DE69716936T2

DE69716936T2 - Verfahren zum färben von beton und anderen mischungen

Info

Publication number: DE69716936T2
Application number: DE69716936T
Authority: DE
Inventors: Pertti Kukkonen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1997-08-14
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-08-15
Also published as: ATE227253T1; EE9900048A; EE03821B1; CA2263945C; KR20000029931A; CN1228069A; NO322765B1; CA2263945A1; US6267813B1; PL331702A1; DE69716936D1; AU737203B2; NO990687L; FI100398B; AU3852197A; BR9711764A; EP0931034B1; ES2187802T3; WO1998006680A1; FI963206A0

Description

Beton und andere Mischungen unter Verwendung von Zementbindemittel sind herkömmlicherweise unter Verwendung von üblichem grauem oder weißem Zement gefärbt worden, welcher einen gewöhnlichen Grauton erzeugt. Farbtöne, die von Grau verschieden waren, sind unter Verwendung unterschiedlich gefärbter Zuschlagsstoffe oder verschiedener Arten pulverförmiger Pigmente erzeugt worden.
Beton kann durch Zugabe von 0 bis 6% Pigment gefärbt werden. Die gebräuchlichsten Pigmente sind Metalloxide und Erdfarben. Z. B. ist der Einsatz von Metalloxid aus der EP = Anmeldung 191278 bekannt. Die französische Patentveröffentlichung 2439627 beschreibt ein Verfahren zum Färben von Beton. Die französische Veröffentlichung konzentriert sich auf das Färben eines bereits gehärteten Betonteils unter der Annahme, dass es porös genug ist, damit die Farbe haftet. Bestimmte Arten von Oberflächenfärbung sind immer schwach - wie im obigen Fall - da, wenn eine Farblösung in die Poren eindringen kann, dies auch z. B. Regenwasser kann, was natürlich die Dauerhaftigkeit und ziemlich offensichtlich die Leuchtkraft der Farbe verringert.
Eine Mörtelmischung, die nur für den Innengebrauch bestimmt ist, ist auch von der Veröffentlichung JP-87-37169 bekannt, welche sich ansonsten von Beton auf Zementbasis merklich in der Zusammensetzung und im Gebrauch unterscheidet. Eine Rostfarbe wird in dem Mörtel gebildet, indem Eisenpulver und ein anderes Metall mit geringerer Ionisierungsneigung zugegeben werden. Das Eisen oxidiert unter Bildung von Rost, wodurch der Mörtel gefärbt wird.
Pigmente sind gewöhnlich verwendet worden, um verschiedene Arten von härtenden Mischungen auf Basis von Kunststoff und Harz zu färben.
Neben den vorstehend genannten Nachteilen fehlt es den Verfahren nach dem vorstehend genannten Stand der Technik an bestimmten Farbtönen. Insbesondere sind die Farben Blau und Grün aufgrund der Kosten des Pigments, das zu ihrer Erzeugung erforderlich ist, problematisch, was die Herstellung des Produkts unwirtschaftlich macht.
Der Zweck dieser Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens auf Basis eines vollständig neuen Prinzips, welches neue Arten von Farben für Beton und ähnliches ergibt. Bei diesen Farben handelt es sich insbesondere, aber nicht allein, um blaue und grüne Farbtöne. Wenn Metallpulver oder anderes feines Metallmaterial in den Beton oder eine andere Mischung gemischt wird dann wird kurz gesagt nach der Erfindung das Metall chemisch reagieren, um eine Verbindung zu erzeugen, die die gewünschte Farbe bildet.
Die vorstehenden und andere Vorteile und Nutzen der Erfindung sind unter Verwendung eines Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen gebildet worden, die in den begleitenden Ansprüchen angegeben sind.
Wie vorstehend angegeben basiert die Erfindung auf der Zugabe eines Kupferpulvers oder -granulats zu der zu härtenden Mischung und der Behandlung mit einer geeigneten chemischen Substanz, um die Farbe zu erzeugen. So kann die chemische Substanz, die die Farbe erzeugt, als Komponente der Mischung selbst enthalten sein oder sie kann gesondert zugegeben werden. Insbesondere, aber nicht ausschließlich - wie später beschrieben - können Kupfer- oder Kupferlegierungspulver zu ungehärtetem Beton oder einer entsprechenden Mischung hinzugefügt werden, wobei es sich gleichmäßig und gründlich in der Mischung verteilt, wobei es dauerhafter als in bekannten Verfahren gebunden wird.
Die Zugabe von Kupferpulver zu einem Beton oder einer entsprechenden Mischung färbt die Mischung blau oder grün. Da die Färbung ausgesprochen stark ist, reicht die Zugabe einer relativ geringen Menge von Kupfer aus, um eine leuchtende Farbe zu erzeugen. Es ist klar, dass es anstelle der Verwendung von Kupferpulver auch möglich ist, viele andere Legierungen mit einem Gehalt an Kupfer, wie z. B. Messing, Bronze oder andere Substanzen, die Kupfer enthalten, zu verwenden. Andere preiswerte Materialien sind Erze, die Kupfer enthalten, und andere ähnliche Substanzen, die Farbe erzeugen. Beispiele für Substanzen, die die obigen Mischungen färben, beinhalten Ammoniumchlorid, Ammoniumcarbonat, Essigsäure oder Oxalsäure. Eine Farbe kann auch ohne Zugabe von Reagenzien aufgrund der Substanzen, die natürlicherweise im Beton vorliegen, erzeugt werden.
Obwohl es zahllose Alternativen zur Farbbildung gibt, ist die Erzeugung von blauer oder grüner Farbe wie vorstehend erwähnt besonders wichtig. Vertrautheit mit den bekannten chemischen Reaktionen, die aus Metallpulvern oder ähnlichem Farben erzeugen, ermöglicht es, dass eine gewünschte chemische Substanz verwendet wird, um eine Reaktion zu erzeugen. Das Buch, The Colouring, Bronzing and Patination of Metals, von Richard Hughes und Michael Rowe, veröffentlicht von Thames and Hudson Ltd., London, behandelt umfassend chemische Substanzen, die zur Behandlung von Metallen verwendet werden.
Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, dass sich die Farbe aus einer chemischen Reaktion ergibt und z. B. nicht aus der bloßen Zugabe von gefärbten Teilchen zur Mischung. Auf diese Weise ist die Dauerhaftigkeit der Farbe von einer völlig anderen Größenordnung wie bei einer Farbe, die nur oberflächlich, z. B. durch eine Oberflächenbehandlung, erzeugt wird. Ein Beispiel aus einem anderen Gebiet ist die Haltbarkeit der Farbe, die durch eine chemische Reaktion erzeugt wird, wenn eine Kupferplatte mit Salpetersäure behandelt wird, im Vergleich zu der ohne weiteres entfernbaren Farbe, die sich aus der Behandlung der gleichen Platte mit einer Kupfersulfat-Lösung ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden Text mit Hilfe von drei Herstellungsbeispielen beschrieben.

