Im Zuge der Entwicklung und Perfektionierung der Bautechnik bieten sich Beton und andere minerali.sche Werkstoffe, ursprünglich vorzugsweise als Konstruktionselemente gedacht, in ständig steigendem Masse zur Bestimmung oder Mitbestimmung des .Oberflächencha- rakters eines Bauwerkes an. Dies gilt für den gesamten Sektor des Hochbaus, vornehmlich jedoch des Ingenieurund Monumentalbaus (Kirchen, Sohulen, Krankenhäuser usw.). Auch auf dem Gebiet des Bauens mit vorgefertigten Teilen verwendet man gern die aus Beton und anderen mineralischen Werkstoffen bestehenden Flächen als Sichtflächen. Inzwischen ist der Ausdruck Sichtbeton zu einem Standardbegriff der Bautechnik geworden.
Die aus Beton oder anderen mineralischen Werkstoffen bestehenden Sichtflächen weisen jedoch oft Nachteile auf, die vornellmlich in ihrem optischen Charakter begründet liegen. Darüber hinaus unterliegen sie im Laufe der Zeit dem Angriff von Atmosphärilien, wobei dieser, vornehmlich in Industriegebieten, bedingt durch den Chemikaliengehalt der Luft, bereits nach relativ kurzer Zeit unter Umständen beträchtlich sein kann. Es sei insbesondere auf folgendes hingewiesen:
1. Durch Verwendung unterschiedlicher Bindemittelsorten oder Zuschlagmaterialtien fallen die Sichtflächen aus Beton oder anderen mineralischen Werkstoffen in ih rer Farbgebung verschiedenartig aus. Der optische Cha rakter eines Bauwerkes kann hierdurch entscheidend leiden.
2. Durch Verwendung von zuviel oder ungeeigneten Schalungshilfsmitteln entstehen Flecken auf der Oberfläche, die ebenfalls den optischen Charakter äusserst nachteilig beeinflussen.
3. Der saugfähige Untergrund nimmt Nässe (Regen, Taufeuchtigkeit) begierig auf und dunkelt hierdurch nach. Da das Wasseraufnahmevermögen je nach Kapiila- rität und Saugfähigkeit unterschiedlich ist, erscheinen derartige Flächen entweder fleckigstrelfig oder wolkig.
4. -Staub- und Russteilchen, vom Regen mitgeführt, lagern sich in den Poren und Kapillaren oder Oberfläche ab und beeinflussen nachteilig und nachhaltig den ursprünglich optisch einheitlichen Charakter der Sichtflächen.
5. Aggressive Industriechemikalien, durch Wind und Regen herangeführt, dringen in Poren und Hohlräume der Oberfläche ein, gelangen, sofern Stahlbeton vorliegt, unter Umständen bis zur Armierung, verursachen dort Korrosionserscheinungen, die im ungünstigsten Fall zu Abplatzungen führen, sich jedoch oft durch Austreten von rötlich gefärbten Eisenoxiden bzw. -Oxid-Hydraten an der Oberfläche nachteilig bemerlar machen.
o. Eindringende Feuchtigkeit kann bei ungünstigen Kapillaritätsverhaltnissen und hinzutretendem Frost zu Frostabsprengung, zumindest aber zur Rissebildung führen.
7. durch schroffen Tag- und Nacht-Temperaturwechsel kann es, vor allen Dingen in Verbindung mit Feuchtigkeit, zu Ausmürbungs- und Au sseigerungs er- scheinungen an der Oberfläche kommen.
8. Eindringende Feuchtigkeit schleppt, insbesondere bei frischem Beton, Restalkalibestandteile nach aussen.
Die so herausgeführten Kalziumsalze reagieren mit der Kohlensäure der Luft, es kommt zur Bildung von Kal 2iumkarbanat, den bekannten weissen Ausblühungen auf Betonflächen.
