Gips (Calciumsulfat-Halbhydrat, CaSO₄·0,5H₂O) ist eines der am häufigsten verwendeten Bindemittel im Bauwesen – es kommt in maschinengetragenen Putzsystemen, Fugenfüllern, selbstnivellierenden Unterlagsmassen und in der weltweiten Gipskartonindustrie zum Einsatz. Bei der Vermischung mit Wasser rehydriert Gipsputz zu Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO₄·2H₂O) und härtet zu einer harten, weißen, glatten Oberfläche aus.
Die natürliche Abbindezeit von Gipsputz beträgt jedoch – in der Regel 25–45 Minuten für β-Hemihydrat — ist für moderne Produktionslinien und straffe Bauzeitpläne oft zu langsam. Es werden Beschleuniger benötigt. Und obwohl es mehrere Möglichkeiten gibt, Calciumformiat hat sich als einer der vielseitigsten und zuverlässigsten Gipsbeschleuniger etabliert – er ermöglicht ein schnelles, kontrollierbares Abbinden ohne die nachteiligen Nebenwirkungen herkömmlicher Beschleuniger.
Dieser Leitfaden erläutert die chemischen Eigenschaften, die Leistungsmerkmale und die Zusammensetzung von Kalziumformiat als Gipsbeschleuniger bei Anwendungen in Putz, Fugenmasse und Gipskartonplatten.
Wenn sich Gips-Hemihydrat in Wasser auflöst und als Dihydrat wieder ausfällt, verläuft der Abbindevorgang in drei Phasen:
| Bühne | Prozess | Dauer |
|---|---|---|
| 1. Auflösung | Das Hemihydrat löst sich auf und sättigt die Lösung mit Ca²⁺ und SO₄²⁻ | 1–5 Min. |
| 2. Keimbildung | Aus der übersättigten Lösung bilden sich Dihydratkristalle | 5–15 Min. |
| 3. Kristallzüchtung | Die Dihydratkristalle wachsen und greifen ineinander, wodurch eine starre Struktur entsteht | 10–30 Min. |
Beschleuniger funktionieren in erster Linie durch die Keimbildung beschleunigen — indem sie Kristallwachstumsstellen bereitstellen, die die Energiebarriere für die Ausfällung des Dihydrats senken. Je schneller die Keimbildung einsetzt, desto eher folgen die Phasen des Kristallwachstums und des Aushärtens.
| Beschleuniger | Mechanismus | Vorteil | Einschränkung |
|---|---|---|---|
| Kaliumsulfat (K₂SO₄) | Aussalzeffekt, verringert die Löslichkeit des Hemihydrats | Günstig, überall erhältlich | Kann die Endfestigkeit um 10–20% verringern; enges Dosierungsfenster |
| Natriumsulfat (Na₂SO₄) | Ähnlich wie K₂SO₄ | Günstig | Risiko von Ausblühungen; kann zu einer verzögerten Ausdehnung führen |
| Calciumsulfat-Dihydrat (gemahlen) | Stellt Keimstellen (Keimkristalle) bereit | Sehr effektiv; gängige Praxis in der Branche | Dosierungsabhängig; eine Überdosierung führt zu einer Blitzhärtung; die Qualität variiert je nach Bezugsquelle |
| Kombination aus Retarder und Beschleuniger | Retarder-Einstellungen festgelegt, letzte Feinabstimmung des Beschleunigers | Präzise Steuerung | Komplexe Rezeptur; zwei Zusatzstoffe zum Ausgleich |
| Calciumformiat | Beschleunigt die Keimbildung; liefert Ca²⁺-Ionen | Chloridfrei, geringer Festigkeitsverlust, mit Additiven kompatibel | Etwas höhere Kosten als bei Sulfaten |
Herkömmliche Sulfat-Beschleuniger (K₂SO₄, Na₂SO₄) verringern die Löslichkeit des Hemihydrats – sie verringern jedoch auch die Gesamtmenge an Dihydrat, die sich bilden kann, da die Lösung bereits mit Sulfat-Ionen gesättigt ist. Dies verringert die endgültige Kristallnetzwerkdichte, was zu einem messbaren Kraftverlust führt.
Zudem führt Natriumsulfat lösliche Natriumionen ein, die Folgendes verursachen können: Ausblühung — weiße Salzablagerungen auf der Putzoberfläche, die insbesondere bei dekorativen Anwendungen ästhetisch unerwünscht sind.
