-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Trockenmörtelmischung, umfassend ein
Bindemittel, einen körnigen
Zuschlagstoff sowie mindestens einen Zusatz, der aus einem photokatalytisch
wirkenden Zusatzmittel gebildet ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende
Erfindung einen Zuschlagstoff für
eine solche Mischung, ein Verfahren zu seiner Herstellung und seine
Verwendung
-
Eine
der eingangs genannten Art ähnliche Mischung
ist aus der
US
2004/0101683 A1 bekannt. In diesem Dokument wird eine photokatalytisch
wirkende granulare Mischung zur Herstellung von Zement und Beton
beschrieben. Diese Mischung wird dem Bindemittel beigegeben und
besteht aus zwei Körnungen
des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit unterschiedlicher
BET-Oberfläche. Als Bindemittel
wird Zement, als Zuschlagstoff Sand verwendet, die dann im Labor
in üblicher
Weise mit Wasser versetzt und zu einer Füll- oder Bindemasse verarbeitet
werden. Die photokatalytische Wirkung des Titandioxids wird anhand
der Gleichung künstlicher Farbstoffe
in aus der Füll- oder Bindemasse
hergestellten Probekörpern
nachgewiesen. Auch eine aus der Mischung hergestellte Glasur ("coating") für nicht titandioxidhaltige
Erzeugnisse wird beschrieben.
-
Es
sind auch andere Füll-
und Bindemassen bekannt, die spezielle Zusammensetzungen im Hinblick
auf eine Verwendung zur Verfugung aufweisen. Fugen besitzen, insbesondere
für aus
Fliesen oder Platten gebildete keramische Flächen, eine hohe Bedeutung im
Hinblick auf die Festigkeit der Fläche, für den Schutz gegen Eindringen
von Wasser, vor allem des unter den Fliesen oder Platten liegenden
Verlegemörtels,
sowie unter dem Aspekt der Gesamtgestaltung der Fläche. Im
Vergleich zur Keramik stellt die Fuge allerdings auch eine Schwachstelle
in Bezug auf die Sauberkeit der Fläche, sowie auf das mögliche Wachstum
von Algen, Pilzen und Bakterien dar. Es gibt ver schiedene Arten
von Fugen, die im Hinblick auf die vorgenannten Punkte ein jeweils
unterschiedliches Eigenschaftsbild zeigen.
-
So
ist zunächst
die sogenannte "normale", zementäre Fuge
bekannt. Während
früher
nur mit einem Gemisch aus Sand und Zement gearbeitet wurde, gibt
es für
deren Herstellung heute fertige Fugenmörtel, die nach ihrer Anwendung
unterschieden werden. Je nach Fugenbreite kommen als Füllstoffe beispielsweise
feingemahlene carbonatische, teilweise weiße Füllstoffe, oder Quarzsande zum
Einsatz. Bei den meisten normalabbindenden Fugenmörteln kommen
als Bindemittel weiße
oder graue Portlandzemente zum Einsatz, die dann, eingesetzt im
fertig gemischten Fugenmörtel,
entsprechend eventuell gewünschter
Farbtöne
pigmentiert werden können. Schnellbindende
Fugenmörtel
können, ähnlich wie die
Schnellkleber, eine Bindemittelkombination enthalten, die eine schnellere
Begeh- und Belastbarkeit ermöglichen.
Die verschiedenen Mörtel
können
auch Zusätze
enthalten, wobei zwischen Zusatzmitteln und Zusatzstoffen unterschieden
wird. Zusatzmittel ändern
infolge chemischer und/oder physikalischer Wirkung die Mörteleigenschaften
und werden flüssig oder
pulverförmig
beigegeben. Bekannte Zusatzmittel sind beispielsweise Dispersionspulver,
durch die eine bestimmte Flexibilität eingestellt werden kann. Zusatzstoffe
werden im Gegensatz zu Zusatzmitteln in größeren Mengen zugegeben. Es
handelt sich dabei vorwiegend um Baukalke, Gesteinsmehle oder – wie erwähnt – Pigmente.
