Gebäude, Bauwerke, Denkmäler und dergleichen aus Stein oder Sichtbeton lassen einige Jahre nach ihrer Erstellung Veränderungen der Oberfläche, insbesondere der ursprünglichen Farbe und Beschaffenheit erkennen; diese treten sowohl bei Bauten aus Naturstein, z.B. Eruptivgestein und Sandstein, wie auch bei solchen aus Kunststein oder Sichtbeton auf.
Die Veränderungen bestehen hauptsächlich aus helleren Farbtönen, die zuerst an exponierten Bauteilen, wie Fassaden, Steintreppen und -geländern im Freien, Brükken usw., erscheinen und sich nach und nach auf der ganzen Bautenoberfläche ausbreiten. Dadurch weicht die Eigenfarbe des Baumaterials einem hellen oder weisslichen Stich; aber auch der natürliche Glanz des Steins verschwindet zugunsten einer matten oder etwas rauhen Oberfläche, so dass das Gebäude oder Denkmal das vom Architekten bzw. tBildhauer bei der Auswahl der Baumaterialien anvisierte und zunächst tatsächlich gebotene Aussehen verliert.
Ursache dieser Veränderungen auch Ausblühun- gen genannt - sind die normalen Witterungseinflüsse, d.h. vor allem der häufige Wechsel von feucht und trokken und umgekehrt; dadurch wird nämlich das natürliche Pigment an der Oberfläche des Steins zerstört. In windund regenreichen Gegenden und an Gebäuden in exponierter Lage machen sich diese Wirkungen selbstverständlich bald nach Vollendung des Bauwerks bemerkbar.
In den Städten und ganz besonders in den Industriegebieten kommt durch Staub, Russ, Abgase usw. eine fortschreitende Verschmutzung der Bautenoberfläche hinzu, welche mit der Zeit den Kirschen, Palästen, Bahnhöfen und ganzen Strassenzügen und Wohnvierteln einen düsteren und unästhetischen Anblick verleihen. Durch diese äusseren Einwirkungen bildet sich auf der Stein oberfläche und dem Sichtbeton ein dunkler Belag. Da dabei mit dem Baumaterial zum Teil chemische Vorgänge einhergehen, erweist sich dieser Belag bekanntlich von grosser Haftfestigkeit; er lässt sich nur, wie beispielsweise letzthin an der Kirche Notre Dame in Paris, durch Einsatz beträchtlicher Mittel entfernen.
Aus diesen Gründen hat man schon lange versucht, Bauten und Monumente nach ihrer Vollendung durch verschiedene Behandlungsmethoden vor der Verwitterung und Verschmutzung zu schützen. Zu diesem Zweck sind u.a. farblose, durchsichtige Lacke auf der Basis von Alkalisilikaten und neuerdings Silikonen, und Anstriche mittels gewisser Kautschukarten und Kunstharze der Epoxyd- und Polyvinylchlorid-Gruppe vorgeschlagen u.
angewendet worden.
Einige Jahre nach der Behandlung musste man aber in allzu vielen Fällen feststellen, dass der ursprüngliche Erfolg nicht von Dauer war, obwohl die Behandlung vom Fachmann ausgeführt worden war. Verfärbungen traten auf, die Anstriche blätterten ab und mussten erneuert werden oder sie gaben dem Stein ein glasiges, nicht naturgetreues Aussehen. Überdies muss an diesen Methoden beanstandet werden, dass sie die Poren des Steins verschliessen, ob dieser Effekt nun das angestrebte Ziel oder nur eine Nebenwirkung der Behandlung darstellt. Durch die Aufhebung der natürlichen Porosität wird jedoch die normale Wechselwirkung zwischen den atmosphärischen Bedingungen und dem Inneren des Mauerwerks bzw.
Steinwerks, d.h. der Druck-, Temperatur- und Feuchtigkeitsausgleich, verunmöglicht oder beeinträchtigt; dies aber verstösst gegen das Prinzip, dass sich alle Teile eines Bauwerks mit den ausserhalb und innerhalb des Baus herrschenden Verhältnissen stets im Gleichgewicht befinden sollen.
Dieser grundsätzliche Fehler der bisher bekannten Behandlungsmethoden einerseits, ihr unterschiedlicher u.
relativ kurzdauernder Erfolg andererseits haben zur weiteren Erforschung des Problems veranlasst. Es wurde nun ein neues Konservierungsmittel für Stein, gebrannten Ton und Sichtbeton gefunden, welches die oben geschilderten Anforderungen erfüllt.
