DE202005020825U1

DE202005020825U1 - Mixture for producing a filler or binder composition in the building industry comprises a binder, a granular aggregate having a layer containing photocatalytic material and an additive containing a photocatalytic material

Info

Publication number: DE202005020825U1
Application number: DE202005020825U
Authority: DE
Original assignee: Chem Fab Harold Scholz & GmbH; Chemische Fabrik Harold Scholz & Co KG GmbH
Current assignee: Chem Fab Harold Scholz & GmbH; Chemische Fabrik Harold Scholz & Co KG GmbH
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2015-11-01

Abstract

Mixture comprises a binder, a granular aggregate having a layer containing photocatalytic material and an additive containing a photocatalytic material. Independent claims are also included for: (a) aggregate used in the above mixture; and (b) process for the production of granular material with a layer of photocatalytic material for forming the aggregate.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischung zur Herstellung einer Füll- oder Bindemasse, insbesondere zur Herstellung einer Trockenmischung eines selbstreinigenden Mörtels, 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.The The present invention relates to a mixture for producing a Filling or Bindemasse, in particular for the production of a dry mixture of a self-cleaning mortar, comprising a binder, a granular additive and at least an additive consisting of a photocatalytic additive is formed. Furthermore, the present invention relates to a Aggregate for such a mixture.

Eine Mischung der eingangs genannten Art 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 Bleichung 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.A Mixture of the type mentioned is from US 2004/0101683 A1 known. In this document, a photocatalytically active described granular mixture for the production of cement and concrete. This mixture is added to the binder and consists of two grits of the photocatalytically active additive with different BET surface area. Cement is used as the binder, sand being used as aggregate then in the laboratory in usual Way mixed with water and processed into a filling or binding mass become. The photocatalytic effect of titanium dioxide is demonstrated bleaching artificial Dyes in from the filling or binder prepared samples prepared. Also one made from the mixture glaze ("coating") for non-titania products are described.

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 verschiedene Arten von Fugen, die im Hinblick auf die vorgenannten Punkte ein jeweils unterschiedliches Eigenschaftsbild zeigen.It are other filling and Bindemassen known, the specific compositions in terms to have a use available. Own joints, in particular for out Tiles or plates formed ceramic surfaces, a high importance in In terms of the strength of the surface, for protection against penetration of water, especially that lying under the tiles or slabs Laying mortar, as well in the aspect of the overall design of the area. Compared to ceramics However, the Fugue is also a weak point in relation to the cleanliness of the area, as well as on the possible Growth of algae, fungi and bacteria. There are several Types of joints, which in view of the above points one each show different property picture.

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.So is first the so-called "normal", cementitious joint known. While earlier only worked with a mixture of sand and cement gives it for their manufacture today ready grout after their application be differentiated. Depending on the joint width come as fillers, for example finely ground carbonaceous, partially white fillers, or quartz sands for Commitment. Come with most normal-setting grout as a binder white or gray portland cement used, then used in the ready mixed grout, accordingly possibly desired colors can be pigmented. Quick binding grouts can, similar to the Fast glue, a binder combination containing a faster Begeh- and resilience. The different mortars can also additives , distinguishing between additives and additives becomes. Change additive as a result of chemical and / or physical action, the mortar properties and become liquid or powdery added. Known additives are, for example, dispersion powder, by which a certain flexibility can be set. additives are added in contrast to additives in larger quantities. It These are mainly building limes, minerals or - as mentioned - pigments. The grout described are subject to the standard EN 13888 "Grout for tiles and disk definitions and definitions "as well as other standards, such as EN 12808, Part 2 to 5 "Adhesives and grout for tiles and plates "and DIN 12004 "mortar and Adhesives for tiles and disk definitions and specifications ". thus made of cement Although joints are very inexpensive to produce in production, in the joint But water and dirt of all kinds are very easily absorbed and the cleaning is elaborate, as it is after a dirt entry to the growth of bacteria and algae can come, which enforce the joint.

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 Perifuge" 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.Of Furthermore, it is known to make a hydrophobic adjustment in joints, which leads to, that the water rolls off in drops. This phenomenon will too as a "lotus effect" and this type of joint execution as "showerproof or Perifuge ". The fact that the water penetration is significantly delayed pearls also superficial Dirt off with the water. But there are also some with the Fugue Disadvantages connected. For example the drops do not drain, so the water evaporates and it stays concentrated dirt residues and lime deposits back. Besides that is the adjusted hydrophobing often not permanent and the water-repellent Effect is generally coupled with a lipophilic effect, which causes that fats and oils firmly at the joint surface stick and a breeding ground for microorganisms can form.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich bei hoher photokatalytischer Wirkung durch einen geringen Herstellungsaufwand auszeichnet und die insbesondere zur Herstellung von Fugen für Fliesen und Platten geeignet ist.Of the present invention is based on the object, a mixture of the generic type create, with a high photocatalytic effect by a low production costs and in particular for Production of joints for Tiles and plates is suitable.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Körner des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel enthält.According to the invention this is achieved by the grains of the aggregate have a layer that the photocatalytic containing active additives.