Die beschriebenen Fugenmörtel
unterliegen der Norm EN 13888 "Fugenmörtel für Fliesen
und Platten – Definitionen
und Festlegungen" sowie
weiteren Normen, wie EN 12808, Teil 2 bis 5 "Klebstoffe und Fugenmörtel für Fliesen
und Platten" und
DIN 12004 "Mörtel und
Klebstoffe für Fliesen
und Platten – Definitionen
und Spezifikationen".
Solchermaßen
gefertigte zementäre
Fugen sind zwar in der Produktion sehr kostengünstig herstellbar, in der Fuge
werden aber Wasser und Verschmutzungen aller Art sehr leicht aufgenommen und
die Reinigung gestaltet sich aufwändig, da es nach einem Schmutzeintrag
zum Wachstum von Bakterien und Algen kommen kann, die die Fuge durchsetzen.
-
Des
Weiteren ist es bekannt, bei Fugen eine hydrophobe Einstellung vorzunehmen,
was dazu führt,
dass das Wasser in Tropfen abperlt. Diese Erscheinung wird auch
als "Lotuseffekt" und diese Art der
Fugenausführung
als "Duschdicht-
oder Perlfuge" bezeichnet.
Dadurch, dass das Wassereindringen deutlich verzögert wird, perlt auch oberflächlicher
Schmutz mit dem Wasser ab. Mit der Fuge sind jedoch auch einige
Nachteile verbunden. Können beispielsweise
die Tropfen nicht ablaufen, so verdunstet das Wasser und es bleiben
konzentrierte Schmutzreste und Kalkablagerungen zurück. Außerdem ist
die eingestellte Hydrophobierung oft nicht dauerhaft und die wasserabweisende
Wirkung ist im Allgemeinen mit einer lipophilen Wirkung gekoppelt, was
dazu führt,
dass Fette und Öle
fest an der Fugenoberfläche
haften bleiben und einen Nährboden
für Mikroorganismen
bilden können.
-
Beispielsweise
offenbart die
DE 33
46 120 C2 geblähten
Perlit, in dessen Oberfläche
ein Metalloxid der Ordnungszahl 22 bis 29 eingelagert ist, und die
DE 103 26 252 A1 beschreibt
eine Mischung aus ein Blähgranulat
und Zinnoxid enthaltendem Bindemittel, wobei das Bindemittel auf
den Blähglasgranulatkörnern eine
Hüllschicht
bildet.
-
Aus
der
EP 1 072 572 B1 ist
ein Verfahren zum Erzeugen einer Selbstreinigungseigenschaft von
keramischen Oberflächen
sowie gemäß dem Verfahren
hergestellte keramische Körper
bekannt, wobei die keramische Oberfläche mit einem photokatalytisch
wirkenden Stoff beschichtet bzw. imprägniert werden kann.
-
Die
DE 696 03 192 T2 schließlich offenbart einen
Photokatalysator sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei
es sich bei dem Photokatalysator beispielsweise um Titandioxid mit
einer modifizierten Oberfläche
handelt.
-
Ein
Problem bei sämtlichen
bekannten Produkten ist, dass die Menge des einzusetzenden photokatalytisch
wirksamen Zusatzmittels relativ groß ist, was hohe Produktkosten
bedingt.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeit
zu schaffen, die Menge an einzusetzendem photokatalytischen Zusatzmittel
zu verringern.
-
Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Trockenmörtelmischung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 sowie einen körnigen Zuschlagstoff mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 11.
-
Die
Grundlage für
die Erzielung der photokatalytischen Wirkung der erfindungsgemäßen Mischung,
insbesondere bei ihrer Verwendung zur Herstellung einer Fuge, bildet
der Einsatz des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels.
-
Die
mittlere Korngröße der ersten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels ist größer als
die mittlere Korngröße der zweiten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels. So liegt
die mittlere Korngröße der ersten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich von
15 nm bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 25 nm bis 60 nm, und
die mittlere Korngröße der zweiten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich
von 2 nm bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 4 nm bis 8 nm. Überraschenderweise
hat sich gezeigt, dass durch eine solche Wahl der Korngrößenverteilung
der ersten und der zweiten Fraktion eine Agglomerationen des photokatalytisch
wirkenden Zusatzmittels wirksam verhindert werden kann. Das führt dazu,
dass die wirksame Oberfläche
des Zusatzmittels in der Beschichtung erhöht ist, was eine Reduzierung
der Menge des Zusatzstoffes in der Beschichtung ermöglicht.
