DE1471345A1 - Fluoreszierender Beton - Google Patents

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DR. F. ZUMSTEIN - DR. E. ASSMANN - DR. R. KOENIGSBERQER

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Nr. 290 201

V* Internationale Industriebevordering Soesterberg, Niederlande

Fluoreszierender Beton

Die Erfindung betrifft fluoreszierenden Beton, das ist Beton, welcher, wenn er mit Strahlen einer gewissen Wellenlänge bestrahlt wird, Strahlen einer anderen Wellenlänge aussendet, z. B. wenn er, mit ultraviolettem Licht bestrahlt, sichtbares Licht ergibt.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck Fluoreszieren nicht verwechselt werden darf mit dem Ausdruck Lumineszieren. ^Mit Lumineszieren wird das Aussenden von sichtbarem Licht nach der Bestrahlung verstanden, wobei sich das Aussenden von sichtbarem Licht auch nach Beendigung der Bestrahlung fortsetzt. Lumineszierende Stoffe sind gewöhnlich anorganisch. Sie ergeben gewöhnlich ein grün liches Licht nach der Bestrahlung.

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Fluoreszierende Stoffe sind dagegen gewöhnlich organische Verbindungen. Im Falle der Ausstrahlung "bei Tageslicht, welches ultraviolette Strahlen enthält, erscheinen diese Stoffe glänzender als ihre Umgebung, während sie bei vollständiger Dunkelheit hell aufleuchten, wenn sie von einer Quelle mit ultravioletter Ausstrahlung bestrahlt werden.

So weit bisher organische fluoreszierende Farbstoffe zur Verwendung gekommen sind, handelt es sich um die Verwendung in Produkten organischer Natur wie Paper, Druckerfarbe usw«

Überraschenderweise hat sich nun ergeben, daß die fluoreszierenden Eigenschaften fluoreszierender organischer Farbstoffe völlig zur W Geltung gelangen, wenn sie mit den üblichen Betonbestandteilen gemischt werden, ungeachtet der Tatsache, daß die letzteren ganz oder zum größten Teil anorganisch sind.

Bs ist bekannt, leuchtende Farben auf Betonobjekte aufzubringen oder aufzusprühen, wenn man diese leuchtend machen will. Diese Methode hat den Nachteil, daß bei Wettereinflüssen oder Beschädigung der Farbauflage die Leuchtfähigkeit verloren geht, so daß es stets notwendig ist, die notwendigen Schritte zu unternehmen, um die Farbauflage aufrecht zu halten. Es besteht daher ein starkes Interesse, in solchen Fällen ein dauernd leuchtendes Material zur Verfügung zu haben»

Gemäß der Erfindung werden fluoreszierende organische Farbstoffe mit gewöhnlichem Betonbestandteilen wie Kies, zermahlene Mineralstoffe, Sand und Bindemittel gemischt, wobei beides, Zement und synthetische Harz-Bindemittel in Betracht kommen. Im letzteren Falle werden synthetische Harz-Bindemittel bevorzugt.

Dementsprechend ist diese Betonmischung als normal zu bezeichnen.

Die Zuteilung von anorganischem Rohmaterial für fluoreszierenden Beton gemäß der Erfindung wird wie gewöhnlich je nach dem Zweck, für welchen der Beton gebraucht wird, bestimmt.

Für Zebrastreifen z. B. soll der Beton verschleisswiderstandsfähig sein, während Tunnelwitnde sehr stark sein sollen.

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Betontanzflächen und Wandfliesen'" sollten glatt sein. Beton für Straßen und Flugplätze wird im Gegensatz dazu roh gehalten. Alles dies "bildet kein besonderes PrObS₁Im für den Fachmann.

Als Beispiele für fluoreszierende organische Farbstoffe, die mit Erfolg Anwendung gefunden haben, können die Färbstoffzusammensetzungen erwähnt werden, welche durch die U.S. Patentschriften 2 498 592, 2 809 954, 2 851 424 und 2 938 873 angegeben werden.

