1203, 0.2% Fe, 03 and 0.1% K20.

Zur Bestimmung der physikalischen Eigenschaften werden die Mörtel in zur Prüfung geeignete Formen gegossen und die Gußstücke 14 Tage lang bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 bis 60 % bei 21° C gealtert. Das Verhalten der Mörtel bezüglich der Abbindedauer wird nach der ASTM-Methode C 414-58 T der American Society for Testing Materials bestimmt. Die Bestimmung der Druckfestigkeit erfolgt nach ASTM C 396-57 T, nur werden an Stelle von Würfeln mit 5 cm Kantenlänge 2,5-cm-Zylinderproben verwendet. Die chemische Beständigkeit der Zemente wird durch Messung der Druckfestigkeit nach 14tägigem Eintauchen in 30%ige Schwefelsäure bei 21 bis 22° C und in 96%ige Schwefelsäure bei 281° C ermittelt. Die Druckfestigkeit wird außerdem nach 14tägigem Altern an der Luft bestimmt.The mortars are used to determine the physical properties Poured into molds suitable for testing and the castings for 14 days at a relative humidity of 50 to 60% aged at 21 ° C. The behavior of the Mortar regarding the setting time is according to the ASTM method C 414-58 T of the American Society for Testing Materials determined. The compressive strength is determined according to ASTM C 396-57 T, except that instead of cubes with an edge length of 5 cm, 2.5 cm cylinder samples are used used. The chemical resistance of the cements is determined by measuring the compressive strength after immersion for 14 days in 30% sulfuric acid at 21 to 22 ° C and in 96% Sulfuric acid determined at 281 ° C. The compressive strength is also after 14 days Aging in the air is determined.

Die Mörtel werden auch auf Spachtelbarkeit und Mörtelmischeigenschaften durch Aufmauern von Ziegeln untersucht.The mortars are also based on trowelability and mortar mixing properties examined by building up bricks.

Die folgenden Tabelle 1-A und I-B vergleichen die wichtigsten Eigenschaften der beiden Mörtel und der aus ihnen hergestellten Zemente. Tabelle I-B Eigenschaften des Zements Zement Zement ohne Montmorillonit I mit montmorillonit Druckfestigkeit (kg/cm2) Vor Tauchung .................................................. 309,3 316,3 Nach 14 Tagen bei 21 bis 22° C .................................. 316,3 316,3 Nach 14 Tagen bei 281° C in 96%iger H2S04 ..................... 407,7 386,7 Nach 14 Tagen bei 21 bis 22° C in 30%iger H2S04 ................ 274,1 274,1 Aus obigen Tabellen ist leicht ersichtlich, daß die Verwendung des Montmorillonits einen gut spachtelbaren Mörtel mit einer etwas geringeren Abbinde-und Anfangshärtungsdauer ergibt, was durchaus erwünscht ist. Außerdem hat der den Zusatzstoff enthaltende Mörtel sehr gute Mörtelmischeigenschaften und bleibt beim Aufbringen liegen, während der Mörtel ohne diesen Zusatzstoff viel schwieriger zu handhaben ist und zum Abfallen neigt. Die Festigkeitseigenschaften des Zements werden offensichtlich durch den Montmorillonitzusatz nicht verändert. Beispiel II Nach den Angaben des Beispiels I wird ein Zement mit einer Mischung von Füllstoff und Aushärtungsmittel hergestellt, die aus 3 % Natriumsilikatpulver (Härtemittel), 0,25% Magnesium-Montmorillonit, 2% Kaolinit, 63,75% Quarzpulver (120 Maschen) und 31% Quarzsand besteht. Diese Mischung wird, wie im BeispielI beschrieben, mit einem wäßrigen Kieselsäuresolbinder gemischt. Der Mörtel hat eine Abbindezeit von 20 Minuten; eine Anfangshärtungszeit von 1,3 Stunden und eine gute Spachtelbarkeit. Seine Druckfestigkeit beträgt nach 14 Tagen bei 21 bis 22° C 251,066 kg/cm2, nach 14tägiger Tauchung in 96%iger H2S04 bei 281 ° C 328,404 kg/cm2 und nach 14tägiger Tauchung in 30%iger H.S04 bei 21 bis 22° C 202,524 kg/cm2. Beispiel III Das Beispiel I wird unter Verwendung von 0,25% Natrium-Montmorillonit an Stelle der Magnesiumverbindung wiederholt. Der erhaltene Zement hat gute Spachtelbarkeit, und die physikalischen Eigenschaften sind im wesentlichen dieselben wie bei dem Zement mit Magnesium-Montmorillonit.The following Tables 1-A and IB compare the most important properties of the two mortars and the cements made from them. Table IB Properties of the cement Cement cement without montmorillonite I with montmorillonite Compressive strength (kg / cm2) Before diving ................................................ .. 309.3 316.3 After 14 days at 21 to 22 ° C .................................. 316.3 316.3 After 14 days at 281 ° C in 96% H2S04 ..................... 407.7 386.7 After 14 days at 21 to 22 ° C in 30% H2S04 ................ 274.1 274.1 It is easy to see from the above tables that the use of montmorillonite results in a mortar that can be troweled and has a somewhat shorter setting and initial hardening time, which is quite desirable. In addition, the mortar containing the additive has very good mortar mixing properties and remains when it is applied, while the mortar without this additive is much more difficult to handle and tends to fall off. The strength properties of the cement are obviously not changed by the addition of montmorillonite. Example II According to the information in Example I, a cement is produced with a mixture of filler and hardening agent, which consists of 3% sodium silicate powder (hardener), 0.25% magnesium montmorillonite, 2% kaolinite, 63.75% quartz powder (120 mesh) and 31% silica sand. This mixture is, as described in Example I, mixed with an aqueous silica sol binder. The mortar has a setting time of 20 minutes; an initial hardening time of 1.3 hours and easy to apply with a spatula. Its compressive strength after 14 days at 21 to 22 ° C is 251.066 kg / cm2, after 14 days of immersion in 96% H2S04 at 281 ° C 328.404 kg / cm2 and after 14 days of immersion in 30% H.S04 at 21 to 22 ° C 202.524 kg / cm2. Example III Example I is repeated using 0.25% sodium montmorillonite in place of the magnesium compound. The cement obtained has good fillability and physical properties are essentially the same as the cement with magnesium montmorillonite.