-
Vorzugsweise
kann dabei in der Schicht Titandioxid verwendet werden, das insbesondere
in einer speziellen, sogenannten Anatase-Kristallstruktur vorliegen
kann und im Nanopartikel-Bereich
eingesetzt wird. Ein solches Titandioxid zeigt in Bezug auf eine
sogenannte "Selbstreinigung" zwei unterschiedliche
Wirkungsweisen. Zunächst
führt es – im Gegensatz
zu den für
die hydrophobe Fuge beschriebenen Erscheinungen – zu einer Verkleinerung des
Randwinkels von Wasser auf einer Fugenoberfläche, da es die freie Adhäsionsenergie
der Oberfläche
erhöht bzw.
die Oberflächenspannung
vermindert. So bildet auftreffendes Wasser keine Tropfen, sondern
breitet sich als Film auf der Oberfläche aus. Hierdurch wird eine
Unterwanderung des Schmutzes erreicht. Diese Wirkungsweise ähnelt dem
Verhalten des Wassers beim Einsatz von Tensiden. Fette und Öle werden ebenfalls
angenommen, können
aber leicht vom Wasser unterwandert werden. Die auf dieser Hydrophilisierung
beruhende Reinigungswirkung tritt bei der erfindungsgemäßen Mischung
jedoch gegenüber der
photokatalytischen Reinigungswirkung des Titandioxids in den Hintergrund,
wobei diese unter anderem darin besteht, dass eine Reaktion, bei
der Wassermoleküle
unter Lichteinwirkung unter Freisetzung von atomarem Sauerstoff
aufgespalten werden, aktiviert wird. Dadurch kann vorteilhafterweise
organischer Schmutz vermindert bzw. ganz entfernt werden, ebenso
wie Bakterien, Algen und Pilze. Eine entsprechend hergestellte Fuge
ist dabei für
alle senkrechten und waagerechten Flächen geeignet. Sie zersetzt
und eliminiert die unerwünschten
organischen Substanzen, und besitzt darüber hinaus auch eine desodorierende
und desinfizierende Wirksamkeit.
-
Dadurch,
dass die Körner
des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende
Zusatzmittel enthält,
kann der Einsatz von Titandioxid auf ein sehr geringes Mengenmaß reduziert
werden. Dennoch ist aber an der Oberfläche photokatalytisch aktives
Titandioxid in ausreichender Menge vorhanden, um die erwünschte selbstreinigende
Wirkung zu erzielen. Die erfindungsgemäß mit der Schicht des photokatalytisch
wirkenden Zusatzmittels versehenen Körner des Zuschlagstoffes besitzen
eine sehr hohe Effizienz, so dass eine Mindestmenge an photokatalytisch
wirkendem Zusatzmittel von 3,0 Masseprozent ausreichend für die gewünschte Funktionserfüllung ist.
-
Die
erfindungsgemäße Mischung
eignet sich vorteilhafterweise sowohl für den Einsatz im Außenbereich,
wobei die katalytische Funktion des Zusatzmittels unter Sonneneinstrahlung
auftritt, als auch für den
Einsatz bei künstlichem
Licht im Innenbereich. Für
die Wirksamkeit wird allerdings ein Spektralanteil des Lichtes im
Bereich von 380 nm und 410 nm benötigt. Insbesondere hinsichtlich
des Einsatzes im Außenbereich
ist festzustellen, dass es hinsichtlich des zulässigen pH-Wertes einwirkender Umgebungsmedien – abgesehen
von der Tatsache, dass das Mörtelgefüge durch
starke Säuren
zerstört
werden kann – keinerlei
Einschränkungen
gibt.
-
Der
erfindungsgemäße körnige Zuschlagstoff
umfasst Körner,
die eine mittels eines Bindemittels gebundene Schicht aufweisen,
wobei diese Schicht eine erste Fraktion eines photokatalytisch wirkenden
Zusatzmittels mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 15 nm bis
100 nm und eine zweite Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels
mit einer mittleren Korngröße im Bereich
von 2 nm bis 10 nm enthält.