Diesen unter 1. bis 8. aufgeführten Nachteilen versucht man in der Praxis auf vielfältige Art und Weise zu begegnen, wie z.B. durch Fluatieren der Oberfläche mit wasserlöslichen Silicofluoriden, durch Imprägnieren mit Lösungen organischer Silikone, Siloxane oder von Silikonharzen, durch Imprägnieren mit Lösungen organischer Hochpolymere, wobei man sich naturgemäss auf die betonverträglichen, d.h. alkaliresistenten Kunstharze beschränken muss, durch Behandelt mit vorzugsweise heissen pflanzlichen ölen bzw. deren Lösungen und schliesslich durch Beschichten mit Anstrichsystemen auf Basis von wässrigen Kunstharzdispersionen oder in Lösungsmitteln gelösten organischen betonverträglichen Hochpolymeren.
All diese Nachbehandlungsverfahren von Sichtflächen aus Beton oder betonähnlichen Werkstoffen erfüllen ihren Zweck jedoch oft nicht in wünschenwertei Weise, wobei die Dauerwirksamkeit dieser Verfahren in der Regel nicht in einer günstigen Relation zur Lebensdauer des Bauwerks steht. Bei einem vielgeschossigen Hochhaus z.B. bringt diese Tatsache erhebliche Probleme mit Hinblick auf eine frühzeitig vorzunehmende Re novierung und den damit verbundenen Kosten, vor allen Dingen Einrüstungskosten, mit sich.
Silikon- bzw. Silikonharzimprägnierungen von saugfähigen Betonuntergründen dienen lediglich der Aibweisung von Schiagregen. Ihre 'Wirksamkeit ist auf wenige Jahre beschrär,kt, der optische Charakter der Betonunterlage wird in der Regel nicht verändert.
Fluate auf Basis löslicher Silikofluoride haben allenfalls die Aufgabe, überschüssigen Kalk in einer Betonoder Putzoberfläche zu binden und diese vorzubereiten für einen nachfolgenden Deckanstrich mit alkatiempfind- lichem -Matenal.
Imprägnierungen oder sog. Versiegelungen mit Lösungen organischer Hochpolymere können zwar die Kapillantät d.h. die Saugfähigkeit des Untergrundes günstig beeinflussen, durch den Einsatz dieser Produkte tritt jedoch ein sogenannter < (Anfeuerungseffekb > ein, der zufolge der unterschiedlichen Saugfähigkeit der Betonoberfläche sich in der Ausbildung stark betonter dunkler und heller Zonen äusserst nachteilig auswirkt.
Derartige Behandlungsmassnahmen sind daher in der Regel nur als Vorbehandlung vor nachfolgenden Deckanstrichen geeignet.
Die Behandlung von Beton mit vorzugsweise heissen pflanzlichen Ölen oder deren Lösungen führt zur Bildung sog. Kalkseifen, die durch atmosphärische Einwirkungen und durch Sonnenbestrahlung in relativ kurzer Zeit abgebaut werden.
Die Beschichtung von Beton oder anderen minerali schein Werkstoffen mit deckenden Anstrichsystemen beinhaltet ebenfalls besondere Probleme. Arbeitet man mit Beschichtungssystemen auf Basis von organischen Lösungsmitteln gelösten, mit der Unterlage verträglichen Kunststoffen, dann besteht bei saugfähigen Untergründen, inshesondere bei solchen mit sehr feinen Ka- pillaren stets die Gefahr, dass die im Lösungsmittel gelösten Polymere durch die Kapillarwirkung der Unterlage weggesaugt werden und die ausgesiebten Pigmente ohne das sie verbindende Bindemittel ausgemagert auf der Oberfläche verbleiben.
