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Behandlung von Betonoberflächen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und Mittel zur Behandlung von Beton.
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Bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung von Betonkörpern, Wänden
u. dgl. wird in Gußformen eine Betonmischung aus Wasser, Zement, Sand und Füllstoffen
gegossen und zum Erhärten gebracht. Die Formen werden gewöhnlich aus Holz hergestellt.
Nach ihrer Entfernung erscheinen an der Oberfläche des Betons fast stets Unregelmäßigkeiten,
welche die Außenlinien der Formränder, das Korn des Holzes usw. markieren und der
Oberfläche ein sehr unansehnliches Aussehen geben.
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Die Verwendung von Beton für künstliche Steine und Baukonstruktionen.
isst daher wegen dieser Mängel beschränkt, außerdem auch wegen der unschönen Farbe
und Textur des Betons. Man hat es daher vorgezogen, Natursteine zu verwenden, welche
durch ihre natürliche Farbe und Schattenwirkung den Baukonstruktionen ein schöneres
und gefälligeres Aussehen verleihen.
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Man hat bereits starke Mineralsäuren, wie Salzsäure, zur Reinigung
abgebundener oder erhärteter Betonoberflächen verwendet, um die unerwünschte Oberfläche
zu entfernen und die Füllstoffe durch Wegützen der Zementoberfläche freizulegen.
Aber dieses Verfahren ist sehr kostspielig, außerdem läßt sich auch kaum kontrollieren,
wie weit die Säure eindringt. Der Beton kann daher zu tief zerstört werden, oder
.es können andere unerwünschte Ergebnisse eintreten.
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Man hat deshalb eine solche Mineralsäure mit Ton oder Lehm und mit
:einer kleinen Menge Seife gemischt, um eine dicke, breiige Masse zu bilden und
die Gefahr, daß die Säure zu tief. in den Beton eindringt, zu vermindern. Die Säure
wirkt dann in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, indem sie das Bindemittel
wegfrißt. Dieses Verfahren hat aber auch sehr ernste Nachteile infolge verschiedener
Mängel dieser Behandlung, unter denen besonders hervorgehoben werden soll, daß die
Säure sehr flüchtig ist und nach einigen Stunden ihre stark angreifende Wirkung
verliert. Außerdem reagiert Salzsäure mit dem Ton und der Seife und erschöpft sich
daher von selbst. Eine derartige Mischung läßt sich auch infolge ihrer bröckligen
Beschaffenheit bei vertikalen Wänden nur schwierig gleichförmig anwenden, auch übt
sie nicht die gewünschte Regelung der Säureeinwirkung auf den Zement aus. Außerdem
bildet Ton mit Salzsäure. Aluminiumchlorid, was das Erhärten des Betons beschleunigt,
so daß die Entfernung der Oberfläche des Zements beeinträchtigt wird. Auch neigt
eine derartige Säure dazu,
die Formen zu beschädigen, insbesondre
wenn Metallformen verwendet werden.
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Die Erfindung besteht nun -darin, auf billige und einfache Weise,
ohne die Stärke des Betons zu vermindern, eine rauhe Betonoberfläche zu erzielen,
in der die Füllstoffe in d--r gewünschten Weise freigelegt sind. Das ist erwünscht,
beispielsweise um Beton eine schön aussehende rauhe, geröll- oder gesteinsartige
Oberfläche zu geben oder um ein besseres Binden des Mörtels an einer Betonoberfläche
zu erzielen, oder aber um zwei Teile einer Betonstruktur, beispielsweise .einer
Wand, die zu verschiedenen Zeiten gegossen sind, besser zu verbinden, da der zweite
Gnß: sich besser mit der rauhen Oberfläche des ersten erhärteten Teiles vereinigen
wird, ferner zur Entfernung der glatten dünnen Oberfläche, die reich an Zement ist,
sowie auch um Risse zu entfernen, die in dieser dünnen zementreichen Oberfläche
auftreten, weil sie ein von dem Körper des Betons verschiedenes Ausdehnungsvermögen
aufweist.
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Nach der Erfindung wird eine kolloidale Mischung, die einen das Erhärten
der Oberflächenschicht des Betons verhindernden oder stark verzögernden Stoff enthält,
verwendet. Diese wird auf die innere Oberfläche der Formen gebracht, in welche der
Beton. gegossen wird, so daß sie auf den Beton wirken kann, bevor das Anfangserhärten
eintritt, oder sie kann -auch auf die Betonoberfläche vor oder kurz nachdem das
Anfangserhärten stattgefunden hat, aufgebracht werden. Auch wenn die Mischung direkt
auf den Beton aufgebracht wird, werden die besten Ergebnisse erzielt. Die Mischung
soll dann innerhalb von i oder z Stunden, nachdem der Beton dorthin, wo er erhärten
soll, gebracht ist, angewendet werden.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Beton
behandelt, indem auf die Oberfläche, soweit dies wünschenswert ist, bevor das Anfaangserhärten
eintritt, ein Stoff aufgebracht wird, welcher als »Gift« auf den Zement wirkt und
das Erhärten einer verhältnismäßig dünnen. Schicht des Zements in dem Beton an der
behandelten Oberfläche verzögert. Hiernach kann nach der Erhärtung des Betonkernes
die Zementschicht, deren Erhärten verhindert worden ist, leicht auf eine Tiefe,
die geringer ist als der mittlere Durchmesser der Füllstoffteilchen,entfernt werden,
so daß, der Füllstoff über jenen Oberflächenteil freigelegt wird, ohne daß der innere
Teil der Betonmasse irgendwie erheblich angegriffen wird. Dieses »Gift« wird in
einem nachgiebigen Träger, einem Kolloid, angewendet und in derartiger Verdünnung,
daß @es langsam auf die Oberflächenschicht des Betons wirkt. Der kolloidale Träger
gestattet auch ein leichter wiederholtes Anwenden des »Giftes<< auf die Formen,
da @er an diesen anhaftet und eine gleichmäßige Wirkung sichert.