Das erfindungsgemässe Konservierungsmittel besteht aus 80 bis 90 Gew.-teilen Styrol und 20 bis 10 Gew.-teilen ungesättigtem Polyesterharz, wobei sich das Polyester- harz aus 45 bis 65 Gew.-teilen einer polymeren Harzkomponente, die aus a) einem Glykol und b) einem aus (bl) Maleinsäure und/oder Fumarsäure und (b^) Phthalsäure, Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure im Molverhältnis (bl: b2) = 1: 0,5 bis 1: 3 bestehenden Gemisch aufgebaut ist, und 55 bis 35 Gew.-teilen einer polymeren Harzkomponente, die aus einem Gemisch von a) Styrol und b) einem Acrylsäure- oder Methacryl- säure-nieder.alkylester im Gew.-verhältnis a : b = 1: û,5 bis 1:1,5 aufgebaut ist, zusammensetzt.
Ungesättigte Polyesterharze der obigen Zusammensetzung sind z.B. die Markenprodukte Polylite TST und Polylite T der Firma Reichhold Chemie AG, Schweiz Reichhold Chemicals Inc., USA).
Gemäss einem bevorzugten Mischungsverhältnis enthält das Mittel von Styrol und dem ungesättigten Polyesterharz etwa 85 Gew.-teile zu etwa 15 Gew.-teilen. In der Harzkomponente liegen die Glykole im allgemeinen in einem kleinen molaren Überschuss gegenüber dem Ge frisch der Maleinsäure und/oder Fumarsäure mit einer Phthalsäure vor; letzterer Begriff umfasst die Phthalsäure, die Isophthalsäure und die Terephthalsäure. Ferner liegt das Gemisch Styrol/Acrylsäure bzw. Methacrylsäurenieder.alkylester im Polyesterharz vorzugsweise im Gew.verhältnis 1: 0,8 bis 1: 0,9 vor. Als Acrylsäure- oder Methacrylsäure-nieder.alkylester kommt insbesondere der Methylester zur Anwendung.
Sofern das Präparat nach den unten beschriebenen Richtlinien auf Naturstein, Kunststein, gebranntem Ton oder Sichtbeton aufgebracht wird, dringt es in die Oberfläche ein, ohne darauf einen Überzug oder sichtbare Spuren zu hinterlassen. Die Oberfläche wird nicht hermetisch verschlossen, sondern der Stein, Ton oder Beton kann weiterhin Wasser und Feuchtigkeit aufnehmen und widergeben (atmen), ohne dass dabei das natürliche Pigment zerstört wird; es erfolgt also keine Verwitterung mehr. Andererseits verbinden sich Staub, Russ und ähnliche Luftverunreinigungen nicht mehr mit der Oberfläche, so dass sich ein allfälliger Schmutzfilm z.B. trocken, mit dem Handwischer mühelos wieder entfernen lässt.
Das neue Konservierungsmittel schützt sogar die untere Partie von Fassaden und Säulen vor dem an sich sehr aggressiven u. hartnäckig haftenden Hundeharn. Schliesslich lässt sich auf dem Substrat keine Verfärbung und keine Veränderung der Steinforination beobachten.
Die beschriebenen Eigenschaften können durch verschiedene Prüfungsmethoden nachgewiesen werden. Diffusionsversuche mit Mörtelplatten und Lagerungsversu achse in Wasser mit Kunststeinplatten, Sandsteinplatten u.
Eruptivgestein zeigen, dass zwischen behandeltem und nicht behandeltem Material praktisch kein Unterschied des Diffusionswiderstands, bzw. keine Unterschiede bezüglich Benetzung und Wasserabperlung bestehen. Das Wasseraufsaugevermögen kann durch Messung der Ein dringzeit von Wasser ermittelt werden; der Natur des untersuchten Steinmaterials entsprechend d.h. ob Kunststein, Sandstein oder Eruptivgestein, ist diese Eigenschaft sehr unterschiedlich. Die Eindn.ngzeft ist bei behandelten IKunststeinplatten um etwa 1/3 länger, bei Eruptivgestein etwa zweimal so lang und bei Sandsteinplatten länger (unregelmässig) als bei unbehandeltem Material.
Die Behandlung darf nicht unter dem Regen bzw.
an einer nassen oder feuchten Fläche durchgeführt werden; hingegen beeinträchtigt es den Erfolg keineswegs, wenn die Mauer oder der IStein innerlich feucht ist. Das Konservierungsmittel wird mit einem flachen Pinsel aufgebracht; es soll darauf geachtet werden, dass nicht ausgestrichen, sondern eine Fläche von etwa 20 cm breite pro Anstrich behandelt wird. Vor jeder Pause wird man das angefangene Mauerelement - Steinquader, Platte usw. - bis zu den Fugen fertig behandeln. Die Trocknungsdauer beträgt etwa 10 bis 20 'Minuten; die Härtung ist nach etwa 1 Jahr vollzogen, bei sonnenbestrahlten Partien früher.
