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Verfahren zur Herstellung von farbigen Betonkörpern

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von farbigen Betonkörpern, insbesondere von dauerhaft eingefärbten Betondachsteinen, wobei der Rohbetonmischung Farbpigmente zugegeben werden.
Farbige Betonkörper werden beispielsweise als Dachsteine, Pflastersteine, Gehwegplatten oder dergleichen verwendet. Üblicherweise werden derartige Betonkörper mit anorganischen, vorzugsweise mit mineralischen Pigmenten eingefärbt. Dabei werden Eisenoxide, aber auch Chromoxide oder Spinellverbindungen wie Kobaltaluminiumoxid verwendet. Diese Pigmenttypen haben sich seit vielen Jahren bewährt und als dauerhaft erwiesen. Insbesondere zur Erzielung blauer Farbtöne sind jedoch relativ teure anorganische Pigmente erforderlich. Außerdem ist die Farbintensität dieser Pigmente relativ gering.
Aus der DE 36 19 363 A1 ist ein Verfahren zum Einfärben von Beton bekannt, wobei in der Schrift ein Verfahren beschrieben ist, um färbende Pigmente in eine leicht handhabbare Form zu bringen. Um staubendes und leicht verklumpendes Pigment in eine lager- und transportfähige Form zu bringen, wird das Pigment zusammen mit einem in Wasser löslichen Bindemittel zu Granulat getrocknet. Dieses Granulat, vorzugsweise Perlgranulat, ist transportfähig ohne zu verklumpen und wird vor Ort dem Beton beim Anmischen zugesetzt.
In der JP 57 209 863 A ist ein Material zur Oberflächenbeschichtung beschrieben. Dieses Material wird mit einer Spritzpistole auf die zu beschichtenden Werkstücke aufgetragen. Das Material enthält Zement, synthetische Harz Emulsion, Zement-Dispergator, Pigment und Wasser. Als synthetische Kunstharzemulsionen werden Acryl-Polymer, Acryl- Copolymer und Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer bevorzugt. Als Beispiele für Pigmente sind "Eisenoxid, Chromoxid, Titandioxid, Kobaltblau, Phtalocyanin-Blau etc." angegeben. Es handelt sich bei dem Material um einen polymervergüteten Slurry ohne Sand zur Oberflächen-Beschichtung von Beton, mit einem hohen Gehalt von bis zu 15 Gew.-% Harz bezogen auf Zement.
Aus der US 5,298,076 A ist das Einfärben von organischen Kunststoffen mit hohem Molekulargewicht bekannt, insbesondere von Lacken für die Automobilindustrie. Zur Verteilung der Farbpigmente im Kunststoff wird das Pigment entweder in einem Kalander in den Kunststoff eingeknetet, der Kunststoff wird in organischen Lösungsmitteln gelöst oder das Pigment wird gemeinsam mit Kunststoffgranulat in einem Extruder durchmischt und anschließend extrudiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Herstellung von dauerhaft eingefärbten Betonkörpern mit preiswerten Farbpigmenten ermöglicht, die bewitterungsstabil, licht-, insbesondere UV- beständig, beständig gegen Alkali und hitzebeständig sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rohbetonmischung eine zementverträgliche wässerige Polymerdispersion zugesetzt wird, in der organisches Farbpigment dispergiert ist.
Anschließend kann die Rohbetonmischung in üblicher Weise zu Formkörpern verarbeitet werden und aushärten.
Organische Farbpigmente wurden bisher als ungeeignet zum Einfärben von Betonkörpern angesehen, wie von A. M. Veit im Beitrag "Vorschläge zur Verbesserung farbiger Betonwaren" in der Zeitschrift "Betonwerk + Fertigteil-Technik", Heft 11/1994, Seite 92 bis 100, berichtet wird. Organische Farbpigmente können nicht fest in die hydraulisch aushärtende Matrix eingebunden werden. Daher werden diese Farbpigmente allmählich ausgewaschen, und der Betonkörper verblasst mit der Zeit, so daß Reklamationen unvermeidbar sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es jedoch, organische Farbpigmente aufgrund ihrer Einbindung in einer zementverträglichen Polymerdispersion dauerhaft in der Matrix des Betonkörpers zu fixieren, so daß ein Auswaschen nicht erfolgt.
Bestimmte organische Farbpigmente weisen gegenüber gleichfarbigen anorganischen Pigmenten die bis zu 20-fache Farbkraft auf. Das heißt, daß zur Erzielung derselben Farbintensität eine wesentlich geringere Menge an organischem Farbpigment ausreicht.