-
Der
Zuschlagstoff der erfindungsgemäßen Mischung
kann im Wesentlichen aus Siliziumdioxid, insbesondere aus Quarzsand,
bestehen und – insbesondere
je nach Fugenbreite – eine
maximale Korngröße von 4,0
mm, vorzugsweise von 1,0 mm, besonders bevorzugt von 0,6 mm, aufweisen.
Zum Einsatz können
dabei bei Fugenbreiten bis ca. 5–6 mm insbesondere feingemahlene
Füllstoffe
kommen, während
bei Fugenbreiten bis ca. 20 mm bevorzugt Quarzsande mit einem Größtkorn bis
0,6 mm verwendet werden sollten. Im Allgemeinen werden Fugenmörtel bis
zu einer Körnung
von 2 mm eingesetzt, wobei sich ihr Einsatzbereich teilweise mit
dem der Reparaturmörtel
und der Beschichtungsmörtel überschneidet,
bei denen die Körnung
eine maximale Korngröße von 4
mm erreichen kann. Für
die erwähnten
größeren Fugenbreiten
kann mit Vorteil insbesondere vorgesehen sein, dass der Zuschlagstoff eine
Mischung aus einer ersten Fraktion – beispielsweise mit einer
Korngrößenverteilung
im Bereich von 0,063 mm bis 0,3 mm – und einer zweiten Fraktion – beispielsweise
mit einer Korngrößenverteilung
im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm – ist.
-
Der
Zuschlagstoff kann mit Vorteil vollständig oder anteilig auch aus
granuliertem Bläh-
oder Schaumglas bestehen deren Verwendung als druckbelastbare lose
Wärmedämmstoffe
und zur Herstellung von Leichtmörtel
bekannt sind. Blähglas
ist als mineralischer Leichtzuschlag wie das Recyclingglas selbst
chemisch weitgehend beständig.
Weitere den erfindungsgemäßen Einsatz
als Zuschlagstoff prädestinierende
Eigenschaften sind neben der Tatsache, dass Blähglas auch selbst in einfacher
Weise einem Recycling unterworfen werden kann, seine geringe Dichte,
hohe Festigkeit, ausgezeichnete Wärmedämmung, große Schallabsorptionsfähigkeit, Nichtbrennbarkeit
sowie hohe chemische Be ständigkeit
gegenüber
Säuren,
Laugen und organischen Lösungsmitteln.
-
Für die Herstellung
von Blähglas
wird im Wesentlichen gemahlenes Recyclingglas eingesetzt. Dieses
wird zerkleinert, insbesondere zu Glasmehl vermahlen, mit Zusätzen, insbesondere
Blähmitteln, gemischt,
granuliert und anschließend
in einem Ofen gesintert und gebläht.
Die dazu notwendige Temperaturbehandlung kann dabei bevorzugt in
einem Drehrohrofen durchgeführt
werden, wobei bei Temperaturen von 500°C bis über 1000°C, vorzugsweise im Bereich von
700°C bis
zu 900°C,
zunächst
das Sintern und dann der Blähprozess
ablaufen. Wenn sich dabei nach Ausbildung einer niedrigviskosen Glasschicht
das Granulat aufbläht,
entsteht eine gleichmäßige, feinporige
Struktur im Innern sowie die weitgehend geschlossene Oberfläche. Nach
dem Abkühlen
wird das Korngemenge bedarfsweise nochmals zerkleinert und üblicherweise
durch Sieben fraktioniert und ist in unterschiedlichen Kornklassen,
insbesondere im Korngrößenbereich
von 0,5 mm bis 4,0 mm, im Handel. Bei der Herstellung von Schaumglas,
die in ähnlicher
Weise erfolgen kann, werden neben dem Recyclingglas auch größere Mengen
Quarzsand als Rohstoff zugesetzt.
