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Verfahren zur Gewinnung abriebfester, öl-, säure- und wasserfester-Bauteile
mineralischen Ursprungs Das Verfahren, mittels Kieselfluorwasserstoffsäure oder
Salzen dieser Säure die sogenannten kreidenden Bestandteile eines zement- oder magnesitgebündenen
Bodens, einer Putzfläche, eines Kunst- oder Natursteins in säureunlösliche Verbindungen
überzuführen und damit abriebfestere und dichtere Gefüge zu erzielen, ist zwar schon
über 70 Jahre alt, aber immer noch üblich. Man arbeitet, je nach Zusammensetzung
der zu behandelnden Materie und je nach Zielsetzung mit Aluminium-, Magnesium-,
Zink-, Blei-und anderen Fluaten und stellt normalerweise deren wässerige Lösungen
so ein, daß sie imstande sind, Kohlensäure aus ihren Verbindungen zu vertreiben.
Die in der Oberschicht des Betons, Steinholzbodens usw. zugänglichen, weichen Bestandteile,
vorwiegend Karbonate, werden bei genügend langer Einwirkung einer Tränkung mit-
genannten Mitteln und nachfolgender Trocknung in harte Kristalle, Mischkristalle
und amorphe Verbindungen der Kieselfluorwasserstoffsäure übergeführt. Unter entsprechend
günstigen Voraussetzungen kommt eine gute- Verbindung mit den harten und von vornherein
säureunlöslichen Bestandteilen, wie Sand, Split usw., zustande. Je nach Porosität
und Saugvermögendes getränkten Stoffes und je nach Konzentration und Einwirkungsdauer
der verwendeten Lösung wird das mineralische Gefüge mehr oder weniger gut verdichtet.
Eine besondere Tiefenwirkung wäre dabei zwar erwünscht, -ist jedoch bei den allgemein
üblichen Arbeitsweisen sehr in Frage gestellt.
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Kalkfreies Gestein und reiner Kalkstein schaffen überdies Voraussetzungen,
bei denen nur noch von einer reinen Oberflächenveränderung die Rede sein kann. Das
fehlende Umsetzungsprodukt Kalk bzw. Carbonat zu ersetzen, hilft man sich bisweilen,
indem mit verdünnter Wasserglaslösung vorbehandelt wird. Dadurch wird zwar eine
Art »Bindungsbrücke«, jedoch keine in die Tiefe gehende Verankerung erzielt. Darüber
hinaus macht sich dann noch die Sprödigkeit des entstehenden Filmes bei Schlag-Stoß-Beanspruchung,
beispielsweise auf Böden, negativ bemerkbar.
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Im Laufe der Zeit ging man in besonders heiklen Fällen dazu über,
- mit zunehmend konzentrierten Lösungen eine 2- bis 3fache Fluatierung vorzunehmen.
Ein derartiges Verfahren dürfte allein wegen Mangels an Zeit im modernen Bauwesen
kaum noch eine Rolle spielen. Daß beispielsweise ein noch nicht vollkommen abgebundener
Beton eine 2- und 3fache Tränkung und die damit verbundene Nachwaschung nicht verträgt,
ohne dabei an Endhärte einzubüßen, ist naheliegend.
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Im Zuge der wesentlich beschleunigten Bauweise der letzten Jahre hat
sich zum Teil auch eine »Schnellmethode« des Fluatierens eingebürgert. Um Zeit zu
gewinnen, wird die zu behandelnde Fläche nur einmal mit einer nicht zu schwachen
Lösung getränkt, wer= bürstet und' bereits nach dem Abklingen der Kohlensäüreentwicklung
der Überschüß der Flua:tlösung einschließlich dem darin -enthaltenen Reaktionsprodukt
weggenommen. Daraufhin -wird, insbesondere wenn es sich um Bodenflächen handelt,
mit viel klarem Wasser nachgebürstet, um unansehnliche Flecken (Salzrückstände),
die nach der Trocknung nur noch mit viel Mühe und Aufwand entfernt werden könnten,
zu vermeiden. Es besteht kaum ein Zweifel darüber, daß damit eigentlich eine Rückkehr
zu" der bekannten, sehr einfachen 'Methode des - »'sauren Abwaschens« - oder »Absäüerns«
vollzogen ist: Es werden die kreidenden; wenig wetterfesten, vor allem auf Industrieböden
sehr viel Staub verursachenden Bindemittel--und Zuschlagstoffanteile herausgelöst.