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. 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.The basis for the achievement of the photocatalytic action of the mixture according to the invention, especially when used to make a joint the use of the photocatalytically active additive. Preferably can be used in the layer of titanium dioxide, in particular in a special, so-called anatase crystal structure can and is used in the nanoparticle field. Such a titanium dioxide shows in terms of a so-called "self-cleaning" two different modes of action. First leads it - in contrast to the for the hydrophobic joint described phenomena - to a reduction of the Wetting angle of water on a joint surface, as it is the free adhesion energy the surface elevated or the surface tension reduced. Thus, impinging water does not form drops, but spreads out as a film on the surface. This will be a Infiltration of the dirt reached. This mode of action is similar to that Behavior of the water when using surfactants. Fats and oils are also accepted but easily infiltrated by the water. The on this hydrophilization based cleaning effect occurs in the mixture according to the invention but opposite the photocatalytic cleaning action of titanium dioxide in the Background, which among other things is that a Reaction, at the water molecules under the action of light to release atomic oxygen be split, is activated. This can advantageously organic dirt is reduced or completely removed, as well like bacteria, algae and fungi. A correspondingly made joint is there for all vertical and horizontal surfaces suitable. It decomposes and eliminates the unwanted Organic substances, and also possesses a deodorizing and disinfecting effectiveness.

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 Zusatzmittel 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.Thereby, that the grains of the aggregate have a layer which is the photocatalytically active Contains additives The use of titanium dioxide can be reduced to a very small amount become. Nevertheless, however, photocatalytic is active on the surface Titanium dioxide is present in sufficient quantity to produce the desired self-cleaning Effect. The invention with the photocatalytic layer possess acting additives provided grains of aggregate a very high efficiency, allowing a minimum amount of photocatalytic acting additive of 3.0 percent by mass is sufficient for the desired functional performance.

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.The inventive mixture is advantageously suitable both for outdoor use, being the catalytic function of the admixture under sunlight occurs as well as for the Use in artificial Light indoors. For However, the effectiveness will be a spectral component of the light in the Range of 380 nm and 410 nm needed. In particular with regard to the use in the outdoor area It should be noted that it affects the permissible pH value Environment media - apart from the fact that the mortar texture is through strong acids destroyed can be - no restrictions gives.

Der Zuschlagstoff der erfindungsgemäßen Mischung kann im Wesentlichen aus Siliciumdioxid, 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 Repa raturmörtel 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.Of the Aggregate of the mixture according to the invention can essentially be made of silicon dioxide, in particular quartz sand, exist and - in particular depending on the joint width - one maximum grain size of 4.0 mm, preferably of 1.0 mm, more preferably of 0.6 mm. Can be used with joint widths up to approx. 5-6 mm, especially finely ground fillers come while For joint widths up to approx. 20 mm, quartz sands with a maximum grain size up to 0.6 mm should be used. Generally grout will be up to a grain used by 2 mm, with their use partially with the repair mortar and the coating mortar overlaps, where the grit a maximum grain size of 4 mm can reach. For the mentioned larger joint widths can be provided with advantage in particular that the aggregate a Mixture of a first fraction - for example with a Particle size distribution in the range of 0.063 mm to 0.3 mm - and a second fraction - for example with a particle size distribution in the range of 0.1 mm to 0.5 mm - is.

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 Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und organischen Lösungsmitteln.Of the Aggregate may advantageously be complete or proportionate too granulated expanded or foam glass exist their use as pressure-resistant loose thermal insulation materials and for the production of light mortar are known. expanded glass is as mineral lightweight aggregate as the recycled glass itself chemically largely resistant. Further the use according to the invention predestined as an additive Properties are in addition to the fact that expanded glass is also easier in itself Can be subjected to recycling, its low density, high strength, excellent thermal insulation, high sound absorption capacity, non-combustibility as well as high chemical resistance across from acids, Lyes and organic solvents.