Beispiel IV Entsprechend den Angaben im Beispiel I werden Zemente mit verschiedenen Zusätzen hergestellt. Die folgende Tabelle II gibt die Zementzubereitungen und die Versuchsergebnisse wieder. Tabelle II Bestandteile in Gewichtsprozent I A B C I D I E I F G Aushärtungsmittel Quarz ............................. 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 3,0 Füllstoffe Magnesium-Montmorillonit .......... 0,25 0,1 1,0 - - - - Kaolinit............................ 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Quarzpulver (120 Maschen) .......... 61,75 61,9 61,0 61,75 61,75 61,75 61,75 Quarzsand ......................... 31,0 31,0 31,0 31,0 31,0 31,0 31,0 Attapulgit.......................... - - - 0,25 0,25 - - Bentonit ........................... - - - - - 0,25 - Si02Pulver ........................ - - - - - - 0,25 Bindemittel Wäßriges Kieselsäuresol Verhältnis Pulver zu Bindemittel ... 36,0 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 Prozentualer Zusatz (auf Bindemittelgewicht) .......... 0,9 0,36 3,6 0,9 0,9 0,9 0,9 Spachtelbarkeit ..................... gut mäßig (f) ausgezeichnet sehr gut gut Bemerkung: (f) härtet zu rasch, um Spachtelbarkeit bestimmen zu können. Außer den erzielbaren, aus der Tabelle II ersichtlichen guten Spachteleigenschaften zeigen die Mörtel A, B, D, E, F und G auch gute Mörtelmischeigenschaften und verbleiben an der Aufbringungsstelle. Der Mörtel C, der über 3 % Zusatzstoff enthält, erhärtet so schnell, daß er nicht verarbeitet werden kann.Example IV As described in Example I, cements with various additives are produced. The following table II shows the cement preparations and the test results. Table II Components in percent by weight IABCIDIEIFG Curing agent Quartz ............................. 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 3, 0 Fillers Magnesium montmorillonite .......... 0.25 0.1 1.0 - - - - Kaolinite ............................ 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Quartz powder (120 mesh) .......... 61.75 61.9 61.0 61.75 61.75 61.75 61.75 Quartz sand ......................... 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 Attapulgite .......................... - - - 0.25 0.25 - - Bentonite ........................... - - - - - 0.25 - Si02 powder ........................ - - - - - - 0.25 binder Aqueous silica sol Powder to binder ratio ... 36.0 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 Percentage addition (on binder weight) .......... 0.9 0.36 3.6 0.9 0.9 0.9 0.9 Can be troweled ..................... good moderate (f) excellent very good good Comment: (f) hardens too quickly to be able to determine fillability. In addition to the good filling properties which can be achieved, which can be seen from Table II, mortars A, B, D, E, F and G also show good mortar mixing properties and remain at the point of application. Mortar C, which contains more than 3% additive, hardens so quickly that it cannot be processed.

An Stelle der erwähnten Silikat-Füllstoffe können auch andere Substanzen, wie Beryll, Mullit, Flußspat, Siliziumcarbid u. ä., mit dem gleichen Ergebnis verwendet werden. Ebenso lassen sich an Stelle der einzelnen genannten kolloidalen Kieselsäuren auch andere wäßrige kolloidale Kieselsäuren mit höherer oder niedrigerer Silikatkonzentration verwenden.Instead of the mentioned silicate fillers, other substances, such as beryl, mullite, fluorspar, silicon carbide and the like are used with the same result will. Likewise, instead of the individual colloidal silicas mentioned, it is also possible to use other aqueous colloidal silicas with higher or lower silicate concentrations use.

Claims

Claims: 1. A method for producing mortar from a aqueous silica sol as a binder, an inert filler and 0.2 to 150/0 (by weight of the filler) solid alkali metal silicate with a molar ratio Alkali metal oxide to Si02 from 1: 1 to 1: 4.2 as curing agent, characterized in that that the mixture 0.3 to 3% (by weight of the silica sol) silica, water-insoluble inorganic silicate or one of the water-insoluble colloidal metal oxides A1203, Ti02, ZrO2, Sn02, Cr203, Fe2O3, all with a particle size below 200 m # t, is added.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture 0.7 to about 20% (of the weight of the silica sol) of silica, of water-insoluble added to inorganic silicate or water-insoluble colloidal metal oxide will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the curing agent Sodium silicate is used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that that the mixture is a colloidal silica with a particle size of about 10 until about 100 m # L is added.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that that a clay mineral is added to the mixture, the individual particles of which are at least in a dimension smaller than 200 mR. are, the clay mineral being an attapulgite or a montmorillonite, in particular a magnesium, calcium or sodium montmorillonite is.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that as an inert A filler is used which mainly consists of quartz.