Beispiel 1

Mehrere Portionen von 1 bis 5% Kupferpulver oder -granulat werden während der Herstellung zum Beton gegeben. Bei einem Versuch wurde Mahlabfall aus der Metallverarbeitung verwendet und bei einem anderen kurze Stücke von einem Kupferdrahtabfall. Aufgrund ihres größeren spezifischen Gewichts kann das Kupferpulver oder -granulat, falls gewünscht, durch Rütteln der Mischung versinken. Im Ergebnis scheiden sie sich gegen die Vorderseite des zu gießenden Stückes ab und diese Oberfläche erlangt eine leuchtendere Farbe. Die Farbe ergibt sich, wenn das Kupfer mit Ammoniumchlorid (0,1 bis 0,5%) reagiert, dass zum Beton gegeben wird. Die Farbe kann auch nachher im Beton erzeugt werden, indem er mit einer Ammoniumchlorid- und/oder Ammoniaklösung behandelt wird.

Beispiel 2

Die Oberfläche eines Verschalungsgewebes ist mit einer Bürste oder einer Walze dünn (3 bis 10 mm) mit einer Zementmischung bestrichen, zu der 1 bis 5% Kupferpulver zugegeben worden ist. Normaler Beton wird, wenn sie noch feucht ist, auf sie gegossen und haftet an der Kupfer-Zement-Mischung. Auf diese Weise ist es möglich, Betoneinheiten mit einer gefärbten Oberfläche oder mit einer Oberfläche, die nach den oben beschriebenen Grundprinzipien gefärbt werden kann, wirtschaftlich herzustellen.