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.Essentially ground recycled glass is used for the production of expanded glass. This is comminuted, in particular ground into glass powder, mixed with additives, in particular blowing agents, mixed, granulated and then sintered in an oven and blown. The necessary temperature treatment can be carried out preferably in a rotary kiln, wherein at temperatures of 500 ° C to about 1000 ° C, preferably in the range of 700 ° C up to 900 ° C, first the Sintering and then expire the blowing process. If, after the formation of a low-viscosity glass layer, the granules inflate, a uniform, fine-pored structure develops in the interior and the largely closed surface. After cooling, the corn mixture is, if necessary, comminuted again and usually fractionated by screening and is in different grain classes, in particular in the particle size range of 0.5 mm to 4.0 mm, commercially. In the production of foam glass, which can be done in a similar manner, larger quantities of quartz sand are added as raw material in addition to the recycled glass.

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. Unter diesem Aspekt ist es auch vorteilhaft, wenn das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel eine mittlere Korngröße im Bereich von 3 nm bis 50 nm, vorzugsweise im Bereich von 6 nm bis 30 nm, aufweist.The photocatalytic additive can - as already mentioned - in particular Titanium dioxide or consist of titanium dioxide, which is preferred an anatase crystal structure should have, but also - at least partially - in its rutile form may be present. Additionally or alternatively, too other photocatalytic acting or the photocatalytic process in the club with titanium dioxide promoting Agents such as tin dioxide, tantalum nitride or the like, contained in the additive be. As especially favorable for a good, i.e. in terms of their thickness and grain coverage uniform, layer formation At high catalytic reaction surface, it is to be regarded that the photocatalytically active additive has a maximum particle size of 0.5 microns, preferably of 0.1 μm, having. In this aspect, it is also advantageous if the photocatalytic additives an average particle size in the range from 3 nm to 50 nm, preferably in the range from 6 nm to 30 nm, having.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel teilweise in der Beschichtung des erfindungsgemäßen 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 können.It can also be provided that the photocatalytically active additive partly in the coating of the additive according to the invention and partly in powder form in the mixture. This can also be done two or more fractions with different particle size distribution exist, even for layering itself several such Fractions can be used.

In der Schicht des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes sollte das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel insbesondere mittels eines Bindemittels gebunden sein. 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.In the layer of the additive according to the invention the photocatalytically active additive should in particular by means of be bound to a binder. For this purpose, alkali silicates, such as sodium or potassium water glass are used for those already pre-stabilized solutions available in the stores are. The layer binder can also be accelerated or accelerated by a suitable hardener be solidified.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes kann bevorzugt in einem mehrstufigen Verfahren zur Herstellung der mit einer Schicht aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel versehenen Körnung realisiert werden. 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.The Production of an additive according to the invention may be preferred in a multi-step process for the preparation of provided with a layer of a photocatalytically active additive granulation will be realized. Here, according to the invention, in a first method step uncoated aggregate with the addition of one for wetting sufficient amount of water mixed with a hardener for a binder. In a second process step, a binder, such as a the above-described, in particular mineral binder, admixed. In a third process step, a first fraction of the photocatalytically active additive with a first particle size distribution admixed and in a fourth process step, another fraction of the photocatalytically active additive with a second particle size distribution.

Hierbei ist es zur Vermeidung unerwünschter Agglomerationen von Vorteil, wenn die mittlere Korngröße der ersten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels größer ist als die mittlere Korngröße der zweiten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels. So kann 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, liegen.in this connection it is to avoid unwanted agglomerations advantageous if the mean grain size of the first fraction of the photocatalytically active additive is greater than the mean grain size of the second Fraction of the photocatalytically active additive. So can the mean grain size of the first Fraction of the photocatalytically active additive in the range from 15 nm to 100 nm, preferably in the range from 25 nm to 60 nm, and the mean grain size of the second Fraction of the photocatalytically active additive in the range from 2 nm to 10 nm, preferably in the range of 4 nm to 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.at Use of expanding or foam glass as the basis for the additive may be the photocatalytically active additive either together with the additions, such as the blowing agents used, or preferably also during of the swelling process added because it is less in the interior of the latter case Blähglaskörner penetrates. Also This type of production is accorded importance according to the invention.

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.at the mixture according to the invention is in particular a so-called mortar, the is called, the raw materials are assembled in the factory, if necessary also made and mixed. Unlike factory fresh mortar and Factory-Vormörtel is the mixture of the invention designed as factory dry mortar, i.e. it is a mixture without water. The water will only at the construction site in one of the mortar compositions (filler / binder ratio, sieving line) corresponding amount added. To get this dry mortar in To be able to supply storage-stable form as bag or silo goods is necessary provided that in the production of the additive according to the invention in a fifth Process step, in particular by drying by means of warm air, a predetermined residual moisture, in particular a residual moisture below 1.0 Percent, more preferably below 0.5 percent.

