NL2010224C2 - Werkwijze voor het bekleden van een betonelement en een met de werkwijze verkregen product. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het bekleden van een betonelement en een met de werkwijze verkregen product

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bekleden van een betonelement volgens conclusie 1. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een met deze werkwijze verkregen product volgens conclusie 9.

Een dergelijke werkwijze is in de techniek bekend. Bijvoorbeeld is het bekend om een laag van een beschermend middel op een betonelement aan te brengen. Deze lagen dienen ertoe om het uiterlijk van het betonelement te verfraaien of om het betonelement te verduurzamen.

De bekende werkwijzen hebben derhalve slechts esthetische doelen.

Betonproducten worden op veel verschillende gebieden toegepast, in hoofdzaak in bebouwde, industriële en bewoonde gebieden. Derhalve bestaat een groot deel van naar de leefomgeving van mensen gerichte oppervlakken uit beton. Hoewel het esthetisch verfraaien van deze oppervlakken een positief effect kan hebben op de levensomstandigheden, wordt hiermee geen werkelijke verbetering van de levensomstandigheden verkregen.

De uitvinding heeft nu tot doel een verbeterde werkwijze te verschaffen voor de behandeling van betonelementen van de in de aanhef genoemde soort.

Tevens heeft de uitvinding tot doel een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen waarmee een betonelement wordt verkregen dat de levensomstandigheden kan verbeteren.

In het bijzonder heeft de uitvinding tot doel een verbeterde werkwijze te verschaffen waarmee in bebouwde en geïndustrialiseerde omgevingen een verbetering van de levensomstandigheden kan worden verkregen.

Met name heeft de uitvinding tot doel een werkwijze te verschaffen waarmee door verkeer veroorzaakte schadelijke stoffen kunnen worden afgebroken.

Tevens heeft de uitvinding tot doel een betonelement te verschaffen waarmee de hiervoor genoemde doelen kunnen worden verkregen .

Ter verkrijging van ten minste een van de hiervoor genoemde voordelen, verschaft de uitvinding volgens een eerste uitvoeringsvorm een werkwijze die de maatregelen van conclusie 1 bevat. Deze werkwijze heeft het voordeel dat voor de gezondheid schadelijke stoffen op effectieve wijze kunnen worden afgebroken tot voor de gezondheid niet schadelijke stoffen. In het bijzonder kunnen stikstofoxiden goed worden afgebroken en worden omgezet naar voor de gezondheid niet schadelijke stoffen.

Tevens is gebleken dat de werkwijze volgens de uitvinding een product oplevert waar vaste verontreinigingen eenvoudig van kunnen worden verwijderd. Dit effect wordt zelfs verkregen op een betonelement dat uit zichzelf een grote porositeit heeft. Een dergelijke synergetische werking is volkomen onverwacht.

Het heeft hierbij in het bijzonder de voorkeur dat de werkwijze de stap omvat van het uitvoeren van de werkwijze op een betonelement dat titaandioxide in het kernmateriaal omvat. Een dergelijke werkwijze levert een product op dat in het bijzonder goede omzetting van stikstofoxiden vertoont en dat bovendien een uitstekende afbraak van vaste verontreinigingen levert.

De werkwijze volgens de uitvinding kan op geschikte wijze worden uitgevoerd op vooraf geproduceerde betonelementen. Echter, de werkwijze kan tevens onderdeel uitmaken van een productielijn voor het produceren van betonelement. De werkwijze kan daarbij op voordelige wijze worden uitgevoerd na het in de matrijzen storten van het betonmengsel en het op het niet-uitgeharde mengsel aanbrengen van de behandelingssamenstelling. Het mengsel kan in het bijzonder worden aangebracht op het betonelement met een groen hardheid, dat wil zeggen nadat het gestorte betonmengsel is getrild en uit de matrijs is verwijderd.

Op voordelige wijze kan ook titaandioxide in het kernmateriaal van het betonelement zijn opgenomen. Met de term "kernmateri aal" wordt bedoeld het betonlichaam dat volgens de gebruikelijke werkwijze voor het produceren van een betonelement wordt verkregen, dus zonder de stap volgens de uitvinding waarbij een behande-lingssamenstelling erop wordt aangebracht. Door het opnemen van het titaandioxide in het kernmateriaal en het vervolgens aanbrengen van een laag aan het oppervlak, wordt een doorgaande aanwezigheid van titaandioxide in het betonelement verkregen met een verhoogde concentratie titaandioxide aan het oppervlak van het betonelement. De werkwijze omvat daartoe de stap van het vormen van een betonelement van een mengsel dat titaandioxide omvat en het op het gevormde betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met deeltjesvormig titaandioxide.