Entsprechend diesen Patentschriften werden die fluoreszierenden organischen Farbstoffe, darunter wasserlösliche Farbstoffe, gewöhnlich mit synthetischer Harzmasse verarbeitet. Zu diesem Zweck werden thermoplastische und thermohärtende Harze verwendet.

Diese Harze werden im allgemeinen in nicht vollständig gehärtetem Zustand mit dem Farbstoff gemischt, woraufhin man die Mischung vollständig aushärten läset. Anschliessend wird das gehärtete Harz, das den fluoreszierenden Farbstoff enthält, gemahlen. >

Die so erhaltenen "Pigmente" können mit Erfolg in den Beton gemäss der Erfindung eingebracht werden. Gewöhnlich bestehen sie zu weniger als 5 i° aus dem eigentlichen fluoreszierenden Farbstoff und für den Rest aus synthetischem Harz.

Die Pigmente werden gemäß der Erfindung in einer Menge vorzugsweise von der Größenordnung von 0,2-5 Gew. $ der Gesamtmisehung in Betonmischungen eingebracht. Sehr überraschend ist dabei, daß, wenn solche Pigmente, die einen wasserlöslichen fluoreszierenden Farbstoff enthalten, in den Beton eingebracht werden, der farbstoff nicht mit Wasser ausgelaugt wird.

Auch die wasserunlöslichen fluoreszierenden Azine der aromatischen Ortho-hydroxyd Aldehyde und Para-hydroxyd Ketone, welche in der Deutschen Patentschrift 728 303 beschreiben sind, können erfolgreich zur Herstellung des Betons gemäß der Erfindung verwendet werden.

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Wie bereits oben bemerkt, sind die anderen Komponenten des fluoreazierenden Betons gemäß der Erfindung die üblichen Bestandteile des Betons.

Sowohl Fluß- wie Gebirgskies kann verwendet werden.

Zermahlene Mineralien, z. B. gebrochene Steine, Diorite, Kalkstein und zermahlener Marmor können Verwendung finden. Ebenfalls Ilußsand, Silbersand u. ä.

Das Mineralgemisch hat vorzugsweise einen Reinheitsgrad zwischen 1.00 und 6.70.

Der Feinheitsgrad wird wie folgt bestimmtι Nachdem das Material gesiebt ist durch Siebe mit Maschenweiten von 46 mm, 25 ram» 11.2 mm, 5.6 mm, 2.8 mm, 1.4 mm, 0.6 mm, 0.50 mm und 0.15 mm wird das Gewicht der Menge, welche auf jedem Sieb verbleibt, bestimmt und in Prozenten des Gesamtgewichtes ausgedrückt. Die Summe all dieser Prozentsätze dividiert durch 100 ist der Feinheitsgrad. Infolgedessen besagt diese Grosse etwas über die Verteilung der Körnungsgrösse im Material.

Vorzugsweise wird Material verwendet, daß vollständig ein Sieb mit Maschenweiten von 46 mm passiert oder noch besser ein Sieb * von Maschenweiten mit 25 mm und Rückständen auf einem Sieb mit Maschenweiten 0,15 mm.

Wenn man normalen Beton herstellt, werden 200 - 700 kg, vorzugsweise 500 - 600 kg Zement pro nr Beton gebraucht. In der Hauptsache wird weißer Portlandzement verwendet. Wenn synthetischer Harzbeton hergestellt wird, wird als Bindemittel anstatt von Zement synthetisches Harz verwendet. Wenn synthetisches Harz wie Polyester-Harz oder Ipoxyd-Harz verwendet werden, macht man Ge- ■ brauch von organischen Peroxyden als Härtungsmittel und Kobaltoder Mangansalze als Beschleuniger. Wenn synthetischer Harz als Bindemittel Verwendung findet, belauft sich seine Menge im Beton gewöhnlich auf 5-20 Gew fo und vorzugsweise auf 6-15 Gew. #.