Kalziumformiat (Ca(HCOO)₂) beschleunigt das Abbinden von Gips durch zwei sich ergänzende Mechanismen:
Calciumionenversorgung: Die zusätzlichen Ca²⁺-Ionen verschieben das Gleichgewicht zwischen Auflösung und Wiederausfällung, wodurch die Übersättigung des Dihydrats zunimmt und die Keimbildung beschleunigt wird.
Formationseffekt: Formiat-Ionen verändern die Kristallform des ausfallenden Dihydrats und begünstigen so die Bildung von mehr, kleineren Kristallen – diese greifen schneller ineinander als wenige, größere Kristalle.
Im Gegensatz zu Sulfatbeschleunigern bewirkt Calciumformiat nicht die Löslichkeit des Hemihydrats verringern. Das Hemihydrat löst sich weiterhin vollständig auf, und das Kristallgitter des Dihydrats bildet sich vollständig aus – wodurch die Endfestigkeit erhalten bleibt.
| Eigentum | Calciumformiat | Kaliumsulfat | Natriumsulfat |
|---|---|---|---|
| Verkürzung der Abbindezeit | Stark | Stark | Mäßig |
| Auswirkung auf die Endfestigkeit | Minimaler Verlust (0–5%) | Mäßiger Verlust (10–20%) | Mäßiger Verlust (10–15%) |
| Risiko der Ausblühung | Keine | Niedrig | Hoch |
| Chloridgehalt | Null | Null | Null |
| Kompatibilität mit HPMC | Ausgezeichnet | Gut | Gut |
| Kompatibilität mit RDP | Ausgezeichnet | Gut | Gut |
| Verträglichkeit mit Bremsverzögerern | Hervorragend (leicht zu stimmen) | Gut | Gut |
| Kosten | Mäßig | Niedrig | Niedrig |
| Haltbarkeit von behandeltem Putz | Stall | Stall | Maikuchen (hygroskopisch) |
| Eigentum | Spezifikation |
|---|---|
| Marke | Michem |
| Reinheit | ≥ 98% |
| Kalziumgehalt | ~30% |
| Luftfeuchtigkeit | ≤ 0,5% |
| pH-Wert (10%-Wasserlösung) | 6.5-7.5 |
| Wasserunlösliche Stoffe | ≤ 0,5% |
| Formular | Weißes kristallines Pulver |
| Verpackung | 25 kg Papier-Kunststoff-Verbundsack |
| Empfohlene Dosierung | 0,2–2,01 TP3T (bezogen auf das Gipsgewicht) |
| Haltbarkeit | 12 Monate (trockene Lagerung, < 30 °C) |
Das ist wichtig: Die Haltbarkeit von Michem-Kalziumformiat beträgt 12 Monate ab Herstellungsdatum. In der original verschlossenen Verpackung an einem trockenen Ort aufbewahren. Verwenden Sie kein verklumptes oder verfärbtes Material – dies deutet auf Feuchtigkeitsaufnahme und verminderte Wirksamkeit hin.
Maschinell aufgetragener Gipsputz (auch als Gipsputz oder Maschinenputz bezeichnet) wird mithilfe einer Durchlaufmischerpumpe auf die Wände gespritzt. Der Putz benötigt ausreichend Verarbeitungszeit zum Ausgleichen und Glätten (15–25 Minuten), sollte jedoch schnell genug abbinden, um noch am selben Tag endbearbeitet werden zu können.
Formulierungsrahmen:
| Komponente | Inhalt (wt%) |
|---|---|
| β-Gips-Hemihydrat | 88–93 |
| Kalksteinmehl (Füllstoff) | 3–8 |
| HPMC (Michem MH75K, PS) | 0.15–0.25 |
| Verzögerer (auf Proteinbasis oder mit Zitronensäure) | 0.03–0.08 |
| Kalziumformiat (Michem) | 0.3–0.8 |
| Entschäumer | 0.05 |
| Glasfaser oder PP-Faser | 0.3–0.5 |
Dosierungsstrategie: Der Verzögerer und das Calciumformiat wirken als aufeinander abgestimmtes Paar. Erhöhen Sie die Menge des Verzögerers, um die Verarbeitungszeit zu verlängern, und fügen Sie anschließend Calciumformiat hinzu, um die Endabbindung wieder in den Zielbereich zu bringen. Typische Dosierung von Calciumformiat: 0.3–0.8%.
