DE19533081C2 - Verfahren zur Herstellung von farbigen Betonkörpern - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
farbigen Betonkörpern, insbesondere von dauerhaft eingefärbten
Betondachsteinen, wobei der Rohbetonmischung Farbpigmente
zugegeben werden.
Farbige Betonkörper werden beispielsweise als Dachsteine,
Pflastersteine, Gehwegplatten oder dergleichen verwendet.
Üblicherweise werden derartige Betonkörper mit anorganischen,
vorzugsweise mit mineralischen Pigmenten eingefärbt. Dabei
werden Eisenoxide, aber auch Chromoxide oder
Spinellverbindungen wie Kobaltaluminiumoxid verwendet. Diese
Pigmenttypen haben sich seit vielen Jahren bewährt und als
dauerhaft erwiesen. Insbesondere zur Erzielung blauer Farbtöne
sind jedoch relativ teure anorganische Pigmente erforderlich.
Außerdem ist die Farbintensität dieser Pigmente relativ
gering.
Aus der DE 36 19 363 A1 ist ein Verfahren zum Einfärben von
Beton bekannt, wobei in der Schrift ein Verfahren beschrieben
ist, um färbende Pigmente in eine leicht handhabbare Form zu
bringen. Um staubendes und leicht verklumpendes Pigment in
eine lager- und transportfähige Form zu bringen, wird das
Pigment zusammen mit einem in Wasser löslichen Bindemittel zu
Granulat getrocknet. Dieses Granulat, vorzugsweise
Perlgranulat, ist transportfähig ohne zu verklumpen und wird
vor Ort dem Beton beim Anmischen zugesetzt.
In der JP 57 209 863 A ist ein Material zur
Oberflächenbeschichtung beschrieben. Dieses Material wird mit
einer Spritzpistole auf die zu beschichtenden Werkstücke
aufgetragen. Das Material enthält Zement, synthetische Harz
Emulsion, Zement-Dispergator, Pigment und Wasser. Als
synthetische Kunstharzemulsionen werden Acryl-Polymer, Acryl-
Copolymer und Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer bevorzugt. Als
Beispiele für Pigmente sind "Eisenoxid, Chromoxid,
Titandioxid, Kobaltblau, Phtalocyanin-Blau etc." angegeben. Es
handelt sich bei dem Material um einen polymervergüteten
Slurry ohne Sand zur Oberflächen-Beschichtung von Beton, mit
einem hohen Gehalt von bis zu 15 Gew.-% Harz bezogen auf
Zement.
Aus der US 5,298,076 A ist das Einfärben von organischen
Kunststoffen mit hohem Molekulargewicht bekannt, insbesondere
von Lacken für die Automobilindustrie. Zur Verteilung der
Farbpigmente im Kunststoff wird das Pigment entweder in einem
Kalander in den Kunststoff eingeknetet, der Kunststoff wird in
organischen Lösungsmitteln gelöst oder das Pigment wird
gemeinsam mit Kunststoffgranulat in einem Extruder durchmischt
und anschließend extrudiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Verfügung zu stellen, das die Herstellung von dauerhaft
eingefärbten Betonkörpern mit preiswerten Farbpigmenten
ermöglicht, die bewitterungsstabil, licht-, insbesondere UV-
beständig, beständig gegen Alkali und hitzebeständig sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Rohbetonmischung eine zementverträgliche wässerige
Polymerdispersion zugesetzt wird, in der organisches
Farbpigment dispergiert ist.
Anschließend kann die Rohbetonmischung in üblicher Weise zu
Formkörpern verarbeitet werden und aushärten.
Organische Farbpigmente wurden bisher als ungeeignet zum
Einfärben von Betonkörpern angesehen, wie von A. M. Veit im
Beitrag "Vorschläge zur Verbesserung farbiger Betonwaren" in
der Zeitschrift "Betonwerk + Fertigteil-Technik", Heft
11/1994, Seite 92 bis 100, berichtet wird. Organische
Farbpigmente können nicht fest in die hydraulisch aushärtende
Matrix eingebunden werden. Daher werden diese Farbpigmente
allmählich ausgewaschen, und der Betonkörper verblasst mit der
Zeit, so daß Reklamationen unvermeidbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es jedoch, organische
Farbpigmente aufgrund ihrer Einbindung in einer
zementverträglichen Polymerdispersion dauerhaft in der Matrix
des Betonkörpers zu fixieren, so daß ein Auswaschen nicht
erfolgt.
Bestimmte organische Farbpigmente weisen gegenüber
gleichfarbigen anorganischen Pigmenten die bis zu 20-fache
Farbkraft auf. Das heißt, daß zur Erzielung derselben
Farbintensität eine wesentlich geringere Menge an organischem
Farbpigment ausreicht.