Da derartige Flächen erfahrungsgemäss stets eine unterschiedliche Saugfähigkeit, sogar auf den einzelnen Flächenelementen, aufweisen, entstehen so Anstrich schichten mit unterschiedlichen Pigmentbindemittelverhältnissen. Werden Mischpigmente, zlB. Graupigmente, eingesetzt, dann können zusät=- lich Seigerungserscheinungen auftreten, die sich in unterschiedlichen Farbtönen äussern. Man kann dieser Erscheinung in der Regel nur durch Übereinanderlegen mehrerer Anstrichsohichten begegnen, zumindest erhält man auf der Oberfläche einen dicken Anstrichpelz, der selbst bei geschickter Pigmentierung erkennen lässt, dass die Sichtfläche mit einem dicken, deckenden Anstrich versehen ist.
Die von den Architekten und den Bauherren meistens gewünschte Erhaltung der Flächenstruktur und -textur verschwindet durch eine derartige Behandlung vollkommen und der oft gewünschte Sichtflächencharak- ter wird restlos beseitigt.
Auch bei Beschichtungssystemen auf Basis wässeriger Kunstharzdispersionen treten ähnliche Effekte auf, zumindest mit Hinblick auf die Unterdrückung von Struktur und Textur der mineralischen Unterlage. Zwar werden bei Kunststoffdispersionsfilmen erfahrungsgemäss die dispergierten Kunststoffteilchen bei kapillarem Untergrund nicht in dem Mass in die Unterlage abgesaugt, wie bei echten Lösungen von Kunststoffen in Lösungsmitteln, zur Erzielung eines ausreichenden Schutzeffektes und eines dauerbeständigen Filmes ist es jedoch auch bei Kunststoffdispersionsanstrichen erforderlich, einen relativ dicken Film aufzubringen, was wiederum dem optischen Charakter, sofern es sich um einen Sichtflächencharakter handeln soll, in der Regel abträglich ist.
Dicke Filme wiederum neigen, insbesondere bei schroffen Temperaturgegensätzen, im Laufe der Zeit zu
Sprödigkeit und zum Abheben von der Unterlage.
Das hiermit zum Patent angemeldete Verfahren beseitigt die oben aufgeführten Nachteile auf wirksame Weise, und zwar dadurch, dass der Untergrund im Streich-, Spritz- oder Rollverfahren mit einer Zubereitung behandelt wird, die besteht aus: einer Lösung eines mit der Unterlage chemisch und physikalisch verträglichen und alterungsbeständigen organischen hochpolymeren Bindemittels in einem Lösungsmittelgemisch, wobei dieses Lösungsmittelgemisch sich zusammensetzt aus mindestens einem echten Löser und mindestens einem latenten, das Kunstharz allein nicht anlösenden Lösungsmittel und die Verdunstungszahl der echten
Löser niedriger liegt als die der latenten Löser, und b) einem thixotropierenden Zusatz bis zu einem Maximalgehalt von 15 Gew.-%,
bestehend aus feinstdisperser
Kieselsäure und/oder thixotropierendem anorganischem Silikat und gegebenenfalls c) Pigment und/oder FüllstoS wobei das Gewichtsverhältnis Bindemittel zu Pigment und Füllstoff mindestens 1: 2 betragen muss.
Aus einem mit der Unterlage chemisch und physaka- lisch verträglichen und alterungsbeständigen Kunstharz bzw. Kunststoff, wie z.B. aus einem Methacrylatharz, wird eine Lösung in einem Gemisch organischer Lö sungsmittel hergestellt. Hienbei wird so verfahren, dass nur ein bestimmter Prozentsatz des organischen Lösungsmittelgemiscb es einen echten Löser gegenüber dem Kunstharz darstellt Die restlichen Lösungsmittel besitzen keinerlei Lösungskraft gegenüber dem Harz, sie werden in der Fachsprache als latente Löser bezeich net, d.h. als nur in Verbindung mit einem echten Löser wirksame Lösungsmittel.
Bei der erfindungsgemässen
Ausgestaltung des Verfahrens kommt es nun darauf an, dafür zu sorgen, dass der echte Löser eine kleinere
Verdunstungszahl besitzt als der latente Löser.