Dem Uneingeweihten wird durch das zwangläufig veränderte Bild einer so bearbeiteten
Oberfläche eine tiefgreifende Veränderung vorgetäuscht, die überdies noch in dem
keineswegs zutreffenden Begriff »Härtung«'zusammengefaßt wird. Natürlich entsteht
-durch die Wegnahme weicher Teile aus dem Gesamtgefüge eine erhöhte Abriebfestigkeit,
jedoch ist eine »Härtung« im Sinne einer verbesserten Druckfestigkeit keinesfalls
nachzuweisen. Selbst bei dem einleitend beschriebenen Normalverfahren - ist dieser
Nachweis nicht möglich.
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In neuerer Zeit, da Kunststoffe einen -breiten Markt im Bauschaffen
gewannen, finden wässerige Kunststoffdispersionen und (oder) Wachsemulsionen, allein
oder in Ergänzung der Fluatierung vielverbreitete Anwendung. Durch ein- öder mehrmaliges
Auftragen dünner Filme wird die Abriebfestigkeit erhöht, die Wasser-, Öl- und Säurefestigkeit
verbessert und
gleichzeitig jegliche Staubentwicklung unterbunden.
Erfahrungsgemäß haften aber auch dieser einfachen oder mit der Fluatierung kombinierten
Methode, selbst bei sorgsamster Auswahl der verwendeten Rohstoffe, einige Mängel
an. Das Fluatieren erfordert viel Zeit und bedingt eine übermäßige Naßbehandlung,
die aufgetragenen Filme sind oft ungenügend im Untergrund verankert. Eine den normalen
Anforderungen genügende Wasserfestigkeit tritt meistens erst nach Tagen oder Wochen
ein.
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Zusammenfassend kann demnach gesagt werden, daß mit den erwähnten
Mitteln und den auf ihrer Basis aufgebauten Verfahren das in der Technik vorliegende
Problem, nämlich die zuverlässige Vergütung mineralischer Bauteile in bezug auf
Abriebfestigkeit und dadurch unterbundene Staubentwicklung (Bodenflächen), bei gleichzeitiger
Gewinnung einer den allgemeinen Anforderungen genügenden Öl-, Wasser-und Säurebeständigkeit
nur mit großem Zeitaufwand und zudem nicht ganz vollkommen zu lösen ist.
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Demgegenüber zeichnet sich das nachstehend beschriebene, die Neuigkeit
beanspruchende Verfahren dadurch aus, daß es die Aufgabe in kürzerer Zeit und vor
allem ohne die erwähnten Mängel zu erledigen ermöglicht. Durch eine Kombination
der ersten Stufe, nämlich Fluatierung bzw. saure Behandlung des Bodens, mit der
zweiten Stufe, dem Auftragen der Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion, derart,
daß beide Mittel vorher vereinigt werden, wird Zeit und Material gespart. Der z.
B. einem neuen Boden schadende Nachwaschprozeß fällt ganz weg. Bereits auf den noch
nassen ersten Film wird ein verstärkender zweiter Film aus reiner Kunststoff- und
(oder) Wachsdispersion aufgebracht. In der dritten Stufe des Verfahrens wird, ohne
ein vollkommenes Durchtrocknen des vorgelegten Filmes abzuwarten, in der üblichen
Weise ein dünner Film einer hochdispersen, ionogenen Emulsion auf Wachs- bzw. Wachs-Harz-Basis
als Abschluß aufgetragen. Dieser Film gewährleistet bereits innerhalb von wenigen
Stunden eine hervorragende Wasserfestigkeit.