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Bekanntlich ist Portlandzement eine Dreistoifverbindung, die auf einer
chemischen Koordinatenbasis durch einen bestimmten Punkt dargestellt wird. Mit Hilfe
geeigneter Zusätze ist es möglich, die Stellung dieses Punktes für einen bestimmten
Teil des Betons zu rändern. Beispielsweise ,ändert Zucker die Löslichkeit von Kalk,
wobei eine Seite der dreistofflichen Verbindung geändert wird. Ebenso stören gewisse
Metallsalze die Tonerde- und Siliciumseiten der Gleichung. Durch einen geeigneten
Zusatz wird völlige Unfähigkeit zum Binden und Härten in normaler Weise an dem gewünschten
Oberflächenteil des -Betons hervorgerufen, indem der in jenem Teil enthaltene Zement
angegriffen wird.
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Zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens werden die erforderlichen
Betonformen zweckmäßig aus Holz hergestellt. Sie können aus verhältnismäßig billigem
Holz fabriziert werden, und es braucht auf ihre Her-, stellung weniger Sorgfalt
angewendet zu werden, da jede Oberflächenmarkierung der Ränder u. dgl., die erzeugt
wird, durch die Behandlung nach der Erfindung beseitigt wird. Der Beton kann in
beliebiger Weise hergestellt-werden, beispielsweise indem man einen Teil Portlandzement,--
zwei- Teile Sand, . drei Teile Füllstoff, z. B. Felsstücke, kleine Steine, gemahlene
Felsen und die gewöhnliche Wassermenge mischt. Bevor man die Mischung in die Formen
gießt, wird auf die Innenseite der Formen an den Teilen, wo man das Erhärten bis
zu einer geringen Tiefe beeinflussen will, die kolloidale Mischung aufgebracht.
Dieses Material kann in der gleichen Weise wie Seifen oder Öle- aufgebracht werden,
die man bisher verwendet hat, um zu verhüten, daß der Beton anhaftet. Die Mischung
wird zweckmäßig in breiiger, etwas viskoser Forrn, die langsam trocknet und auch
an den vertikalen Oberflächen der Formen gut anhaftet, verwendet. Es können darin
ein oder mehrere wirksame Reagenzien enthalten sein.
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Als das Erhärten hindernde Mischung wird zweckmäßig eine solche verwendet,
die Wasser und ein oder mehrere Reagenzien enthält, die den Zement bis zu der gewünschten
Tiefe durchdringen können. Sie wird in einem kolloidalen Träger verwendet, der die
Mischung etwas viskos machen kann, so daß eine -genügend dicke Lage desselben auf
den verschiedenen Formoberflächen leicht aufgebracht und festgehalten werden kann.
In manchen Fällen ist @es wünschenswert, ein hygroskopisches Mittel mit zu verwenden,
um das Material die gewünschte Zeit feucht zu
halten. In anderen
Fällen indessen läßt man es mehr oder weniger vollständig an den Formen austrocknen,
bevor der Beton hereingegossen wird. Das in den! Beton enthaltene Wasser dient dann
dazu, das Mittel genügend zu benetzen und zu veranlassen, daß der das Erhärten hindernde
Stoff dien Zement in -genügendem Maße durchdringt. Zur Erreichung dieses Effektes
können sehr verschiedene Stoffe verwendet werden, beispielsweise können geringe
Mengen von Gerbsäuren oder Zucker das Erhärten entweder verhindern oder wenigstens
stark verzögern. Damit diese wasserlöslichen Stoffe den Beton nicht zu leicht durchdringen
und so den Betonkörper zu sehr schwächen, verwendet man sie erfindungsgemäß in einem
kolloidalen Mittel, das eine derartige Durchdringung wesentlich verzögert. Dieses
kann eine Emulsion oder ein in Wasser quellbares Kolloid sein, beispielsweise ein
Stärkebrei,, der eine etwas viskose, kolloidale Lösung mit dem Reagenz bildet. Die
Menge und die Anwendungszeit kann wechseln,. sie richtet sich danach, wieweit man
das Erhärten verhindern will. Beispielsweise eignet sich die folgende Mischung gut.