Weiterhin kann mit erheblich geringeren Kosten eine wesentlich
höhere Farbintensität des Betonkörpers erreicht werden und
Farbtöne, die mit mineralischen Pigmenten nicht zugänglich
sind.
Als zementverträgliche Polymerdispersion eignen sich wässerige
Polymerdispersionen auf der Basis von Styrol- und/oder
Reinacrylat.
Vorteilhafterweise enthält die Polymerdispersion 5 bis
30 Gew.-% organisches Farbpigment.
Zur Steigerung der Farbintensität kann der Polymerdispersion
ein Netz- und/oder Dispergiermittel zugesetzt werden, auch
sind Zusätze zur Verhinderung des Absetzens des Farbpigments
möglich.
Der Rohbetonmischung wird vorteilhafterweise so viel der mit
Farbpigment versetzten Polymerdispersion zugegeben, daß sich
ein Verhältnis von Farbpigment zu Zement im Bereich von
0,002 bis 0,05 einstellt.
Als organische Farbpigmente eignen sich besonders gut
Phthalocyanin- oder Chinacridon-Farbpigmente. Insbesondere
können Phthalocyanin-Farbpigmente in verschiedenen Farben
hergestellt werden, vom blauen Kupfer-Phthalocyanin bis zum
grünen Hexadekachlorphthalocyanin.
Es versteht sich, daß die Farbpigmentzubereitung auch eine
Mischung verschiedener organischer Farbpigmente enthalten kann
und daß bei Bedarf mineralische Pigmente zugesetzt werden
können.
Die organischen Farbmoleküle können Substituenten tragen, die
beispielsweise eine Mischpolymerisation mit dem Polymer der
Dispersion ermöglichen, so daß das organische Farbpigment
chemisch in der Polymerkette gebunden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von
vier Ausführungsbeispielen erläutert.
50 g Cu-Phthalocyanin wurden mit 950 g einer 50%-igen
Styrolacrylat-Dispersion mit 5 bis 95% der Teilchen mit einem
Durchmesser im Bereich von 0,15 bis 0,25 µm 15 Minuten lang in
einem schnell laufenden Rührscheibengerät, bekannt als
Dissolver, dispergiert. 16,8 g dieser Zubereitung wurden zu
einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von
0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 135 g Wasser
gegeben. Die gefärbte Betonmischung wurde zu einem Körper
geformt. Nach dem Erhärten des Formkörpers wurde ein hellblau
gefärbter Betonkörper erhalten.
300 g Cu-Phthalocyanin wurden mit 700 g einer
Reinacrylatdispersion (50%-ig) 15 Minuten lang in einem
Dissolver dispergiert. 70 g dieser Zubereitung wurden zu einer
Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von
0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 120 g Wasser
gegeben. Aus dieser Mischung hergestellte Betonkörper waren
intensiv blau gefärbt.
100 g Chinacridonpigment wurden mit 600 g einer Styrolacrylat-
Dispersion (50%-ig, wie Ausführungsbeispiel 1) 15 Minuten
lang in einem Dissolver dispergiert. 43 g dieser Zubereitung
wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer
Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 109 g
Wasser gegeben. Nach dem Formen und Aushärten wurde ein
hellviolett gefärbter Betonkörper erhalten.
150 g Chinacridonpigment wurden mit 300 g einer Styrolacrylat-
Dispersion (50%-ig, wie Ausführungsbeispiel 1) 15 Minuten
lang in einem Dissolver dispergiert. 63,3 g dieser Zubereitung
wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer
Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 109 g
Wasser gegeben. Nach dem Formen und Aushärten wurde ein
intensiv violett gefärbter Betonkörper erhalten.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von farbigen Betonkörpern,
insbesondere von dauerhaft eingefärbten Betondachsteinen,
wobei der Rohbetonmischung Farbpigment zugegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohbetonmischung eine zementverträgliche wässerige
Polymerdispersion zugesetzt wird, in der organisches
Farbpigment dispergiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymer der Polymerdispersion Styrol- und/oder
Reinacrylat enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polymerdispersion 5 bis 30 Gew.-% organisches
Farbpigment enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Polymerdispersion ein Netz- und/oder
Dispergiermittel enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis von Farbpigment zu Zement in der
Rohbetonmischung im Bereich von 0,002 bis 0,05 liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Farbpigment ein Phthalocyanin-
Farbpigment ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Farbpigment ein Chinacridon-Farbpigment
ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Farbpigment chemisch in der
Polymerkette gebunden ist.
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