DE3637711A1 - Mittel zur reinigung von mineralischen poroesen bauelementen - Google Patents
Mittel zur reinigung von mineralischen poroesen bauelementenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Reinigung von mineralischen
porösen Bauelementen, insbesondere Fassaden, auf der
Grundlage von wäßrigen Lösungen sauer und/oder amphoter wirkender
Substanzen.
Bisher wurden zur Reinigung von mineralischen Bauelementen,
die in der Regel porös sind, wie Fassaden, Böden und
Skulpturen, wäßrige Lösungen anorganischer oder organischer
Säuren, saurer Salze oder amphoter reagierender Substanzen verwendet.
Aufgrund der geringen Viskosität dieser wäßrigen Lösungen
verbleiben diese jedoch nicht auf der zu reinigenden Oberfläche,
sondern dringen in die mineralischen Bauelemente ein,
wobei die Eindringtiefe von der Porosität und der Porengröße
dieser Elemente abhängt. Dieses Eindringen ist jedoch unerwünscht,
da einerseits die saure Lösung nur auf der Oberfläche
der zu reinigenden Bauelemente ihre Reinigungswirkung entfaltet
und nicht dem Ausüben dieser Wirkung durch Eindringen in
das Bauelement entzogen werden soll, und andererseits bei einem
Eindringen in das Bauelement mit dort vorhandenen säurelöslichen
Substanzen reagiert, was ein späteres Ausblühen bedingt.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Mittel
zur Reinigung von mineralischen porösen Bauelementen zu
schaffen, das nicht mehr in diese Bauelemente eindringt und
nur auf der zu reinigenden Oberfläche derselben seine Wirkung
entfaltet.
Diese Aufgabe wird durch das Mittel des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht demgemäß auf der überraschenden Feststellung,
daß bei einem Zusatz eines wasserlöslichen oder in
Wasser dispergierbaren Verdickungsmittel zu den bekannten
wäßrigen Lösungen von sauer und/oder amphoter reagierenden Substanzen
ein Eindringen in die meistens mehr oder weniger stark
porösen mineralischen Bauelemente, wie Fassaden und Skulpturen,
unterbleibt.
Ferner ist es bei Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels
nicht mehr wie bisher oft erforderlich, nachträglich eine Behandlung
mit einer alkalisch reagierenden wäßrigen Lösung
durchzuführen, um in die gereinigten Bauelemente eingedrungene
saure Reinigerlösung zu neutralisieren.
Darüber hinaus übt das in dem erfindungsgemäßen Mittel eingesetzte
Verdickungsmittel eine gewisse puffernde Wirkung aus,
so daß das erfindungsgemäße Mittel im allgemeinen einen
pH-Wert zwischen 5,0 und 5,5 besitzt, in seiner Wirkung jedoch
einem stark sauren Reinigungsmittel entspricht.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Reinigungsmitteln,
die als wäßrige Lösungen eine niedrige Viskosität besitzen,
ist das erfindungsgemäße Mittel aufgrund des Zusatzes des Verdickungsmittels
infolge seiner höheren Viskosität besser dosierbar.
Seine Einwirkungszeit beträgt im allgemeinen 2 bis 30
Minuten, je nach der Art der Verschmutzung und dem Verschmutzungsgrad.
Aufgrund des nur relativ leicht sauren pH-Wertes
wirft auch die Entsorgung relativ wenig Probleme auf, da beispielsweise
der pH-Wert des ersten Waschwassers bei der Reinigung
von Bad Abbacher Grünsandstein 7,0, Jurakalkstein 6,5 und
Baumberger Sandstein 7,1 beträgt.
Das Verdickungsmittel wird in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel
vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%,
insbesondere 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Reinigungsmittel,
eingesetzt. Die jeweilige Menge richtet sich nach
der gewünschten Viskosität, die wiederum in Abhängigkeit von
der Art der Verschmutzung und dem Verschmutzungsgrad der zu
reinigenden Bauelementoberfläche eingestellt wird.
Das erfindungsgemäß verwendbare Verdickungsmittel muß wasserlöslich
oder in Wasser dispergierbar sein. Es kommen daher
alle die diesen Kriterien genügenden bekannten Verdickungsmittel
für wäßrige Systeme organischer und anorganischer Natur in
Frage. Von den organischen Verdickungsmitteln seien Cellulosederivate,
wie Celluloseether und Celluloseester, Alginate, Polycarbonsäurederivate,
Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone,
Polyurethanverdickungsmittel, Polyacrylsäuren und Vinylpyrrolidoncopolymerisate
erwähnt. Die Celluloseether können
als Alkoholkomponente auch Polyvinylalkohole aufweisen. Besonders
bevorzugt sind hochverätherte Methylcellulosen, ganz
besonders mit einem Substitutionsgrad von 2,0 bis 2,2. Als Celluloseether
beziehungsweise Celluloseester können solche mit
allen Substitutionsgraden bis voll substituiert eingesetzt werden.