Bei Aufbringen auf eine Fläche verdunstet also zunächst der echte Löser, die Viskosität steigt zufolge der Unlöslichkeit des Bindemittels in dem latenten Löser rapide an, so dass es bei zunächst leichter Verarbeitbar keit des gesamten Systems sehr rasch zu einer Koagula tion bzw. kolloidalen Ausfällung des Bindemittels kommt, und zwar ehe die Poren und Kapillaren des Untergrundes eine grössere Menge gelöster Harzanteile schlucken.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass dieser Effekt noch wesentlich verstärkt werden kann, wenn man thixotropierende Zusätze, in Form von feinstdisperser Kieselsäure und/oder feindispersen anorganischen Silikaten in einem Gewichtsanteil bis 15 % zufügt. Dieses System, bestehend aus einem mit der Unterlage chemisch verträglichen und alterungsbeständigen Kunstharz, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch aus echten und latenten Lösern, zusätzlich präpariert mit thixotropierenden Substanzen auf Basis feinstdisperser Kieselsäure und/oder anderen feinstdispersen anorganischen Silikaten, wirkt sich, nach den üblichen Methoden der Handwerkstechnik, wie z.B. Streichen, Spritzen, Rollen, auf eine Fläche aus Beton oder ähnlichen mineralischen und saugfähigen Untergründen aufgebracht, beim Trocknen bzw.
Erhärten so aus, dass nur geringe Bindemittelantei- le, gerade ausreichend, das System auf der Unterlage zu verankern, in den Untergrund abwandern, der überwiegende Hauptanteil jedoch an der Oberfläche verbleibt, und so ein kohärenter Film auf der Unterlage entsteht.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass selbst bei unterschiedlicher Saugfähigkeit ein und derselben Fläche keinerlei Filmstörungen auftreten, dass es bei farbloser Beschichtung zu keinerlei Anfeuerungseffekten der Oberfläche mehr kommt.
Das erfindungsgemäss ausgestaltete Verfahren kann sowohl mit unpigmentiertem, als auch mit Hilfe eines deckenden Beschichtungsmaterials praktiziert werden.
Sofern es nur auf eine konservierende, d.h. eine den ursprünglichen Oberflächencharakter Ibelassende Behandlung ankommt, genügt die Behandlung der Sichtfläche mit einer Zubereitung aus Kunstharz, Lösungsmittel und thixotropierenden Silikaten bzw. Kieselsäure. Soll jedoch ein einheitlicher Farbcharakter erzielt werden, dann ist eine Behandlung mit der gleichen Mischung, die zusätzlich Pigmente und Füllstoffe enthält, erforderlich; das Verhältnis von Kunstharz zu Pigmenten und Füllstoffen muss hierbei 1: 2 betragen.
Selbst wenn Mischfarbtöne, wie z.B, Grautöne eingesetzt werden, verhindert die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Verfahrens unerwünschte Seigerungserscheinungen, d.h. die Einheitlichkeit des Farbtons wird unter allen Umständen gewährleistet, selbst bei einer einzigen Anstrichschicht.
Wenn ein Verarbeiter versuchen sollte, die oben be schriebenen Systeme durch Verschneiden mit echten Lösungsmitteln körperärmer zu halten, so wird dies sofort in Erscheinung treten, und zwar dadurch, dass entweder bei unpigmentierten Systemen erhebliche Bindemittelanteile sofort in den Untergrund abwandern und die thixotropierenden Silikate als weisser Schleiher auf der Oberfläche verbleiben oder bei pigmentierten
Systemen es zu deutlich sichtbaren Seigerungs- bzw.
Ausmagerungserscheinungen kommt.
Beispiel 1
Bin lösung smittel lösliches hochpolymeres Methacryl- atharz, ursprünglich in fester Form vorliegend, wird in einem Gemisch, bestehend aus 4 Teilen echten
Lösers, wie z.B. Xylol, und 3 Teilen eines latenten Lö sers, wie z.B. Testbenzin, zu einer 40%igen Lösung aufgelöst und zusätzlich mit 10 % feinstdisperser Kieselsäu re unter Verwendung eines Walzenstuhles vermischt.