Festlegen des Zeitziels:
| Ziel | Startset | Letzter Satz |
|---|---|---|
| Maschinenputz (Standard) | 25–35 Min. | 40–55 Min. |
| Maschinenputz (Schnellverfahren) | 15–20 Min. | 25–35 Min. |
Fugenmasse dient zum Verfüllen von Fugen zwischen Gipskartonplatten und zum Einbetten von Fugenband. Dazu sind folgende Materialien erforderlich:
Formulierungsrahmen:
| Komponente | Inhalt (wt%) |
|---|---|
| α-Halbhydrat-Gips (oder Mischung mit β) | 75–85 |
| Kalziumkarbonat (Füllstoff) | 10–18 |
| HPMC (Michem MH04K oder MH75K) | 0.3–0.5 |
| Verzögerer (Weinsäure oder Natriumcitrat) | 0.05–0.10 |
| Kalziumformiat (Michem) | 0.5–1.5 |
| Entschäumer | 0.05 |
| Verdickungsmittel (Stärkeether oder MHEC) | 0.1–0.2 |
Dosierungsstrategie: Fugenmassen müssen schneller abbinden als Wandputz – oft sind 30–50 Minuten Erstabbindezeit für die erste Schicht erforderlich. Die Dosierung von Kalziumformiat beträgt in der Regel 0.5–1.5%. Das niedrigviskose HPMC MH04K sorgt für einen gleichmäßigen Auftrag und lässt sich leicht schleifen.
Selbstnivellierende Gipsmassen werden zum Ausgleichen von Fußböden vor dem Verlegen von Fliesen, Holz oder Teppichboden verwendet. Dazu sind folgende Voraussetzungen erforderlich:
Formulierungsrahmen:
| Komponente | Inhalt (wt%) |
|---|---|
| α-Halbhydrat-Gips | 55–65 |
| Kalziumkarbonat (Füllstoff) | 25–35 |
| HPMC (Michem MH04K) | 0.1–0.15 |
| PCE-Superplastifizierer (Michem SP670) | 0.15–0.30 |
| Retarder | 0.05–0.10 |
| Kalziumformiat (Michem) | 0.3–0.6 |
| Entschäumer | 0.05 |
Anmerkung: Michem SP670 ist die PCE-Sorte, die speziell für Produkte auf Gipsbasis entwickelt wurde. Durch die Verwendung von SP670 anstelle einer PCE-Sorte der Standard-OPC-Klasse wird eine Beeinträchtigung der Gipshydratation vermieden.
Bei der Herstellung von Gipskartonplatten muss die Masse innerhalb von 4–8 Minuten um einen kontinuierlichen Produktionsablauf auf der Plattenlinie zu gewährleisten. Das Beschleunigungssystem spielt dabei eine entscheidende Rolle – ist es zu langsam, härtet die Platte vor dem Schneidmesser nicht aus; ist es zu schnell, gerinnt die Aufschlämmung bereits im Mischer.
Typisches Beschleunigersystem:
| Komponente | Dosierung (bezogen auf das Putzgewicht) |
|---|---|
| Gemahlenes Dihydrat (Keimkristall) | 0.5–2.0% |
| Kalziumformiat (Michem) | 0.1–0.3% |
| Optional: K₂SO₄-Zusatz | 0–0.2% |
Warum Kalziumformiat in Gipskartonplatten: Die Verlegung der Dielen erfordert eine äußerst präzise Steuerung der Aushärtungszeit – mit einer Abweichung von maximal ±30 Sekunden vom Sollwert. Kalziumformiat sorgt für eine linear, vorhersehbar Beschleunigungsverhalten, wodurch die Feinabstimmung einfacher ist als bei reinem gemahlenem Dihydrat (dessen Eigenschaften je nach Herkunft und Mahlfeinheit variieren). Die geringe Dosierung (0,1–0,31 TP3T) hält die Kosten gering und verbessert gleichzeitig die Konsistenz.
| Calciumformiat (%) | Anfangswert (min) | Letzte Sätze (Min.) | Druckfestigkeit (MPa, 2 h) | Kraftbeibehaltung (%) |
|---|---|---|---|---|
| 0.0 | 42 | 58 | 6.2 | 100 |
| 0.2 | 35 | 50 | 6.1 | 98 |
| 0.5 | 26 | 40 | 6.0 | 97 |
| 0.8 | 20 | 32 | 5.9 | 95 |
| 1.2 | 15 | 25 | 5.8 | 94 |
| 1.5 | 12 | 20 | 5.6 | 90 |
| 2.0 | 9 | 15 | 5.3 | 85 |
Übersetzung: Bis zu einem Gehalt von 1,21 TP3T Kalziumformiat bleibt die Festigkeitserhaltung über 941 TP3T – weitaus besser als bei Sulfatbeschleunigern, die bei vergleichbaren Beschleunigungsgraden typischerweise einen Festigkeitsverlust von 10–201 TP3T verursachen. Oberhalb von 1,51 TP3T deuten abnehmende Effekte bei der Abbindezeit und zunehmende Festigkeitsverluste auf die praktische Obergrenze für die meisten Anwendungen hin.