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Im einzelnen ist das Verfahren wie folgt zu kennzeichnen (Beispiel
der Bearbeitung einer Bodenfläche) Der saubere, öl- und fettfreie Boden wird mit
einer mageren, mindestens etwa 3-, vornehmlich 6%igen wässerigen Kunststoff- und
(oder) Wachsdispersion (nichtionogen), der man Fluate und (oder) Mineralsäuren (am
besten Salzsäure, techn.) zusetzt, bis ein pH-Wert von < 4, vornehmlich 1 bis
2, erreicht ist, getränkt und die überstehende Flüssigkeit kräftig verbürstet. Die
Feststoffe in der Dispersion bestehen zu mindestens 50% aus Kunststoff und/oder
Wachs. Durch die Freisetzung der Kohlensäure einerseits und den Bürsteffekt andererseits
wird die Tiefenwirkung begünstigt. Die staubbildenden Anteile werden aus dem Gefüge
herausgelöst und in die äußere, sogenannte tragende Phase der Dispersion, die Säure
bzw. saure Salzlösung aufgenommen. An Stellen, die durch die Borsten nicht erreicht
werden (enge Poren), geht die bekannte Umsetzung säurelöslicher Bestandteile zu
unlöslichen Fluatverbindungen ungehindert vor sich und wirkt wie beim normalen Fluatieren
verdichtend. Der Überschuß der Dispersion braucht, im Gegensatz zum Nachwaschprozeß
beim Fluatieren, nicht weggenommen zu werden. Ihr Gehalt an Salz und (oder) Säure
wird beim Verdunsten des Wassers vom entstehenden Kunststoff- und (oder) Wachsfilm
eingebettet, der zudem in der zweiten und dritten Stufe des Verfahrens noch eine
wesentliche Verstärkung erfährt. Die Gefahr eines staubenden Abriebs ist dadurch
praktisch ausgeschlossen. Bei der mitunter sehr intensiven Wechselwirkung der anorganischen
Stoffe werden zwangläufig die in sehr feiner Verteilung vorliegenden Wachs- und
(oder) Kunststoffteilchen in bereits vorhandene, zum Teil aber erst durch heraustretende
Kohlensäure erschlossene Poren hineingetragen und verdichten, ohne bekanntlich das
»Atmen« der Barunterliegenden Schichten zu verhindern. Sobald die Kohlensäureentwicklung
dann abflaut und trotz Bürsten nicht mehr wesentlich gesteigert werden kann, wird,
ohne ein Trocknen abzuwarten, in der zweiten Stufe des Verfahrens nochmal eine Wachs-
und (oder) Kunststoffdispersion, jedoch ohne Fluat- bzw. Säurezusatz, mit einem
Festkörpergehalt von mindestens 5°/o, höchstens 50%, vornehmlich 15°/o, aufgesprüht
bzw. aufgestrichen und gleichmäßig verteilt. Den so gewonnenen Film läßt man bei
guter Lüftung trocknen und verstärkt ihn gegebenenfalls (z. B. bei Rauhbeton) durch
einen weiteren Film der gleichen Art. Sobald sich die Oberfläche trocken anfühlt,
wird in der dritten Stufe des Verfahrens in bekannter Weise ein dünner Film einer
rein wässerigen ionogenen Wachs- bzw. Wachs-Harz-Dispersion mit einem Festkörpergehalt
von 3 bis 30'%, vornehmlich etwa 121/o, aufgetragen. Die schwach alkalisch bis nahezu
neutral eingestellte Dispersion (Emulsion) quillt den Barunterliegenden Film an,
wodurch die darin eingebetteten sauren Bestandteile zur Wirkung kommen und zunächst
etwa vorhandenes freies Alkali (Ammoniak oder Amin) der ionögenen Emulsion neutralisiert
wird. Darüber hinaus werden auch Teile des in der letzteren enthaltenen Emulgators
(Oleat) gespalten und unter Umständen das ganze Emulsionssystem.bis zum »Brechen«
verändert. Dadurch ist nicht nur eine innige Verankerung der Filme untereinander,
sondern vor allem eine ausgezeichnete Wasserfestigkeit gewährleistet.
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Die Behandlung nach genannter Art kann bei trockener Witterung in
wenigen Stunden abgewickelt werden. Im Winter dauert sie maximal etwa 2 Tage. Sie
ist, wie schon einleitend zum Ausdruck gebracht, keineswegs auf Böden beschränkt,
vielmehr gilt alles Gesagte bei unwesentlicher Änderung der Auftragmethoden auch
für Wände, Decken, Wandverputz, Bodenbelag- und Gehwegplatten, Fenstersimse und
andere mineralische Bauteile.