Die entstehende Lösung hat ein leicht milchiges
Aussehen und eine Viskosität von ca. 3000 cP. Mit ihr wird eine auf Stahlschalung im Warmhärte- und Rüttel verfahren hergestellte Betonplatte einmal satt mittels Lackrolle überrolt, und zwar so, dass auf den qm. ca.
180 g Material verbraucht werden, Nach Erhärten des Systems tritt nun auf dieser erfahrungsgemäss hoch kapillaraktiven Betonplatte keine nachteilige 'Farbver- änderung ein, der ursprüngliche Betoncharakter bleibt voll erhalten, die Saugfähigkeit der Unterlage ist jedoch derart herabgesetzt, dass bei stundenlangem Darübergiessen von Wasser keinerlei Wasseraufnahme durch die Unterlage erfolgt und das Aussehen der Betonplatte dem ursprünglichen, nicht wasserbenetzten Zustand gleicht.
Beispiel 2
1Eine gleiche Lösung von Methacrylatharz in Lösungsmittelgemisch mit thixotropierenden Zusätzen, wie in Beispiel 1 beschrieben, wird zusätzlich mit Graupigment im normalen Betonfanbton auf dem Walzenstuhl verrieben, wobei das Verhältnis von Bindemittel zu Pigment 1:1 beträgt. Die so hergestellte Mischung hat eine Viskosität von ca. 4000 cP, sie wird zur verarbeitungsgerechten Einstellung zusätzlich mit 10 % des oben be schriebenen Lösungsmittelgemisches aus Xylol und Testbenzin vermischt und sodann auf einer gleichen Betonplatte wie in Beispiel 1 beschrieben mittels Lackrolle satt aufgebracht.
Der Verbrauch pro qm liegt bei 200 g Nach Erhärten und Abtrocknen der Beschichtung bildet sich eine matte, gleichmässig betongrau gefärbte Oberflächenschicht aus, die trotz unterschiedlicher Saugfähigkeit der Unterlage keinerlei Pigmentausseigerung erkennen lässt und die überdies die'Strukturierung der Unterlage, wie bei Sichtflächen immer erwünscht, noch klar erkennen lässt. Bei nachfolgender Wasserbenetzung und Dauerbewitternng tritt keinerlei Farbunterschied, Vergilbung usw. ein.
PATENTANSPR8UCH
Verfahren zur Oberflächenbehandlung von saugenden mineralischen Untergründen, insbesondere von Be ton, dadurch gekennzeichnet, dass der Untergrund im Streich-, Spritz- oder Rollverfahren mit einer Zubereitung behandelt wird, die besteht aus: a) einer Lösung eines mit der Unterlage chemisch und physikalisch verträglichen und alterungsbeständigen organischen hochpolymeren Bindemittels in einem Lösungsmittelgemisch, wobei dieses Lösungsmittelgemisch sich zusammensetzt aus mindestens einem echten Löser und mindestens einem latenten, das Kunstharz allein nicht anlösenden Lösungsmittel und die Verdunstungszahl wider echten Löser niedriger liegt als die der latenten Löser,
und b) einem thixotropierenden Zusatz bis zu einem Maximalgehalt von 15 Gew.-t bestehend aus feinstdisperser Kieselsäure lund/oder thixotropierendem anorganischem Silikat und gegebenenfalls c) Pigment und/oder Füllstoff, wobei das Gewichtsverhältnis Bindemittel zu Pigment und Füllstoff mindestens 1: 2 betragen muss.
UN IERANSPRüCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Bindemittel hochpolymere Ester der Methacrylsäure eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel hochpolymere Ester der Acrylsäure eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Copolymere auf Basis von Styrol-Butadien eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Hochpolymere eingesetzt werden, die sich von Vinylchlorid bzw. vom Vinylidenchlorid ableiten.
5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Hochpolymere des Styrols eingesetzt werden.
6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bindemittel auf Basis von Polyacrylnitril eingesetzt wird.
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