Nach Abschluss der Behandlung kann man einen allfälligen Überschuss maschinell, mit der StahlwolleiRondelle, entfernen. Das Konservierungsmittel weist eine beschränkte Haltbarkeit von höchstens 6 Monaten auf.
Bei den zu behandelnden Bauwerken oder Monumenten soll man sich nach der Natur des Baumaterials richte. Bei feingeschliffenem Naturstein wird man eine einmalige Behandlung durchführen; hingegen wird man die Behandlung wiederholen, d.h einen zweiten Anstrich auf den ersten sofort - ohne abzusetzen - auftragen bei gehauenem, gestochenem und gesägtem Naturstein, bei Sandstein, Kunststein, Sichtbeton und gebranntem Ton (Backsteine und Ziegel).
Nötige Voraussetzung für den Erfolg der Behandlung ist eine einwandfreie, d.h. saubere und von losem Gesteinsstaub freie überfläche. Steinflächen dürfen nicht zuvor poliert werden, da die dabei entwickelte Wärme das f'igment in der äusseren Schicht bereits zerstören würde; hingegen eignen sich die zu behandelnden Flächen besonders gut, wenn sie in fein geschliffenem Zustand vorliegen.
Alte Bauten, die infolge der Verwitterung und Verschmutzung ihren ursprünglichen Anblick verloren haben, müssen selbstverständlich vorerst gereinigt werden.
Dazu dürfen aber keine Säuren, Laugen oder sonstige chemische Reinigungsmittel verwendet werden, da sie die Kompaktheit der Steinpigmente zerstören; demzufolge würde nach etwa 8 bis 10 Jahren eine Abblätterung bis in die Tiefe der Säure- oder Lauge-Einwirkung erfolge. Bei Verwendung dieser Produkte hätte eine nach trägliche Neutralisierung übrigens keinen Sinn, weil die zerstörende Wirkung auf das Pigment schon im Moment der Anwendung eintritt, wenn sie auch erst später sichtbar wird.
In solchen Fällen kommt also nur die Trockenreinigung in Frage, sei es durch das Figurinsandstrahlenverfahren oder durch Trockenschleifen; beim letzteren Verfahren darf man der Hitzeentwicklung wegen nicht drücken. Die Reinigung soll die Eigenfarbe des Steins wieder zum Vorschein kommen lassen und kann mit einem Feinschleifen der Oberfläche abschlliessen.
Das neue Konservierungsraittel eignet -sich auch vorzüglich zur IBehandlung von Steinböden jeglicher Art; sie werden dadurch vor Verschmutzung und Abnützung weitgehend geschützt. Bin derart konservierter Steinboden ist gleitsicher und bietet limmer bzw. nach allfälligem Abwischen mit einem feuchten Schwamm einen sauberen Anblick, weil sich der Schmutz mit der Steinoberfläche nicht mehr verbindet.
PATENIIAN;SPRIJCH
Konservierungsmittel für Naturstein, IKunststein, ge- branntem Ton und Sichtbeton, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 80 Ibis 90 Gew.-teilen Styrol und m bis 10 Gew.-teilen ungesättigtem Polyesterharz besteht, wobei sich das Polyesterharz aus 45 bis 65 IGew.-teilen einer polymeren Harzkomponente, die aus a) einem Glykol und b) einem aus l(b1) Maleinsäure und/oder Fumarsäure und (b2) Phthalsäure, Isophthalsäure und/oder Terephthalsäure im Molverhältnis ( b2) = 1: 0,5 bis 1:
3 bestehenden Gemisch aufgebaut ist, und 55 bis 35 Gew.-teilen einer polymeren Harzkomponente, die aus einem Gemisch von a) Styrol zund b) einem Acrylsäure- oder ,Methacryl- säure-nieder.:alkylester im Gew.-verhältnis a: b = 1: 0,5 bis 1:1,5 aufgebaut ist, zusammensetzt.
IllNI EIRANSPRÜCHE 1. tKonservierungsmEittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es aus etwa 85 Gew.-teilen Styrol und etwa 15 IGew.-tilen ungesättigtem ePolyester- harz der obigen Zusammensetzung besteht.
2. Konservierungsmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im ungesättigten Polyester- harz eine polymere Harzkomponente, die aus einem Gemisch von a) Styrol und b) einem Acrylsäure- oder Methacrylsäure-nieder.alkylester im Gew.-verthältnis a: b = 1: 0,8 bis 1: 0,9 aufgebaut ist, vorliegt.
3. Konservierungsmittel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Acrylsäure- oder Meth acrylsäure-nieder.alkylester der Methylester ist.
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Buildings, structures, monuments and the like made of stone or exposed concrete show changes in the surface, in particular in the original color and texture, a few years after their creation; these occur both in buildings made of natural stone, e.g. Igneous rock and sandstone, as well as those made of artificial stone or exposed concrete.
The changes mainly consist of lighter shades of color that first appear on exposed components such as facades, stone stairs and railings in the open air, bridges, etc., and gradually spread over the entire surface of the building. As a result, the natural color of the building material gives way to a light or whitish cast; but also the natural luster of the stone disappears in favor of a matt or somewhat rough surface, so that the building or monument loses the appearance aimed at by the architect or sculptor when selecting the building materials and initially actually offered.
The cause of these changes, also known as efflorescence, are normal weather conditions, i.e. especially the frequent change from wet to dry and vice versa; this will destroy the natural pigment on the surface of the stone. In windy and rainy areas and on buildings in exposed locations, these effects naturally become noticeable soon after completion of the building.
In the cities and especially in the industrial areas, dust, soot, exhaust fumes, etc. add to the progressive pollution of the building surface, which over time gives the cherries, palaces, train stations and entire streets and residential areas a gloomy and unaesthetic appearance. These external influences create a dark covering on the stone surface and the exposed concrete. Since chemical processes are sometimes associated with the building material, this covering is known to have great adhesive strength; it can only be removed, as was recently the case with the Notre Dame church in Paris, by investing considerable resources.
For these reasons, attempts have long been made to protect buildings and monuments from weathering and pollution by various treatment methods after their completion. For this purpose, i.a. colorless, transparent lacquers based on alkali silicates and recently silicone, and paints using certain types of rubber and synthetic resins of the epoxy and polyvinyl chloride group proposed u.
been applied.
A few years after the treatment, however, it was found in too many cases that the original success was not permanent, even though the treatment had been carried out by a specialist. Discoloration occurred, the paint was peeling off and had to be renewed or it gave the stone a glassy, non-natural appearance. In addition, one must complain about these methods that they close the pores of the stone, whether this effect is the desired goal or just a side effect of the treatment. By eliminating the natural porosity, however, the normal interaction between the atmospheric conditions and the interior of the masonry resp.
Steinwerk, i.e. the equalization of pressure, temperature and humidity, impossible or impaired; but this violates the principle that all parts of a building should always be in equilibrium with the conditions outside and inside the building.
This fundamental error of the previously known treatment methods on the one hand, their different u.
relatively short-term success, on the other hand, has prompted further research into the problem. A new preservative for stone, baked clay and exposed concrete has now been found which meets the requirements outlined above.
The preservative according to the invention consists of 80 to 90 parts by weight of styrene and 20 to 10 parts by weight of unsaturated polyester resin, the polyester resin being composed of 45 to 65 parts by weight of a polymeric resin component composed of a) a glycol and b ) a mixture consisting of (bl) maleic acid and / or fumaric acid and (b ^) phthalic acid, isophthalic acid and / or terephthalic acid in a molar ratio (bl: b2) = 1: 0.5 to 1: 3, and 55 to 35 wt . -Share a polymeric resin component which is built up from a mixture of a) styrene and b) an acrylic acid or methacrylic acid lower alkyl ester in the weight ratio a: b = 1: û, 5 to 1: 1.5 is composed.
Unsaturated polyester resins of the above composition are e.g. the branded products Polylite TST and Polylite T from Reichhold Chemie AG, Switzerland Reichhold Chemicals Inc., USA).
According to a preferred mixing ratio, the agent of styrene and the unsaturated polyester resin contains about 85 parts by weight to about 15 parts by weight. In the resin component, the glycols are generally present in a small molar excess compared to the fresh maleic acid and / or fumaric acid with a phthalic acid; The latter term includes phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. Furthermore, the mixture of styrene / acrylic acid or methacrylic acid lower alkyl ester is preferably present in the polyester resin in a weight ratio of 1: 0.8 to 1: 0.9. The methyl ester, in particular, is used as the lower alkyl acrylate or methacrylate.