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.The mixture according to the invention can ever as required or purpose further, in addition to the photocatalytically active additive existing additives such as rock flour, z. For example, marble powder, and / or pigments as additives and / or dispersion powder, thickener, starch, alkali silicates, hydrated lime o. Ä. As an additive.

Durch die genannten Zusatzstoffe können dabei insbesondere neben der dem optischen, z. B. farblichen Eindruck, die Verarbeitungseigenschaften, wie beispielsweise das Schlämmverhalten, beeinflußt werden.By the said additives can thereby in particular next to the optical, z. B. color impression, the processing properties, such as the slurry behavior, affected become.

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.at the production of colored fillers and binding compounds or grouts should, however, u. a. because of the light-absorbing effect of the pigments - absorbing yellow pigments for example, violet light - a maximum pigment content of 1.0 percent by weight not exceeded being, because of the possible Decomposition of organic substances by the photocatalytic Process only inorganic pigments should be used.

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.The Water retention capacity, which for grout one important processing property, since it is the Time of washability determined, for example, by the Addition of special cellulose ethers can be regulated as an additive.

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.Especially outside, where heat and cold alternate and thereby the materials in different Widening way, a certain flexibility of the grout is necessary, and It is therefore the use of the above-mentioned dispersion powder as Additives advisable.

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.Further advantageous Ausgestaltungsmerkmale of the invention are in the dependent claims and the following description, wherein by way of a preferred embodiment in the following the invention in more detail explained shall be.

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 30 nm), 1,00 % Dispersionspulver sowie 1,00 % Natriumtrisilikat hergestellt.A mixture according to the invention was made up (in each case in percent by mass) 40.00% Cement, 30.00% coated quartz sand as an additive according to the invention, 24.43% Marble powder, 0.06% Thickeners, 0.01% Strength, 0.50% hydrated lime, 3.00% UV-active TiO ₂ (anatase crystal structure, average grain size 30 nm), 1.00% Dispersion powder as well 1.00% sodium trisilicate produced.

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.The production of the coated quartz sand as an inventive additive was carried out as follows:
First, 1000 kg of quartz sand having a grain size ranging from 0.063 mm to 0.3 mm was mixed with 5 kg of water and 2.5 kg of a silicate binder curing agent at room temperature for about one minute. Then, 50 kg of stabilized potassium silicate solution was added and mixed for about an additional minute. This was followed by the addition of 30 kg of titanium dioxide having an anatase crystal structure and an average particle size of 30 nm. After a mixing time of 5 minutes, 20 kg of an anatase crystal titanium dioxide having an average particle size of 6 nm were added and mixed for a further 2 minutes. The resulting special sand mixture was then adjusted by drying with warm air to a residual moisture content of less than 0.5%.

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.At specimens and tile joint patterns using the inventive blend were prepared, water absorption tests, Water penetration depth, for outdoor weathering after artificial pollution with red Wax chalk, machine oil and aqueous methylene blue solution as well for the determination of the photocatalytic activity using silver nitrate, which Results documented photographically and with those under the same Experimental conditions on the aforementioned conventional ("normal") and hydrophobic Joints compared. It was apparent that for the produced according to the invention specimens and joints with comparatively high photocatalytic activity and Pollution decomposition a more hydrophilic behavior than at the comparative samples. Through the use of the coated Quartz sand was advantageously also a high compressive strength reached that over the for most standard and thin-bed mortars required Standard values.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So können anstelle von Siliciumdioxid in Form von Quarzsand auch andere Zuschläge, insbesondere mineralische Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Mikroglaskugeln, mit dem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel beschichtet werden, 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.The Invention is not limited to the described embodiment, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. So can instead of silica in the form of silica sand, other additives, in particular mineral aggregates, such as glass microspheres, be coated with the photocatalytically active additive, without that the scope of the invention is abandoned. For production of Light mortar, the exclusively as Industrial mortars can also be made of sand by appropriate lighter surcharges be substituted.

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.As regards the recipe design of the mixture according to the invention, the proportion of the individual constituents is variable within wide limits and may depend on the desired application or the provisions provided for it.

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.When Binder does not have to necessarily be used cement, but a binder as a mineral, in particular hydraulic and / or under carbonate formation Binding agent, such as cement or lime, is considered preferable. For such Binder is beneficial in terms of high strength, if their proportion in a mixture according to the invention is at least 20% by mass, preferably at least 30% by mass.