| Beschleuniger (Dosierung 0,5%) | Anfangswert (min) | Festigkeit (MPa) | Kraftbeibehaltung |
|---|---|---|---|
| Keine (Kontrollgruppe) | 42 | 6.2 | 100% |
| Calciumformiat | 26 | 6.0 | 97% |
| Kaliumsulfat | 24 | 5.1 | 82% |
Kalziumformiat erreicht nahezu die gleiche Beschleunigung wie 15 Prozentpunkte bessere Festigkeitserhaltung.
| Zusatzstoff | Kompatibilität | Anmerkungen |
|---|---|---|
| HPMC (Michem MH-Serie) | Ausgezeichnet | Keine Wechselwirkung; beide funktionieren unabhängig voneinander |
| PCE (Michem SP670) | Ausgezeichnet | SP670 wurde speziell für Gipssysteme entwickelt |
| Zitronensäure (Verzögerer) | Ausgezeichnet | Kalziumformiat und Zitronensäure können gemeinsam dosiert werden, um die Abbindezeit präzise einzustellen |
| Weinsäure (Verzögerer) | Ausgezeichnet | Wie Zitronensäure |
| Retarder auf Proteinbasis | Ausgezeichnet | Häufig in Maschinenputzrezepturen enthalten |
| RDP (MikaVAE®) | Ausgezeichnet | Kalziumformiat beeinträchtigt die Bildung der Polymerfolie nicht |
| Stärkeether | Gut | Geringfügige Verdickungswirkung; HPMC-Dosierung bei Bedarf anpassen |
| Entschäumer | Ausgezeichnet | Keine Interaktion |
Gipsputz (allgemein als “POP” – Plaster of Paris – bezeichnet) ist das vorherrschende Material für die Innenwandveredelung. Der Markt verlagert sich von manuell aufgetragenen hin zu maschinell aufgetragenen Systemen, was die Nachfrage nach Formulierungen mit kontrollierter Abbindezeit ankurbelt. Kalziumformiat in einer Dosierung von 0,3–0,81 TP3T eignet sich ideal für maschinell aufgetragenen Putz mit einer Anfangsabbindezeit von 25–35 Minuten.
Gipsputz ist die Standard-Innenausführung im Wohnungs- und Gewerbebau. Das heiße Klima erfordert eine schnellere Abbindung (um eine übermäßige Wasserverdunstung vor dem Aushärten zu vermeiden) und eine höhere Frühfestigkeit. Üblicherweise wird Kalziumformiat in einer Menge von 0,5–1,01 TP3T verwendet.
Die Gipskartonplattenherstellung ist stark industrialisiert und unterliegt äußerst strengen Anforderungen an die Steuerung der Abbindezeit. Calciumformiat in einer Menge von 0,1–0,31 TP3T wird neben Beschleunigersystemen auf Basis von gemahlenem Dihydrat als Konsistenzverbesserer eingesetzt. In Fugenfüller-Formulierungen werden 0,5–1,01 TP3T verwendet.
Gipsputz konkurriert mit zementbasierten Spachtelmassen. Bei der Verwendung von Gips werden aufgrund des Drucks zur Steigerung der Arbeitsproduktivität schnell abbindende Formulierungen bevorzugt. Typischerweise wird Kalziumformiat in einer Menge von 0,5–1,2% eingesetzt.
Kalziumformiat ist ein kristallines Pulver, das sich während des Transports von feineren Gipspartikeln absetzen kann. Alle trockenen Bestandteile (Gips, Füllstoff, HPMC, Kalziumformiat, Verzögerer, Entschäumer) müssen vor dem Abfüllen stets mindestens 3 Minuten lang in einem Hochschermischer vorgemischt werden.
Der Retarder steuert die Offenzeit (wie lange der Verarbeiter arbeiten kann). Der Beschleuniger steuert die Endabbindezeit (wie schnell der Putz hart genug für den nächsten Schritt ist). Passen Sie beide gemeinsam an – erhöhen Sie den Verzögerer um 0,01% pro 0,1%-Erhöhung des Kalziumformiats –, um die Verarbeitungszeit beizubehalten und gleichzeitig die Endabbindezeit zu beschleunigen.
Verschiedene Gipsquellen (Naturgips vs. FGD – Rauchgasentschwefelung) weisen unterschiedliche Verunreinigungsprofile auf, die das Abbindeverhalten beeinflussen. Bei einem Wechsel der Gipsquelle sollte die Kalziumformiat-Dosierung stets neu optimiert werden.