Weiterhin kann mit erheblich geringeren Kosten eine wesentlich höhere Farbintensität des Betonkörpers erreicht werden und Farbtöne, die mit mineralischen Pigmenten nicht zugänglich sind.
Als zementverträgliche Polymerdispersion eignen sich wässerige Polymerdispersionen auf der Basis von Styrol- und/oder Reinacrylat.
Vorteilhafterweise enthält die Polymerdispersion 5 bis 30 Gew.-% organisches Farbpigment.
Zur Steigerung der Farbintensität kann der Polymerdispersion ein Netz- und/oder Dispergiermittel zugesetzt werden, auch sind Zusätze zur Verhinderung des Absetzens des Farbpigments möglich.
Der Rohbetonmischung wird vorteilhafterweise so viel der mit Farbpigment versetzten Polymerdispersion zugegeben, daß sich ein Verhältnis von Farbpigment zu Zement im Bereich von 0,002 bis 0,05 einstellt.
Als organische Farbpigmente eignen sich besonders gut Phthalocyanin- oder Chinacridon-Farbpigmente. Insbesondere können Phthalocyanin-Farbpigmente in verschiedenen Farben hergestellt werden, vom blauen Kupfer-Phthalocyanin bis zum grünen Hexadekachlorphthalocyanin.
Es versteht sich, daß die Farbpigmentzubereitung auch eine Mischung verschiedener organischer Farbpigmente enthalten kann und daß bei Bedarf mineralische Pigmente zugesetzt werden können.
Die organischen Farbmoleküle können Substituenten tragen, die beispielsweise eine Mischpolymerisation mit dem Polymer der Dispersion ermöglichen, so daß das organische Farbpigment chemisch in der Polymerkette gebunden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von vier Ausführungsbeispielen erläutert.
Ausführungsbeispiel 1
50 g Cu-Phthalocyanin wurden mit 950 g einer 50%-igen Styrolacrylat-Dispersion mit 5 bis 95% der Teilchen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,15 bis 0,25 µm 15 Minuten lang in einem schnell laufenden Rührscheibengerät, bekannt als Dissolver, dispergiert. 16,8 g dieser Zubereitung wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 135 g Wasser gegeben. Die gefärbte Betonmischung wurde zu einem Körper geformt. Nach dem Erhärten des Formkörpers wurde ein hellblau gefärbter Betonkörper erhalten.
Ausführungsbeispiel 2
300 g Cu-Phthalocyanin wurden mit 700 g einer Reinacrylatdispersion (50%-ig) 15 Minuten lang in einem Dissolver dispergiert. 70 g dieser Zubereitung wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 120 g Wasser gegeben. Aus dieser Mischung hergestellte Betonkörper waren intensiv blau gefärbt.
Ausführungsbeispiel 3
100 g Chinacridonpigment wurden mit 600 g einer Styrolacrylat- Dispersion (50%-ig, wie Ausführungsbeispiel 1) 15 Minuten lang in einem Dissolver dispergiert. 43 g dieser Zubereitung wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 109 g Wasser gegeben. Nach dem Formen und Aushärten wurde ein hellviolett gefärbter Betonkörper erhalten.
Ausführungsbeispiel 4
150 g Chinacridonpigment wurden mit 300 g einer Styrolacrylat- Dispersion (50%-ig, wie Ausführungsbeispiel 1) 15 Minuten lang in einem Dissolver dispergiert. 63,3 g dieser Zubereitung wurden zu einer Rohbetonmischung aus 1350 g Sand mit einer Korngröße von 0 bis 3 mm, 420 g Zement CEM I 42,5 R und 109 g Wasser gegeben. Nach dem Formen und Aushärten wurde ein intensiv violett gefärbter Betonkörper erhalten.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von farbigen Betonkörpern, insbesondere von dauerhaft eingefärbten Betondachsteinen, wobei der Rohbetonmischung Farbpigment zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohbetonmischung eine zementverträgliche wässerige Polymerdispersion zugesetzt wird, in der organisches Farbpigment dispergiert ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer der Polymerdispersion Styrol- und/oder Reinacrylat enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersion 5 bis 30 Gew.-% organisches Farbpigment enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerdispersion ein Netz- und/oder Dispergiermittel enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Farbpigment zu Zement in der Rohbetonmischung im Bereich von 0,002 bis 0,05 liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Farbpigment ein Phthalocyanin- Farbpigment ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Farbpigment ein Chinacridon-Farbpigment ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Farbpigment chemisch in der Polymerkette gebunden ist.
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