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iog Gerbsäure werden zu 3,81 Wasser zugefügt und hierzu ioog- Stärke
zugesetzt. Das Ganze wird dann gekocht, bis die Stärkekörner aufgequollen sind,
so daß ein viskoser, kolloidaler Brei -entsteht, der mit einer Bürste oder sonstwie
aufgetragen werden kann. Zusammen mit der Säure kann Zucker oder auch dieser Stoff
allein verwendet, ebenso kann ein hygroskopisches Salz, wie Chlorcalcium, zugesetzt
werden. Die Wassermenge wird je nach Erfordernis verändert. Die Gerbsäure scheint
die Wirkung zu haben, daß sie das Erhärten verzögert und verhindert, sie kann aber
die oben angegebene Gleichung nicht zerstören. Der Zucker aber zerstört eine Seite
der Gleichung und hat die Wirkung, den Zement zu zerstören. Das Calciumchlorid,
das aus der Luft Feuchtigkeit aufnimmt, dient dazu, die Oberfläche in einer feuchten,
gallertartigen Beschaffenheit zu halten.
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Nachdem das Material an den Innenseiten der Formen, wo man es haben
will, aufgetragen ist, wird die Betonmischung in die Form .eingegossen. Die Betonmasse
erhärtet dann in der gewöhnlichen Weise,. mit Ausnahme der Stellen, die an das aufgebrachte,
die Erhärtung hindernde Material stoßen. Dieses wird langsam im Beton an der behandelten
Oberfläche verteilt und verhindert oder verzögert das Erhärten des Zements an diesen
Oberflächen auf eine geringe Tiefe. Wenn der innere Teil der Masse die gewöhnliche
oder geeignete Härte erreicht hat, werden die Formen entfernt und der ungehärtete
Zement an der behandelten Oberfläche leicht auf eine geringe Tiefe durch abwechselndes
Bespritzen und Abbürsten oder durch eine -dieser Behandlungsweisen :entfernt. Er
kann auch durch Waschen und Auswittern entfernt wenden. Auf diese Weise wird ein
fester Betonkörper erzielt mit Fülls:toffteilchen, die aus der behandelten Oberfläche
hervorragen, so daß verhältnismäßig gyoße Oberflächen des Füllstoffes gebildet werden.
Diese Oberflächen sind im wesentlichen frei von Zement und haben ihre normale Form,
Farbe und Aussehen, d. h. diese Füllstoffoberflächen haben dasselbe Aussehen und
dieselbe Farbe, die sie hatten, bevor sie dem Beton zugesetzt wurden. Das von diesen
reflektierte diffuse Licht ist für das Auge angenehm, so daß die Unregelmäßigkeit
der Oberfläche oder andere Mängel, welche ohne Anwendung der Erfindung die Enderscheinung
beeinträchtigen und die Verwendung des Betons beschränken, beseitigt werden. Das
»Gift« oder das das Erhärten hindernde Material wird zweckmäßig dem ungehärteten
Beton zugesetzt. Das Wasser in dem Beton durchdringt den kolloidalen Überzug. und
entzieht ihm das »Gift« durch Diffusion, so daß es schnell in den Beton in dem gewünschten
Maße eindringen kann und das Erhärten des Zements an der Oberfläche verhindert oder
verzögert wird, ohne aber das Erhärten des Hauptkörpers des Betons zu beeinflussen.
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Als kolloidaler Träger wird zweckmäßig ein solcher gewählt, der durch
Einwirkung des alkalischen- Wassers,, das aus dem Beton austritt, aufquellbar oder
löslich, in gewöhnlichem Wasser aber nicht aufquellbar oder löslich ist:- Viskose,
kolloidale Kornstärke ist beispielsweise ein solcher kolloidaler Träger. Zweckmäßig
wird das Erhärten des Zements und Sandes bis zu einer solchen Tiefe verhindert,
daß .nur wenig von dem erhärteten Zement sichtbar wird. Die Tiefe der Entfernung
des Zements und Sandes ist zweckmäßig geringer als der mittlere Durchmesser der
groben F.üllstoffteilchen, so daß nur wenige derselben bei der Behandlung mit entfernt
werden und praktisch die gesamten, Teilchen später in, dem erhärteten Zement eingebettet
und festgehalten werden.
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Es hat sich gezeigt, daß, wenn die beschriebene kolloidale Masse verwendet
wird, es unnötig ist, die Formen mit irgendeinem anderen Material zu behandeln,
um zu verhindern, daß der Beton von den Formen abfällt. Der Überzug wird leicht
an der Oberfläche der Formen aufgebürstet, die dem Beton zunächstkommt; er kann
naß bleiben, er kann aber auch austrocknen. Im allgemeinen trocknet der Überzug
teilweise, bevor
der Beton in die Formen gegossen wird, indessen
ist ein vollständiges Trocknen nicht schädlich, weil. das Wasser in dem Beton den
Überzug erweicht.