Beispiel 3

2% Kupferpulver werden zu einer härtbaren Mischung von Harz und Gesteinsmaterial zugegeben, die in der Bildhauerkunst verwendet wird. Ammoniumchlorid wird zur Erzeugung der Farbe verwendet. Das Ergebnis ist ein schön gefärbtes Material, das für diesen Zweck genauso geeignet ist wie das ungefärbte Material.
Es ist auch möglich, Beton oder andere Mischungen auf andere Weise mit einem Kupfergehalt zu behandeln - z. B. auf die gleiche Weise, durch die Kupfer oder Materialien mit einem Kupfergehalt eine Patina erhalten. Es ist auch durchaus möglich, geeignete Chemikalien einzusetzen, um die Farbe zu variieren, die sich danach ergibt, wie in dem Buch beschrieben, auf das oben Bezug genommen wurde.
Die Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung können in zahlreichen Weisen angepasst werden. Z. B. kann Druckluft oder ein anderes Medium eingesetzt werden, um ein Material, das feines Kupfer enthält, in die Oberfläche eines ungehärteten Betons oder einer anderen ungehärteten Mischung zu blasen, so dass es über eine gewisse Distanz eindringt. Es ist klar, dass das Pulver in diesem Fall nicht gleichmäßig im ganzen Material verteilt ist, aber dies ist nicht notwendig, da die gefärbte Oberflächenschicht dick genug ist, um dem Abrieb zu widerstehen.
Eine andere geeignete Ausführungsform betrifft die Art, die chemische Substanz, die die Farbe erzeugt, mit einem Kupfer enthaltenden Material in Kontakt zu bringen, was eine Farbreaktion erlaubt. So kann ein Gewebe in der Verschalung verwendet werden. Die chemische Substanz kann in geeigneter Weise zum Verschalungsgewebe gegeben werden, selbst wenn es trocken ist. Wenn die Feuchtigkeit des gegossenen Betons in der Verschalung in die Substanz eindringt, aktiviert sie die Eigenschaft, eine chemische Reaktion zu erzeugen. Nach Bedarf kann das Kupfer enthaltende Pulver vor dem Guss oben auf das Verschalungsgewebe gegeben werden. In dieser Hinsicht kann auch ein netzartiges Material als Substanz, die Kupfer enthält, verwendet werden. Auf diese Weise ergibt sich die Kupferfarbe aus einer Reaktion zwischen der Substanz, die im obigen Verschalungsgewebe enthalten ist, und der Feuchtigkeit des Betons.

Claims

1. Verfahren zum Färben von Beton und anderen Mischungen auf Basis von Zement unter Verwendung eines Metalls zur Farbgebung, dadurch gekennzeichnet, dass Kupfer oder eine kupferhaltige Metalllegierung zu ungehärtetem Beton oder einer anderen Mischung auf Basis von Zement gegeben wird, um darin chemisch unter Erzeugung eines blauen oder grünen Farbtons zu reagieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kupfer oder eine kupferhaltige Metalllegierung als Pulver, Granulat oder Netz zu dem Beton oder der Mischung auf Basis von Zement gegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Substanz, die durch chemische Reaktion mit einem Metall eine Farbe erzeugt, ebenfalls zu dem Beton oder einer anderen Mischung auf Basis von Zement gegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Abfall aus der Metallbearbeitung oder sonstigen Quellen, der Kupfer enthält, oder Erz mit einem Kupfergehalt zu dem Beton oder einer anderen Mischung auf Basis von Zement gegeben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Stufe die Oberfläche des fertigen Betonprodukts mit einer geeigneten Substanz behandelt wird, um den erhaltenen Farbton zu variieren.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die chemische Reaktion hervorrufende Substanz als Trockensubstanz gegebenenfalls zu einem Verschalungsgewebe gegeben wird, worauf die Reaktion startet aufgrund der Feuchtigkeit in dem Beton oder der anderen Mischung auf Basis von Zement.

7. Verfahren nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall in Form von feinen Teilchen auf die Oberflächenschicht des ungehärteten Betons gesprüht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ammoniumchlorid oder -carbonat oder eine geeignete Säure wie Oxalsäure oder Essigsäure zugegeben werden.