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.In Reference to the scope of the mixture according to the invention It should be noted that this is primarily on grout for tiles and However, for example, in the mentioned standard EN 13888, which specifies the requirements for cementitious and reactive resin joint mortars for ceramic Tiles and slabs sets, executed that grout for ceramic Tiles and plates also for Tiles and slabs of other materials (eg natural and cast stone) may be used unless they exert negative influence on these materials. This also applies for the mixture according to the invention to whose use, as already stated, not on the use of Production of joint mortar limited is. So is the production of a special grout for glass blocks according to the standard EN 12725 according to the invention possible.

Der erfindungsgemäße Zuschlagstoff läßt sich nicht nur in Fugenmassen einbinden, sondern in alle hydraulisch oder silikatisch abbindenden Systeme, wie Beschichtungen, Imprägnierungen, Putze und Mörtel.Of the Inventive additive let yourself not only in joint compounds, but in all hydraulics or silicatic setting systems, such as coatings, impregnations, Plasters and mortar.

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.Surprisingly was an experiment by an effect of the additive according to the invention found on which a further use according to the invention supports. When using the above described as an additive, Coated grains containing the coating contains a photocatalytically active additive and preferably also the other Have properties of the aggregate described above can, as a joint filler, especially as a stopover for Paved areas, the growth of mosses and weeds is inhibited or prevented.

Ferner ist die Erfindung nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.Further the invention is not limited to those defined in the independent claims Feature combination limited, but can also be determined by any other combination of Be defined characteristics of all the individual features disclosed. This means that basically practical each feature of the independent claims omitted or by at least one elsewhere disclosed in the application Single feature can be replaced. In this respect, the claims are only to be understood as a first formulation attempt for an invention.

Claims

Mixture for producing a filling or binding composition, in particular a dry mixture for producing a self-cleaning mortar, comprising a binder, a granular additive and at least one additive which is formed from a photocatalytically active additive, characterized in that the grains of the additive have a layer, containing the photocatalytic additive.

Mixture according to Claim 1, characterized that the aggregate is a mineral aggregate and preferably essentially of silicon dioxide, in particular quartz sand and / or granulated swelling or foam glass.

Mixture according to Claim 1 or 2, characterized that the aggregate has a maximum particle size of 1.0 mm, preferably from 0.6 mm, more preferably of 0.3 mm, in particular a particle size distribution in the range of 0.03 mm to 0.6 mm, preferably in the range of 0.063 mm to 0.3 mm.

Mixture according to one of claims 1 to 3, characterized that the aggregate is a mixture of a first fraction with a particle size distribution in the range of 0.063 mm to 0.3 mm and a second fraction with a particle size distribution in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.

Mixture according to one of claims 1 to 4, characterized that the photocatalytically active additive contains titanium dioxide or of titanium dioxide, wherein the titanium dioxide is preferably a Anatase crystal structure has.

Mixture according to one of claims 1 to 5, characterized the photocatalytically active additive has a maximum particle size of 0.5 μm, preferably of 0.1 μm, and / or an average particle size, in particular in the range from 3 nm to 50 nm, preferably in the range from 6 nm to 30 nm, lies.

Mixture according to one of claims 1 to 6, characterized by a minimum amount of photocatalytic additive of 3.0 percent by mass.

Mixture according to one of claims 1 to 7, characterized in that the photocatalytically active additive is partly present in the coating of the additive and partly in powder form.

Mixture according to one of claims 1 to 8, characterized that the binder is a mineral, especially hydraulic and / or carbonate forming agent, such as cement or Lime, and the proportion of the binder is at least 20% by mass, preferably at least 30% by mass.

Mixture according to one of claims 1 to 9, characterized by further next to the photocatalytic additive available accessories, such as Trassmehl, rock flour, z. As marble flour, and / or pigments as Additives and / or dispersants, thickening, starch, alkali silicates, hydrated lime o. Ä. as Additives.

Aggregate in the form of granules, in particular for a mixture according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the grains have a layer, which contains a photocatalytically active additive.

Aggregate according to claim 11, characterized by one or more features of the characterizing part of claims 2 to 10th

Aggregate according to claim 11 or 12, characterized characterized in that the photocatalytically active additive in the layer of at least two fractions with different Particle size distribution consists.

Aggregate according to one of claims 11 to 13, characterized in that the photocatalytically active additive in the layer and / or grains bound by means of a binder and / or by a temperature treatment is burned.

Aggregate according to claim 14, characterized in that that the binder for binding the photocatalytically active Additive in the layer is an alkali silicate, especially potassium silicate, and preferably by a hardener is solidified.

jointfiller, in particular drinking sand, which consists of an aggregate after a the claims 11 to 15 is formed.