Als anorganische Verdickungsmittel kommen insbesondere
hochdisperse pyrogene Kieselsäure sowie Bentonite in Frage.
Zur besseren Dispergierbarkeit des Verdickungsmittels kann
das erfindungsgemäße Reinigungsmittel ein Tensid enthalten, wobei
die Menge desselben von der Art des Tensids sowie des verwendeten
Verdickungsmittels abhängt.
Als in wäßrigen Lösungen sauer und/oder amphoter wirkende
Substanzen kommen beispielsweise organische oder anorganische
Säuren, wie Halogenwasserstoffsäuren, Schwefelsäure, Borsäure,
lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische
oder aromatische Mono-, Di-, Tri- und Polycarbonsäuren
einschließlich funktioneller Derivate derselben, wie Halogenide,
zum Beispiel Chloride oder Fluoride, oder Amide, die beliebig,
beispielsweise durch Hydroxygruppen, Cyangruppen,
Chlor-, Jod-, Brom- und/oder Fluoratome und/oder Carbonylgruppen,
substituiert sein können, sofern dadurch nicht ihre Wasserlöslichkeit
beeinträchtigt wird, ferner saure Salze, insbesondere
Ammoniumhydrogenfluorid und Aminosäuren, in Frage. Wesentlich
für die eingesetzten sauren und/oder amphoten Substanzen
ist lediglich, daß sie in Wasser einigermaßen gut löslich
sind und keine Umweltverschmutzungsprobleme verursachen.
Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel verbleibt aufgrund
seines pastösen Charakters auf der zu reinigenden Bauelementoberfläche,
wobei ein Vornässen in der Regel entfallen kann.
Es zeichnet sich durch eine leichte Verarbeitbarkeit aus und
läßt sich in größeren Schichtdicken auftragen. Es ist sehr
wirksam und, da kein Eindringen in das Bauelement erfolgt,
sehr sparsam im Verbrauch. Es eignet sich insbesondere für Bauelemente
aus Klinkern, Ziegeln und Natursteinen, wie Fassaden
und Skulturen. Zur Anwendung wird es auf die vorzugsweise
trockene zu reinigende Oberfläche, beispielsweise mit einem
Flächenstreicher, einer Deckenbürste oder Lammfellrolle
aufgebracht. Die Einwirkungszeit beträgt im allgemeinen 5 bis
30 Minuten. Mit viel Wasser unter Druck (Hochdruckreiniger)
wird nachgewaschen, partielle stärkere Verschmutzungen können
mit einer Wurzelbürste oder einem Schrubber (vor dem Nachwaschen
mit Wasser) mechanisch bearbeitet werden. Das Waschwasser
wird neutralisiert und kann dann in die Schmutzwasserkanalisation
gegeben werden. In typischer Weise beträgt die Viskosität
des erfindungsgemäßen Mittels 1000 bis 1500 mPa·s, insbesondere
1200 mPa·s und der pH-Wert liegt bei etwa 5.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:
Fassadenreinigungsmittel mit folgender Zusammensetzung wurden
hergestellt:
1 bis 50 Gew.-%Ammoniumhydrogenfluorid
0,1 bis 15 Gew.-%hochveretherte Methylcellulose mit einem Substitutionsgrad
von 2,0 bis 2,2
35 bis 99 Gew.-%Wasser
Um die Wirkungsweise dieser Mittel zu testen, wurden folgende
Baustoffe verwendet:
Roter Mainsandstein
Schloßsandstein, gelb, feinkörnig
Bad Abbacher Grünsandstein
Schloßsandstein, gelb, grobkörnig
Obernkirchner Sandstein
Jurakalkstein, geschliffen
Baumberger Sandstein
Vormauerziegel
Schloßsandstein, gelb, feinkörnig
Bad Abbacher Grünsandstein
Schloßsandstein, gelb, grobkörnig
Obernkirchner Sandstein
Jurakalkstein, geschliffen
Baumberger Sandstein
Vormauerziegel
Die chemische Zusammensetzung der verwendeten Baustoffe wurde
mittels einer Röntgen-Fluoreszensanalyse bestimmt. Diese
Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Zur weiteren Charakterisierung der Baustoffe wurde außerdem
die kapillare Wasseraufnahme bestimmt. Die Messung erfolgte
in Gramm pro m² in Abhängigkeit von der Zeit, wobei nach 10
Min., 60 Min. und 24 h die Wasseraufnahme ermittelt wurde.