Het heeft in het bijzonder de voorkeur dat de dragervloeistof water omvat. Water kan zowel verdampen als snel in het betonelement dringen, waardoor het oppervlak van het betonelement na het opbrengen van de samenstelling snel droogt en een vaste laag titaandioxide wordt verkregen.

Om bestaande betonelementen te kunnen behandelen met de werkwijze volgens de uitvinding, omvat de werkwijze bij voorkeur de stap van het op een ten minste gedeeltelijk uitgehard betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met titaandioxide.

De behandelingssamenstelling kan een verbinding omvatten die de hechting van het titaandioxide aan het beton versterkt. Een dergelijke verbinding is overigens niet strikt noodzakelijk.

Het is in het bijzonder voordelig gebleken om het titaandioxide te vermengen met silica. Hiermee wordt een laag van zowel silica als titaandioxide op het betonoppervlak verkregen, wat een verder verbeterde weerstand tegen vervuiling verschaft en voorts de katalytische werkzaamheid van het titaandioxide niet negatief beïnvloedt. In het bijzonder kan een silicasol worden toegepast in combinatie met het titaandioxide.

De behandelingssamenstelling omvat het titaandioxide bij voorkeur in een hoeveelheid van ten minste 10 gew.%, met meer voorkeur ten minste 20 gew.%, met nog meer voorkeur ten minste 30 gew.%. De pH van de oplossing kan variëren in het bereik van pH 7 tot pH 11, bij voorkeur pH 9 tot pH 10.

Een evenredige verdeling van de behandelingssamenstelling op het oppervlak van het betonelement wordt vooral verkregen wanneer de werkwijze de stap omvat van het op een vochtig oppervlak van het betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met titaandioxide. Deze wijze van uitvoeren kan zowel direct na het vormen van de betonelementen plaatsvinden, dat wil zeggen na het vullen van de matrijzen met het betonmengsel wanneer het mengsel nog niet is gedroogd, maar ook door bestaande betonelementen met water of dergelijke te bevochtigen en te behandelen met de werkwijze volgens de uitvinding.

Bij het aanbrengen van de behandelingssamenstelling op het betonelement wordt bij voorkeur een methode toegepast waarmee een gelijkmatige verdeling over het oppervlak kan worden verkregen. Derhalve heeft het de voorkeur dat het aanbrengen wordt uitgevoerd middels rollen, spuiten of vernevelen.

Een verbeterd betonelement wordt verkregen wanneer het in de werkwijze gebruikte titaandioxide een deeltjesgrootte heeft welke in dezelfde ordegrootte ligt als die van het in het beton toegepaste cement, bij voorkeur in het traject van 5 tot 50 nm. De werkzaamheid van het titaandioxide bij de omzetting van stikstofoxiden blijkt hierdoor te worden verbeterd. Tevens vertonen de betonelementen een grotere sterkte dan bij toepassing van titaandioxide dat een van de cementdelen afwijkende grootte heeft. Een overeenkomstig effect wordt verkregen met betrekking tot de hechting wanneer het titaandioxide op het oppervlak van het betonelement wordt aangebracht. De hechting van het titaandioxide op het betonelement wordt bij een deeltjesgrootte in dit traject vergroot .

Volgens een ander aspect heeft de uitvinding tevens betrekking op een betonelement omvattende een bekleding van titaandioxide aan het oppervlak, verkregen met een werkwijze volgens de uitvinding. Dit betonelement verschaft de voordelen zoals hiervoor genoemd met betrekking tot de werkwijze.

Het betonelement volgens de uitvinding kan bij voorkeur de vorm van een bestratingselement of constructie-element, zoals een gevelelement, hebben, in het bijzonder een klinker, een tegel of een steen. Een bestratingselement bevindt zich per definitie dicht in de buurt van uitlaten van motorvoertuigen, wat de grootste bronnen van stikstofoxiden zijn. De bij de katalytische omzetting in nitraten (titaandioxide werkt als katalysator bij de omzetting van de stikstofoxiden) zullen de nitraten neerslaan op het betonelement en bij regen via de poriën in het betonelement wegspoelen.