Kalziumformiat ist mäßig hygroskopisch. In feuchten Klimazonen ist darauf zu achten, dass die Verpackung feuchtigkeitsdicht ist (mit PE ausgekleidete Säcke) und die Lagerung klimatisiert erfolgt. Verklumpte Kalziumformiat-Bestände sollten vor der Verwendung aufgebrochen und gesiebt (1-mm-Sieb) werden oder, falls sie stark zersetzt sind, entsorgt werden.
Laboruntersuchungen mit reinem Gips liefern Referenzdaten, doch echte Formulierungen enthalten HPMC, PCE, Füllstoffe und Fasern, die alle den Abbindeprozess beeinflussen. Überprüfen Sie daher stets die Dosierung von Calciumformiat in der vollständigen Formulierung.
Ja. Calciumformiat ist sowohl in Gips- als auch in Portlandzement-Systemen ein wirksamer Beschleuniger. In Zement sorgt es für eine Beschleunigung der Frühfestigkeit ohne Chloride (siehe unsere Begleitartikel zum Thema Calciumformiat in Beton). Da sich Dosierung und Wirkmechanismus bei den beiden Bindemittelsystemen unterscheiden, sollten Sie die Optimierung stets separat vornehmen.
Nr. Michem-Kalziumformiat ist ein weißes, kristallines Pulver mit einer Reinheit von ≥ 98%. Bei den empfohlenen Dosierungen (0,2–2,0%) hat es keinen messbaren Einfluss auf den Weißgrad oder die Farbe der fertigen Putzoberfläche.
Kalziumchlorid ist ein starker Beschleuniger, führt jedoch zu Chloridionen die Stahlbewehrung angreifen und in Stahlbeton verboten sind. Calciumformiat ist völlig chloridfrei und für alle Anwendungen geeignet, auch für solche, bei denen es mit Stahl in Kontakt kommt. In Gipssystemen wird Calciumchlorid aufgrund seiner Hygroskopizität und der Korrosionsgefahr nur selten verwendet.
Oberhalb von 2,01 TP3T kommt es zu einer abnehmenden Beschleunigung, einem zunehmenden Festigkeitsverlust (bis auf 851 TP3T oder weniger) und möglicherweise zu einer schnelleren Trocknungsschrumpfung. Eine Überdosierung über 31 TP3T hinaus kann zu einem “Flash Set” führen, bei dem der Putz aushärtet, bevor er aufgetragen werden kann. Halten Sie sich im Bereich von 0,2 bis 2,01 TP3T.
Ja. Calciumformiat beschleunigt sowohl das α-Hemihydrat (verwendet in hochfesten Anwendungen, Zahnputz, selbstnivellierenden Massen) als auch das β-Hemihydrat (verwendet in Wandputz, Fugenmasse, Standard-Gipsplatten). Die Dosierung kann variieren – für das α-Halbhydrat ist aufgrund seiner unterschiedlichen Kristallmorphologie und höheren intrinsischen Reaktivität in der Regel etwas weniger Beschleuniger erforderlich.
Der Trockenputz ist bei trockener Lagerung 6–12 Monate haltbar. Calciumformiat selbst ist 12 Monate haltbar. Der begrenzende Faktor für den Putz ist in der Regel der Gips (der während der Lagerung teilweise wieder Feuchtigkeit aufnehmen kann) und das HPMC, nicht das Calciumformiat.
Calciumformiat ist der moderne Beschleuniger der Wahl für Bauprodukte auf Gipsbasis – es sorgt für ein schnelles, kontrollierbares Abbinden bei minimalem Festigkeitsverlust, ohne Ausblühungen und mit hervorragender Verträglichkeit mit der gesamten Palette an Gipszusatzstoffen. Ganz gleich, ob Sie maschinengängigen Wandputz, Gipsfugenmasse, selbstnivellierende Unterlagsmassen oder industrielle Gipskartonplatten formulieren – Calciumformiat sorgt für die Präzision bei der Abbindezeit, die für eine effiziente Produktion erforderlich ist.
Michem-Kalziumformiat – mit einer Reinheit von ≥ 98%, einem Kalziumgehalt von ~30% und einer Haltbarkeit von 12 Monaten – ist in 25-kg-Verbundsäcken sowohl für Formulierer als auch für Großhersteller erhältlich. Der empfohlene Dosierungsbereich von 0,2–2,0% deckt das gesamte Spektrum der Gipsanwendungen ab, von der subtilen Anpassung der Abbindezeit bei Gipskartonplatten bis hin zur aggressiven Beschleunigung bei schnell abbindenden Fugenmassen.
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