Außerdem wird der Wasseraufnahmekoeffizient nach 1 h in kg pro
m² h0,5 angegeben. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Die Paste wurde mit einem Pinsel aufgetragen, wobei die
Auftragsmenge bei ca. 50 g/m² lag. Die Einwirkungszeit betrug
5 Minuten, beim Baumberger Sandstein und Ziegelmaterial wurde
zusätzlich ein Versuch mit einer Einwirkungszeit von 30 Minuten
durchgeführt.
Anschließend wurde die Reinigerpaste abgewaschen, die Wassermenge
betrug dabei 15 l/m². Es wurden fünf Arbeitsgänge
durchgeführt, wobei der pH-Wert des ersten Waschwassers und
der fünften Fraktion bestimmt wurde. Diese Werte werden mit
dem Oberflächen-pH-Wert der Baustoffe vor und nach der Behandlung
verglichen. Zur weiteren Beurteilung einer evtl. schädigenden
Wirkung wurden die wasserlöslichen Anteile der Baustoffe
vor und nach der Einwirkung der Paste gemessen. Die säurelöslichen
Anteile der Baustoffe wurden vor der Reinigung zusätzlich
bestimmt. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Es wurde zusätzlich überprüft, inwieweit die Wirkstoffe
der Paste Calcium- und Eisenionen aus den Baustoffoberflächen
auslösen. Dazu wurden fotometrisch im ersten Waschwasser
Calcium- und Eisenionen bestimmt. Die Angaben erfolgen in mg
pro Liter.
Anschließend erfolgte eine Beurteilung der Baustoffoberflächen
nach der Reinigung und nach dem Trocknen. Die auf
diese Weise ermittelten Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
Zur weiteren Bewertung von Oberflächeneffekten wurde
eine Dokumentation mit elektronenrastermikroskopischen Aufnahmen
erstellt. Dabei wurde in 100facher, 500facher und 1000facher
Vergrößerung die Steinoberfläche vor und nach der Reinigung
aufgenommen. Die Dokumentation ist als Anhang zu diesem
Untersuchungsbericht zusammengestellt.
Zusammenfassend ist zu den vorstehenden Versuchen festzustellen,
daß sich auf der Mehrzahl der untersuchten Baustoffe
keine schädigende Wirkung zeigte, auch traten keine nennenswerten
optischen Effekte auf. Sogar stark eisenhaltige Baustoffe,
wie z. B. der Gelbe Schloßsandstein, erfuhren keine Farbtonvertiefung.
Bei Verwendung vieler bekannter Reinigungsmittel
wird gerade auf derartigen Baustoffen ein starkes Ausrosten
festgestellt.
Ferner treten keine nennenswerten Veränderungen des
Oberflächen-pH nach der Anwendung der Reinigerpaste auf. Nach
intensivem Waschen stellt sich der normale pH-Wert der Oberfläche
wieder ein. Lösliche Reaktionsprodukte, wie Kalziumverbindungen
oder Eisenverbindungen, konnten ebenfalls nicht in
nennenswertem Umfang festgestellt werden. Im ersten Waschwasser
wurden maximal 9 mg Kalzium pro Liter festgestellt. Die Eisenwerte
lagen noch wesentlich darunter.
Eine Untersuchung bezüglich einer Veränderung der Oberflächen
mittels einer Elektronenrastermikroskopie zeigte eindeutig,
daß ein Oberflächenabtrag oder eine Oberflächenschädigung,
z. B. in Form einer gewissen Rauhigkeit, ebenfalls nicht festzustellen
war, so daß keine Schädigung der gereinigten Baustoffoberflächen
erfolgte. Die Tendenz zu Farbvertiefungen und Verfärbungen
war ebenfalls sehr gering, so daß das erfindungsgemäße
Mittel auch zur Reinigung von denkmalpflegerisch wertvollen
Objekten eingesetzt werden kann.
Claims (8)
1. Mittel zur Reinigung von mineralischen porösen Bauelementen,
insbesondere Fassaden, auf der Grundlage von wäßrigen
Lösungen sauer und/oder amphoter wirkender Substanzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß es ein wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares Verdickungsmittel
enthält.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
das Verdickungsmittel in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%,
insbesondere 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel,
enthält.
3. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdickungsmittel ein organisches polymeres Mittel
ist.
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es
aus Cellulosederivaten, Alginaten, Polycarbonsäurederivaten,
Polyvinylalkoholen, Polyvinylpyrrolidonen, Polyurethanverdickungsmitteln,
Polyacrylsäuren oder Vinylpyrrolidoncopolymerisaten
besteht.
5. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdickungsmittel ein anorganisches Mittel ist.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verdickungsmittel aus hochdispersen pyrogenen Kieselsäuren
oder Bentoniten besteht.
7. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß es ein Tensid enthält.
8. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die sauer reagierende Substanz aus Ammoniumhydrogenfluorid
besteht.
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| Country | Link |
|---|---|
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