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Der mit der Erfindung erzielbare und die Patentfähigkeit begründende
Fortschritt ist wie folgt zusammenzufassen Ein Nachwaschen innerhalb der ersten
Verfahrensstufe erübrigt sich, so daß Arbeit, Material und Zeit gespart und ferner
der schädigende Einfluß der Naßbehandlung auf noch nicht vollkommen abgebundene
Beton-, Steinholzmassen usw. deutlich reduziert wird. Trotz dieser Vereinfachung
ist eine Unterbindung jeglicher Staubentwicklung sowie gute Öl- und Säurefestigkeit
gewährleistet. Gleichwohl ein reines Naßverfahren beibehalten und damit eine weitgehende
Unabhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der zu behandelnden Materie gegeben ist,
wird durch den dritten Film sehr rasch und sicher eine Wasserfestigkeit erzielt,
die als beachtlicher Fortschritt gekennzeichnet werden kann. Auch alle übrigen,
für die bisher gepflogenen Verfahren charakteristischen Effekte, wie besseres Aussehen,
Rutschfestigkeit, leichte Reinigung und Pflege, Verbesserung der Wetter- und Frostbeständigkeit,
Schonung und damit Werterhaltung der behandelten Materie, sind gegeben.
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Falls die zu bearbeitenden Flächen gleichzeitig eingefärbt und damit
geschönt werden sollen, färbt man
die Dispersionen und Emulsionen
mit Mineralfarben, Fettfarben, organischen Pigmentfarben und -(oder) wasserlöslichen
Farbstoffen in der üblichen Weise an.
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Zur Verhinderung von Bakterienwachstum und Schimmelbildung können
entsprechende Konservierungsmittel, insbesondere im zweiten Arbeitsgang, zugesetzt
werden.
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Bei Bearbeitung alter, verschmutzter Flächen läuft man Gefahr, daß
die in solchen Fällen erforderliche Vorreinigung (Entfettung) nicht überall vollkommen
gelingt. Um dennoch eine möglichst gute Bindung der aufzutragenden Filme zu erzielen,
setzt man der in der ersten Verfahrensstufe verwendeten Dispersion etwas nichtionogenen,
etwa 0-,50/0, mindestens 0;01% Emulgator zu, der beim Verbürsten Fettreste einemulgiert
und gleichzeitig sehr günstig als Netzmittel wirkt.
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Magnesitgebundene Böden neigen bekanntlich sehr leicht zu Ausblühungen
während der Abbindezeit, wodurch der Wert erheblich gemindert wird. Um diesem Übel
zu begegnen und gleichzeitig frische, satte Farben, insbesondere bei bunt eingefärbten
Wohnraumflächen, zu schaffen, wird das die Neuheit beanspruchende Verfahren allein
dahingehend abgewandelt, daß der nach der ersten Verfahrensstufe vorliegende Überschuß
der eingesetzten Dispersion entfernt wird.
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Nachstehend einige Rezeptbeispiele zur näheren Kennzeichnung des Aufbaues.
der in Frage kommenden Dispersionen und Emulsionen:
| 1. Verfahrensstufe |
| Beispiel 1 |
| 16,0 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion, |
| hochdispers, etwa 50%ig |
| 1,0 Salzsäure, techn., 36%ig |
| 1,5 Mg-Fluat, handelsüblich, |
| kristallin |
| 81,5 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |
| Beispiel 2 |
| 9,0 Gewichtsteile wässerige PVC-Dispersion, |
| feindispers, etwa 650/aig |
| 4,0 wässerige PVA-Dispersion, etwa |
| 50%ig (überwiegend kolloidal) |
| 1,5 Salzsäure, techn., etwa 36%ig |
| 85,5 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |
| Beispiel 3 |
| 7,5 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion, etwa |
| 45%ig |
| 8,0 Wachs- bzw. Wachs-Harz- |
| Emulsion, nichtionogen |
| 0,5 Al-Fluat, handelsüblich |
| 0,6 Salzsäure, techn., etwa 36%ig |
| 83,4 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |
| 2. Verfahrensstufe |
| Beispiel 1 |
| 24,0 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion, |
| kolloiddispers, etwa 50%ig |
| 76,0 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |
Beispiel 2
| 6,0 Gewichtsteile Esterwachs, vollsynthetisch, |
| hochschmelzend |
| 2,0 22 mikrokristalliner Kohlen- |
| wasserstoff, nichtanoxydiert |
| 0,5 Ammoniak, 25 0/0 |
| 1,0 Olein |
| 0,3 Morpholin |
| 90,2 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |
| Beispiel 3 |
| 2;0 Gewichtsteile Naturwachs, z. B. Espartowach |
| 2,0 " _ mikrokristallines Wachs, |
| anoxydiert |
| 8,5 Esterwachs, halbsynthetisch, |
| hochschmelzend |
| 1,0 Olein |
| 1,0 Morpholin |
| 10,5 Schellacklösung, wässerig, |
| etwa 15%ig |
| 75,0 Wasser |
| 100,0 Gewichtsteile |