-
Das
photokatalytisch wirkende Zusatzmittel kann – wie bereits erwähnt – insbesondere
Titandioxid enthalten oder aus Titandioxid bestehen, welches bevorzugt
eine Anatase-Kristallstruktur
aufweisen sollte, aber auch – zumindest
teilweise – in
seiner Rutilform vorliegen kann. Zusätzlich oder alternativ können auch
andere photokatalytisch wirkende oder den photokatalytischen Prozess
im Verein mit Titandioxid fördernde
Mittel, wie Zinndioxid, Tantalnitrid o. a., im Zusatzmittel enthalten
sein. Als besonders günstig für eine gute,
d. h. hinsichtlich ihrer Dicke und Kornbedeckung uniforme, Schichtausbildung
bei hoher katalytisch wirksamer Reaktionsfläche, ist es anzusehen, dass
das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel eine maximale Korngröße von 0,5 μm, vorzugsweise
von 0,1 μm,
aufweist.
-
Es
kann auch vorgesehen sein, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel
teilweise in der Beschichtung des erfin dungsgemäßen Zuschlagstoffes und teilweise
in Pulverform in der Mischung vorliegt. Hierbei kann es auch aus
zwei oder mehr Fraktionen mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung
bestehen, wobei auch schon zur Schichtbildung selbst mehrere solcher
Fraktionen eingesetzt werden.
-
In
der Schicht des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes
ist das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel mittels eines Bindemittels
gebunden. Hierzu können
mit Vorteil Alkalisilikate, wie Natrium- oder Kaliumwasserglas,
eingesetzt werden, für
die bereits vorstabilisierte Lösungen
im Handel erhältlich
sind. Das Schichtbindemittel kann auch durch einen geeigneten Härter zusätzlich bzw.
beschleunigt verfestigt sein.
-
Die
Herstellung eines erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes
wird in einem mehrstufigen Verfahren zur Herstellung der mit einer
Schicht aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel versehenen Körnung realisiert.
Hierbei wird erfindungsgemäß in einem
ersten Verfahrensschritt der unbeschichtete Zuschlagstoff unter
Zugabe von einer für
die Benetzung ausreichenden Wassermenge mit einem Härter für ein Bindemittel
gemischt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Bindemittel,
wie eines der vorstehend beschriebenen, insbesondere mineralisches Bindemittel,
zugemischt. In einem dritten Verfahrensschritt wird eine erste Fraktion
des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer ersten Korngrößenverteilung
zugemischt und in einem vierten Verfahrensschritt eine weitere Fraktion
des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer zweiten Korngrößenverteilung.
-
Wie
bereits angemerkt, ist zur Vermeidung unerwünschter Agglomerationen die
mittlere Korngröße der ersten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels größer als
die mittlere Korngröße der zweiten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels. So liegt
die mittlere Korngröße der ersten
Fraktion des photokatalytisch-wirkenden Zusatzmittels im Bereich
von 15 nm bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 25 nm bis 60 nm,
und die mittlere Korngröße der zweiten
Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich
von 2 nm bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 4 nm bis 8 nm.
-
Bei
Verwendung von Bläh-
oder Schaumglas als Basis für
den Zuschlagstoff kann das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel
entweder zusammen mit den Zusätzen,
wie den eingesetzten Blähmitteln, oder
vorzugsweise auch während
des Blähprozesses
zugefügt
werden, weil es in diesem letzteren Fall weniger in das Innere der
Blähglaskörner eindringt. Auch
dieser Art der Herstellung wird erfindungsgemäße Bedeutung beigemessen.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Mischung
handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Werkmörtel, das
heißt,
die Ausgangsstoffe werden im Werk zusammengestellt, gegebenenfalls
auch hergestellt, und gemischt. Im Gegensatz zu Werk-Frischmörtel und
Werk-Vormörtel
ist dabei die erfindungsgemäße Mischung
als Werk-Trockenmörtel
konzipiert, d. h. es handelt sich um ein Gemisch ohne Wasser. Das
Wasser wird erst auf der Baustelle in einer der Mörtelzusammensetzung
(Füller/Binder-Verhältnis, Sieblinie)
entsprechenden Menge zugegeben. Um diesen Trockenmörtel in
lagerstabiler Form als Sack- oder Siloware liefern zu können, ist notwendigenfalls
vorgesehen, dass bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes
in einem fünften
Verfahrensschritt, insbesondere durch Trocknen mittels warmer Luft,
eine vorbestimmte Restfeuchte, insbesondere eine Restfeuchte unter 1,0
Prozent, besonders bevorzugt unter 0,5 Prozent, eingestellt wird.