Proeven hebben aangetoond dat een betonelement dat met de werkwijze volgens de uitvinding wordt geproduceerd een zeer goede omzetting, dan wel afbraak, van stikstofoxiden bewerkstelligt.

De vermindering van de concentratie stikstofoxiden (algemeen aangeduid als NOx) in de lucht bij toepassing van de betonelementen als bestratingselement, waarbij slechts het de straatzijde vormende oppervlak van de betonelementen is behandeld met titaandioxide, bedraagt 25 tot 45%.

Toepassing van titaandioxide zowel in het kernelement van de betonelementen als aan het oppervlak ervan verschaft een enigszins versterkte vermindering in de hoeveelheid stikstofoxiden in de lucht ten opzichte van de toepassing van betonelementen die slechts titaandioxide aan het oppervlak omvatten.

Een verder effect van de toepassing van titaandioxide aan het oppervlak van betonelementen is dat verontreinigingen snel van het betonoppervlak worden verwijderd. Vuil dat zich in urbane omgevingen afzet op straatoppervlakken, gevels van gebouwen en dergelijke, spoelt door een regenbui reeds in grote mate af van het oppervlak. Ook olie en soortgelijke vervuiling kan eenvoudig van een betonoppervlak worden verwijderd wanneer het beton de werkwijze volgens de uitvinding heeft ondergaan. Hierbij is het effect even groot bij betonelementen met een titaandioxide-bevattende kern als bij betonelementen die een kern bevatten zonder titaandioxide.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft het voordeel dat elk reeds geproduceerd betonelement kan worden behandeld met titaandioxide. Er is geen noodzaak om het betonelement aan een warmte- of hittebehandeling te onderwerpen voor een goede hechting van het titaandioxide aan het betonelement. Reden hiervoor kan worden gezocht in het feit dat de dragervloeistof in het betonelement trekt, waardoor het titaandioxide wordt meegezogen in het beton en een goede hechting van het titaandioxide aan het betonoppervlak wordt verkregen. Een andere mogelijkheid is dat de kleine afmeting van het titaandioxide, in het bereik van nanometers, samen met de toegepaste dragervloeistof ervoor zorgt dat het titaandioxide in de poriën van het beton dringt en door atomaire krachten zijn positie behoudt.

Het is verrassend dat het titaandioxide sterk aan het beton wordt gebonden. Een verrassend synergetisch bijeffect is dat de sterkte van de betonstructuur aan het oppervlak wordt vergroot bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren getoonde uitvoeringsvormen. De uitvinding wordt slechts beperkt door de bijgevoegde conclusies.

De uitvinding strekt zich tevens uit over elke combinatie van maatregelen die hiervoor onafhankelijk van elkaar zijn beschreven.

Claims (11)

1. Werkwijze voor het bekleden van een oppervlak van een betonelement, met het kenmerk, dat de werkwijze de stappen omvat van: - het in een dragervloeistof opnemen van deeltjesvormig titaandioxide ter vorming van een behandelingssamenstelling, waarbij de dragervloeistof ten minste een van (a) een in het betonelement opneembare en (b) een verdampbare vloeistof, omvat, - het op het oppervlak aanbrengen van de behandelingssamenstelling, en - het drogen van het oppervlak ter vorming van een laag titaandioxide op het oppervlak.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, omvattende de stap van het uitvoeren van de werkwijze op een betonelement dat titaandioxide in het kernmateriaal omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, omvattende de stap van het vormen van een betonelement van een mengsel dat titaandioxide omvat, en het op het gevormde betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met deeltjesvormig titaandioxide.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de dragervloeistof water omvat.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de stap van het op een ten minste gedeeltelijk uitgehard betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met titaandioxide.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de stap van het op een vochtig oppervlak van het betonelement aanbrengen van de behandelingssamenstelling met titaandioxide.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het aanbrengen wordt uitgevoerd middels rollen, spuiten of vernevelen.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het titaandioxide een deeltjesgrootte heeft welke in dezelfde orde-grootte ligt als die van het in het beton toegepaste cement, bij voorkeur in het traject van 5 tot 50 nm.

9. Betonelement omvattende een bekleding van titaandioxide aan het oppervlak, verkregen met een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies.

10. Betonproduct volgens conclusie 9, voorts omvattende titaandioxide in het kernmateriaal van het betonelement.

11. Betonelement volgens conclusie 9 of 10, in de vorm van een be-stratingselement of constructie-element, bijvoorbeeld een gevelelement, in het bijzonder een klinker, een tegel of een steen.