DE1771774B2 - Verfahren zum Imprägnieren von Beton oder saugenden mineralischen Oberflächen auf der Basis von Kunstharz - Google Patents

Description

Sichtflächen aus Beton und anderen mineralischen Werkstoffen, die im Zuge der Entwicklung der Bautechnik in ständig steigendem Maße eingesetzt werden, weisen oft Nachteile auf, die vornehmlich optischer Natur sind. Darüber hinaus unterliegen sie im Laufe der Zeit dem Angriff von Atmosphärilien, wobei diese, vornehmlich in Industriegebieten, bedingt durch den Chemikaliengehalt der Luft, nach relativ kurzer Zeit beträchtlich sein können. Es sei insbesondere auf folgendes hingewiesen:

1. Durch Verwendung unterschiedlicher Bindemittelsortcn oder Zuschlagmaterialien fallen die Sichtflächen aus Beton oder anderen mineralischen Werkstoffen in ihrer Farbgebung verschiedenartig aus. Der optische Charakter eines Bauwerkes kann hierdurch entscheidend leiden.

2. Durch Verwendung von zuviel oder ungeeigneten Schalungshilfsmitteln entstehen Flecken auf der Oberfläche.

3. Der saugfähige Untergrund nimmt Nässe (Regen, Taufeuchtigkeit) begierig auf und dunkelt hierdurch nach. Da das Wasseraufnahmevermögen je nach Kapillarität und Saugfähigkeit unterschiedlich ist, erscheinen derartige Flächen entweder fleckig, streifig oder wolkig.

4. Staub- und Rußteilchen, vom Regen mitgeführt, lagern sich in den Poren und Kapillaren oder Oberfläche ab und beeinflussen nachteilig den ursprünglich optisch einheitlicheren 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. Oxidhydraten an der Oberfläche nachteilig bemerkbar machen. 6. Eindringende Feuchtigkeit kann durch Frost zu Frostabsprengung, zumindest aber zur Rissebildung führen.

7. Durch schroffen Tag- und Nacht-Temperaturwechsel kann es, vor allen Dingen in Verbindung ■ ο mit Feuchtigkeit, zu Ausmürbungs- und Ausseige-

rungserscheinungen 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 Kalziumkarbonat, 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 Hochpolymeren, wobei man sich naturgemäß auf die betonverträglichen, d. h. alkaliresistenten Kunstharze beschränken muß, durch Behandeln mit vorzugsweise heißen pflanzlichen ölen bzw. deren Lösungen und schließlich durch Beschichtung mit Anstrichsystemen auf Basis von wäßrigen Kunstharzdispersionen oder in Lösungsmitteln gelösten organischen betonverträglichen Hochpolymeren.

Alle diese Nachbehandlungsverfahren von Sichtflächen aus Beton oder betonähnlichen Werkstoffen erfüllen ihren Zweck jedoch oft nicht in wünschenswerter Weise, wobei die Dauerwirksamkeit dieser Verfahren in der Regel nicht in einer günstigen Relation zur Lebensdauer des Bauwerkes steht. Bei einem vielgeschossigen Hochhaus z. B. bringt diese Tatsache erhebliche Probleme im Hinblick auf eine frühzeitig vorzunehmende Renovierung und den damit verbundenen Ko sten, vor allen Dingen Einrüstungskosten, mit sich.

Silikon- bzw. Silikonharzimprägnierungen von saugfähigen Betonuntergründen dienen lediglich der Abweisung von Schlagregen. Ihre Wirksamkeit ist auf wenige Jahre beschränkt, der optische Charakter der Be tonunterlage 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 alkaliempfindlichem Material.

Imprägnierungen oder sogenannte Versiegelungen mit Lösungen organischer Hochpolymere können zwar die Kapillarität, d. h. die Saugfähigkeit des Untergrundes günstig beeinflussen, durch den Einsatz dieser Pro dukte tritt jedoch ein sogenannter »Anfeuerungseffekt« 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 BiI-dung sogenannter Kalkseifen, die durch atmosphäri sche Einwirkungen und durch Sonnenbestrahlung in relativ kurzer Zeit abgebaut werden.

Die Beschichtung von Beton oder anderen minerali-

sehen Werkstoffen mit deckenden Anstrichsystemen beinhaltet ebenfalls besondere Probleme. Arbeitet man mit Beschichtungssystemen auf Basis von in organischen Lösungsmitteln gelösten, mit der Unterlage verträglichen Kunststoffen, dann besteht bei saugfähigen s Untergründen, insbesondere bei solchen mit sehr feinen Kapillaren stets die Gefahr, daß die im Lösungsmittel gelösten Polymeren 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 Anstrichschichten mit unterschiedlichen Pigmentbindemittelverhältnissen. Werden Mischpigmente, z. B. Graupigmente, eingesetzt, dann können zusätzlich Seigerungserscheinungen auftreten, die sich in unterschiedlichen Farbtönen äußern. Man kann dieser Erscheinung in, der Regel nur durch Übereinanderlegen mehrerer Ans'trichschichten 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 Sichtflächencharakter wird restlos beseitigt.