If the preparation is applied to natural stone, artificial stone, fired clay or exposed concrete according to the guidelines described below, it penetrates the surface without leaving a coating or visible traces. The surface is not hermetically sealed, but the stone, clay or concrete can continue to absorb and reflect (breathe) water and moisture without destroying the natural pigment; so there is no more weathering. On the other hand, dust, soot and similar air pollutants no longer combine with the surface, so that a possible film of dirt, e.g. dry, can be easily removed with a hand wiper.
The new preservative even protects the lower part of facades and columns from the very aggressive u. stubbornly adhering dog urine. Finally, no discoloration and no change in the stone forination can be observed on the substrate.
The properties described can be verified by various test methods. Diffusion tests with mortar slabs and storage tests axis in water with artificial stone slabs, sandstone slabs and the like.
Igneous rock shows that there is practically no difference in diffusion resistance between treated and untreated material, or no differences in terms of wetting and water repellency. The water absorption capacity can be determined by measuring the penetration time of water; according to the nature of the stone material examined, i.e. whether artificial stone, sandstone or igneous rock, this property is very different. The thinning of the treated stone slabs is about 1/3 longer, with igneous rock about twice as long and with sandstone slabs longer (irregular) than with untreated material.
The treatment must not be carried out under the rain or
performed on a wet or damp surface; on the other hand, it in no way affects the success if the wall or the IS stone is internally damp. The preservative is applied with a flat brush; Care should be taken not to paint, but to treat an area around 20 cm wide per coat. Before each break, the commenced wall element - stone cuboid, slab, etc. - will be finished up to the joints. The drying time is about 10 to 20 minutes; hardening is complete after about 1 year, earlier in the case of sun-exposed areas.
After completing the treatment, any excess can be removed by machine with the steel wool disc. The preservative has a limited shelf life of a maximum of 6 months.
The structures or monuments to be treated should be guided by the nature of the building material. Fine-cut natural stone will be treated once; On the other hand, you will repeat the treatment, i.e. apply a second coat of paint on the first one immediately - without settling - on carved, cut and sawn natural stone, on sandstone, artificial stone, exposed concrete and baked clay (bricks and bricks).
A prerequisite for the success of the treatment is flawless, i.e. clean surface free of loose rock dust. Stone surfaces must not be polished beforehand, as the heat developed in the process would destroy the pigment in the outer layer; on the other hand, the surfaces to be treated are particularly suitable when they are in a finely sanded state.
Old buildings that have lost their original appearance as a result of weathering and pollution must of course first be cleaned.
However, no acids, alkalis or other chemical cleaning agents may be used for this, as they destroy the compactness of the stone pigments; consequently, after about 8 to 10 years, peeling would occur to the depth of the acid or alkali exposure. When using these products, subsequent neutralization would not make sense, because the destructive effect on the pigment already occurs at the moment of use, even if it only becomes visible later.
In such cases, dry cleaning is the only option, be it by means of the figurine sandblasting process or dry grinding; with the latter method one must not press because of the heat development. The cleaning should let the natural color of the stone come out again and can finish with a fine grinding of the surface.
The new preservation agent is also ideal for treating stone floors of all kinds; they are largely protected from soiling and wear and tear. A stone floor that has been conserved in this way is non-skid and offers a clean appearance or after wiping with a damp sponge, because the dirt no longer bonds with the stone surface.
PATENIIAN; SPRIJCH
Preservative for natural stone, artificial stone, fired clay and exposed concrete, characterized in that it consists of 80 Ibis 90 parts by weight styrene and m to 10 parts by weight unsaturated polyester resin, the polyester resin being 45 to 65 parts by weight. share a polymeric resin component, which consists of a) a glycol and b) one of l (b1) maleic acid and / or fumaric acid and (b2) phthalic acid, isophthalic acid and / or terephthalic acid in the molar ratio (b2) = 1: 0.5 to 1:
3 existing mixture is built up, and 55 to 35 parts by weight of a polymeric resin component, which consists of a mixture of a) styrene and b) an acrylic acid or methacrylic acid lower.: Alkyl ester in the weight ratio a: b = 1: 0.5 to 1: 1.5 is composed.
IllNI EIRANSPRÜCHE 1. Preservative according to patent claim, characterized in that it consists of about 85 parts by weight of styrene and about 15 parts by weight of unsaturated polyester resin of the above composition.
2. Preservative according to claim, characterized in that in the unsaturated polyester resin a polymeric resin component, which is composed of a mixture of a) styrene and b) an acrylic acid or methacrylic acid lower alkyl ester in the weight ratio a: b = 1: 0.8 to 1: 0.9 is built up, is present.
3. Preservative according to claim, characterized in that the acrylic acid or meth acrylic acid lower alkyl ester is the methyl ester.
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