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Die Erfindung kann auch Verwendung finden, wenn Beton, der freien Kalk und/oder Hydrosilicate oder Silicate enthält, hergestellt und mit Siliumfluoridgas behandelt wird, um seine Widerstandsfähigkeit gegen chemische Angriffe zu verbessern. Dieser Beton ist bekannt als "ocrated" Beton (Ocratverfahren)

Mit dem Zement oder synthetischen Harz wird ein Farbstoff von hohem spezifischen Gewicht vorgemischt, um sicher zu sein, daß eine gute Verteilung dieses Materials beim Beton vorhanden ist. Wenn fluoreszierendes Farbstoffmaterial mit einem geringen spezifischen Gewicht Verwendung finden soll, ist dies nicht notwendig.

Bei Beton entsprechend der Erfindung können sogen, toner verwendet werden. Diese schirmen die Reflexion der Mineralien ab, wodurch sie in günstiger Weise das Fluoreszieren des Betons beeinflussen, Gleichzeitig wird die Dauerhaftigkeit des Fluo-reszierens durch diese Substanzen verbessert.

Die Erfindung soll an Hand einiger Beispiele für Mischungen und Zusammensetzungen erläutert werden.

Die verwendeten Methoden der Mischung sind:

Für normalen und besonderen (ocrate) Beton a

1) a) Mineralien + toners 2) a) Mineralien + toners

b) Zement + Farbstoffe b) a + Farbstoffe

c) a + b . .. c)b + Zement

d) c + Wasser d) c + Wasser

Für synthetischen Harz-Beton

3) a) Mineralien + toners 4) a) Mineralien + toners b) a + Farbstoffe b) synthetischer Harz

+ Farbstoff + Katalysator + Beschleuniger c) a + b

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Die gebräuchlichen Zusammensetzungen sind:

a) Mineralien feinheitsgrad 1,00 Zement 600 kg/m Farbstoff 0.2 Gew. $>

toner 0.1 Gew. $>

b) wie a) mit 5.0 Gew. # Farbstoff

c) Mineralien Peinheitsgrad 6.70 Zement 700 kg/nr Farbstoff 0.2 Gew. %

*. toner 5.0 Gew. #

d) wie c) mit 5.0 Gew. # Farbstoff

Die Zusammensetzungen a) bis d) gemischt entsprechen! 1) und 2) wurden durch eine Anzahl von Testpersonen in einem halbdunklen Raum in einer "Entfernung von 15 m beobachtet. Der Beton wurde mit einer IJ.Y.-Lampe von 100 Watt aus einer Entfernung von 15 m bestrahlt. Übereinstimmend stellten die Testpersonen eine deutlich bemerkbare Lichtausstrahlung fest.

Die unter b) und d) erwähnten Zusammensetzungen wurden ferner bei hellem Mondlicht aus einer Entfernung von 50 m beurteilt (normale Sicht etwa 100 m). Der Beton wurde mit einer U.V.-Lampe von 100 Watt aus einer Entferung von 40 m bestrahlt. Hierbei wurde eine sehr deutliche Lichtstrahlung übereinstimmend als Ergebnis beobachtet.

Mit der Wirksamkeit der unter b) und d) erwähnten Zusammensetzungen bei einer Entfernung von 4 m mit einer U.V.-Lampe von 100 Watt war es möglich, das Licht mit einem normalen Farbfilm 16/10 DIM, Belichtungszeit 1/10 Sec. zu photographieren. Es war dann notwendig, die Strahlung durch Filter herabzusetzen.

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Claims (1)

1*71345

Patentansprüche

M. Beton-Objekte dadurch gekennzeichnet, daß neben den gewöhnlichen Bestandteilen ein oder mehrere fluoreszierende organische Farbstoffe enthalten sind, so daß die Objekte dauernd fluoreszieren, wenn sie bestrahlt werden.

2. Beton-Objekte nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Beton darüber hinaus einen toner enthält.

5. Beton-Objekte nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß der Beton 0.2-5 Gew. $ fluoreszierendes or- ™ ganisches Material in Form eines Pigmentes enthält, welches aus höchstens 5 % fluoreszierendem organischen Farbstoff und restlich aus synthetischem Harz besteht.

IiK/HvH

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