Auch bei Beschichtungssystemen auf Basis wäßriger 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 aus bei Kunststoffdispersionsanstrichen erforderlieh, 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 zur Versprödung und zum Abheben von der Unterlage.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, das die oben aufgeführten Nachteile auf wirksame Weise beseitigt. Es wird wie folgt beschrieben:

Aus einem mit der Unterlage chemisch und physikalisch verträglichen und alterungsbeständigen Kunstharz bzw. Kunststoff, wie z. B. aus einem Methacrylatharz, wird eine Lösung in einem Gemisch organischer Lösungsmittel hergestellt. Hierbei wird so verfahren, daß nur ein bestimmter Prozentsatz des organischen Lösungsmittelgemisches einen echten Löser gegenüber dem Kunstharz darstellt. Die restlichen Lösungsmittel besitzen keinerlei Lösungskraft gegenüber dem Harz, sie werden in der Fachsprache als »latente« Löser bezeichnet, 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 einen niedrigeren Siedepunkt, d. h. eine kleinere Verdunstungszahl besitzt als der latente Löser.

Beim 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 Verarbeitbarkeit des gesamten Systems sehr rasch zu einer Koagulation 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, wie z. B. feinstdisperse Kieselsäure und/oder feindisperse anorganische Silikate, 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 Bindemittelanteile, 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 ausgestattete 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 belassende 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 darf hierbei 1 :2 nicht unterschreiten. 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 beschriebenen 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 Schleier auf der Oberfläche verbleiben oder bei pigmentierten Systemen es zu deutlich sichtbaren Seigerungs- bzw. Ausmagerungserscheinungen kommt.

Beispiele

1. Ein lösungsmittellösliches hochpolymeres Methacrylatharz, 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 ζ. B. Testbenzin, zu einer 40%igen Lösung aufgelöst und zusätzlich mit 10% feinstdisperser Kieselsäure unter Verwendung eines Walzenstuhles vermischt. Die entstehende Lösung hat ein leicht milchiges Aussehen und eine Viskosität von etwa 300OcP. Mit ihr wird eine auf Stahlschalung im Warmhärte- und Rüttelverfahrcn hergestellte Betonplatte einmal satt mittels Lackrolle überrollt, und zwar so, daß auf den qm etwa 180 g Material verbraucht werden. Nach Erhärten des Systems tritt nun auf dieser erfahrungsgemäß hoch kapillaraktiven Betonplatte keine nachteilige Farbveränderung 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.

2. Eine gleiche Lösung von Methacrylatharz in Lösungsmittelgemisch mit thixotropierenden Zusätzen, wie in Beispiel 1 beschrieben, wird zusätzlich mit Graupigment im normalen Betonfarbton auf dem Walzenstuhl verrieben, wobei das Verhältnis von Bindemittel zu Pigment 1 :1 beträgt. Die so hergestellte Mischung hat eine Viskosität von etwa 4000 cP, sie wird zur verarbeitungsgerechten Einstellung zusätzlich mit 10% des oben beschriebenen 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 Dauerbewitterung tritt keinerlei Farbunterschied, Vergilbung usw. ein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Imprägnieren von Beton- oder saugenden mineralischen Oberflächen auf der Basis von Kunstharz, Lösungsmitteln und gegebenenfalls Pigmenten im Streich-, Spritz- oder Rollverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonfläche bzw. die mineralische saugende Oberfläche mit einem an sich bekannten Kunstharz zusammen mit einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus einem echten Lösungsmittel und einem latenten, das Kunstharz nicht anlösenden Lösungsmittel, dessen Verdunstungszahl größer als die des echten Lösungsmittels ist und tixotropierenden Zusätzen bis zu einem Maximalgehalt von 15%, bestehend aus feinstdisperser Kieselsäure und/oder anderen tixotropierenden anorganischen Silikaten in an sich bekannter Weise aufgetragen werden, wobei bei Pigmentzusatz das Verhältnis von Pigment zu Bindemittel 2 : 1 nicht überschreiten darf.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Kunstharz, wie polymere Ester der Methacrylsäure, hochpolymere Ester der Acrylsäure, Copolymere auf Basis von Styrolbutadien, Hochpolymere des Vinylchlorids bzw. von Vinylidenchlorid, Derivate des Styrols oder Polymere auf Basis von Polyacrylnitril eingesetzt werden.