-
Die
erfindungsgemäße Mischung
kann je nach Bedarf oder Einsatzzweck weitere, neben dem photokatalytisch
wirkenden Zusatzmittel vorhandene Zusätze, wie Gesteinsmehl, z. B.
Marmormehl, und/oder Pigmente als Zusatzstoffe und/oder Dispersionspulver,
Verdicker, Stärke,
Alkalisilikate, Weißkalkhydrat
o. ä. als
Zusatzmittel enthalten.
-
Durch
die genannten Zusatzstoffe können dabei
insbesondere neben der dem optischen, z. B. farblichen Eindruck,
die Verarbeitungseigenschaften, wie beispielsweise das Schlämmverhalten,
beeinflusst werden.
-
Bei
der Herstellung farbiger Füll-
und Bindemassen bzw. Fugenmassen sollte allerdings, u. a. wegen
der lichtabsorptiven Wirkung der Pigmente – gelbe Pigmente absorbieren
beispielsweise violettes Licht – ein
maximaler Pigmentanteil von 1,0 Masseprozent nicht überschritten
werden, wobei wegen der möglichen
Dekomposition von organischen Substanzen durch den photokatalytischen
Prozess nur anorganische Pigmente eingesetzt werden sollten.
-
Das
Wasserrückhaltevermögen, welches
für Fugenmörtel eine
wichtige verarbeitungstechnische Eigenschaft darstellt, da es den
Zeitpunkt der Waschbarkeit bestimmt, kann beispielsweise durch die
Zugabe spezieller Zelluloseether als Zusatzmittel geregelt werden.
-
Insbesondere
im Außenbereich,
wo Hitze und Kälte
sich abwechseln und sich dadurch die Materialien in unterschiedlicher
Weise ausdehnen, ist eine gewisse Flexibilität der Fugenmasse notwendig, und
es ist daher der Einsatz der eingangs erwähnten Dispersionspulver als
Zusatzmittel ratsam.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der
folgenden Beschreibung enthalten, wobei anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
im Folgenden die Erfindung näher
erläutert
werden soll.
-
Eine
erfindungsgemäße Mischung
wurde aus (jeweils in Masseprozent angegeben)
40,00% Zement
30,00%
beschichtetem Quarzsand als erfindungsgemäßem Zuschlagstoff
24,43%
Marmormehl
0,06% Verdicker
0,01% Stärke
0,50% Weißkalkhydrat
3,00%
UV-aktivem TiO2 (Anatase-Kristallstruktur, mittlere
Korngröße erste
Fraktion 30 nm, mittlere Korngröße zweite
Fraktion 6 nm)
1,00% Dispersionspulver
1,00% Natriumtrisilikat
hergestellt.
-
Die
Fertigung des beschichteten Quarzsandes als erfindungsgemäßem Zuschlagstoff
erfolgte dabei folgendermaßen:
Zunächst wurden
1000 kg Quarzsand mit einer Korngröße im Bereich 0,063 mm bis
0,3 mm mit 5 kg Wasser und 2,5 kg eines Härters für Silikatbindemittel bei Raumtemperatur
etwa eine Minute lang gemischt. Dann wurden 50 kg stabilisierte
Kaliumsilikatlösung zugefügt und etwa
eine weitere Minute gemischt. Anschließend erfolgte die Zugabe von
30 kg eines Titandioxids mit Anatase-Kristallstruktur und einer
mittleren Korngröße von 30
nm. Nach einer Mischzeit von 5 Minuten wurden 20 kg eines Titandioxids
mit Anatase-Kristallstruktur und einer mittleren Korngröße von 6
nm zugegeben und weitere 2 Minuten gemischt. Die entstandene Spezialsandmischung
wurde dann durch Trocknen mittels warmer Luft auf eine Restfeuchte
von weniger als 0,5% eingestellt.
-
An
Probekörpern
und Fliesen-Fugenmustern, die unter Einsatz der erfindungsgemäßen Mischung
hergestellt wurden, wurden Tests zum Wasseraufnahmeverhalten, zur
Wassereindringtiefe, zur Freibewitterung nach künstlicher Verschmutzung mit roter
Wachskreide, Maschinenöl
und wässriger
Methylenblau-Lösung
sowie zur Bestimmung der photokatalytischen Aktivität unter
Einsatz von Silbernitrat durchgeführt, die Ergebnisse fotografisch
dokumentiert und mit denen unter gleichen Versuchsbedingungen an
den eingangs genannten herkömmlichen ("normalen") und hydrophoben
Fugen verglichen. Hieraus ging hervor, dass für die nach der Erfindung hergestellten
Probekörper
und Fugen bei vergleichsweise hoher photokatalytischer Wirkung und
Verschmutzungsdekomposition ein hydrophileres Verhalten als bei
den Vergleichsproben vorlag. Durch den Einsatz des beschichteten
Quarzsandes wurde dabei vorteilhafterweise auch eine hohe Druckfestigkeit
erreicht, die über
den für
die meisten Normal- und
Dünnbettmörtel geforderten
Normwerten lag.
-
Anstelle
von Siliziumdioxid in Form von Quarzsand können auch andere Zuschläge, insbesondere
mineralische Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Mikroglaskugeln,
mit dem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel beschichtet wer den,
ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Zur Herstellung
von Leichtmörtel,
der ausschließlich
als Werkmörtel
hergestellt werden darf, kann ebenfalls der Sand durch entsprechende
leichtere Zuschläge substituiert
werden.
-
Was
die Rezepturgestaltung der erfindungsgemäßen Mischung betrifft, so ist
der Anteil der einzelnen Bestandteile in weiten Grenzen variabel
und kann sich nach dem gewünschten
Einsatzzweck bzw. den dafür
vorgesehenen Vorschriften richten.
-
Als
Bindemittel muss nicht notwendigerweise Zement eingesetzt werden,
aber ein Bindemittel wie ein mineralisches, insbesondere hydraulisch und/oder
unter Karbonatbildung bindendes Mittel, wie Zement oder Kalk, wird
als bevorzugt angesehen. Für
derartige Bindemittel ist es im Sinne einer hohen Festigkeit förderlich,
wenn ihr Anteil in einer erfindungsgemäßen Mischung mindestens 20 Masseprozent,
vorzugsweise mindestens 30 Masseprozent, beträgt.
-
In
Bezug auf den Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Mischung
ist festzustellen, dass sich dieser zuvörderst auf Fugenmörtel für Fliesen und
Platten bezieht, jedoch ist beispielsweise in der erwähnten Norm
EN 13888, die die Anforderungen an zementhaltige und Reaktionsharz-Fugenmörtel für keramische
Fliesen und Platten festlegt, ausgeführt, dass Fugenmörtel für keramische
Fliesen und Platten auch für
Fliesen und Platten aus anderen Materialien (z. B. Natur- und Betonwerkstein)
verwendet werden dürfen,
sofern sie auf diese Materialien keine negativen Einflüsse ausüben. Dies
trifft auch für
die erfindungsgemäße Mischung
zu, deren Verwendung, wie bereits ausgeführt wurde, nicht auf den Einsatz zur
Herstellung von Fugenmörtel
beschränkt
ist. So ist auch die Herstellung eines speziellen Fugenmörtels für Glassteine
gemäß der Norm
EN 12725 erfindungsgemäß möglich.
-
Der
erfindungsgemäße Zuschlagstoff
lässt sich
nicht nur in Fugenmassen einbinden, sondern in alle hydraulisch
oder silikatisch abbindenden Systeme, wie Beschichtungen, Imprägnierungen,
Putze und Mörtel.
-
Überraschenderweise
wurde durch Versuche eine Wirkung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes
gefunden, auf die sich eine weitere erfindungsgemäße Verwendung
stützt.
Bei einer Verwendung der vorstehend als Zuschlagstoff beschriebenen,
mit einer Beschichtung versehenen Körner, bei denen die Beschichtung
ein photokatalytisch wirkendes Zusatzmittel enthält und die bevorzugt auch die weiteren
Eigenschaften des vorstehend beschriebenen Zuschlagstoffes aufweisen
können,
als Fugenfüllmittel,
insbesondere als Einkehrsand für
Pflasterflächen,
wird das Wachstum von Moosen und Unkräutern gehemmt bzw. verhindert.