DE1057007B

DE1057007B - Verfahren zur Gewinnung abriebfester, oel-, saeure- und wasserfester Bauteile mineralischen Ursprungs

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Publication number: DE1057007B
Application number: DES56260A
Authority: DE
Original assignee: ELSE SAUER; WILLI SAUER
Current assignee: ELSE SAUER; WILLI SAUER
Priority date: 1957-12-14
Filing date: 1957-12-14
Publication date: 1959-05-06

Description

Verfahren zur Gewinnung abriebfester, öl-, säure- und wasserfester-Bauteile mineralischen Ursprungs Das Verfahren, mittels Kieselfluorwasserstoffsäure oder Salzen dieser Säure die sogenannten kreidenden Bestandteile eines zement- oder magnesitgebündenen Bodens, einer Putzfläche, eines Kunst- oder Natursteins in säureunlösliche Verbindungen überzuführen und damit abriebfestere und dichtere Gefüge zu erzielen, ist zwar schon über 70 Jahre alt, aber immer noch üblich. Man arbeitet, je nach Zusammensetzung der zu behandelnden Materie und je nach Zielsetzung mit Aluminium-, Magnesium-, Zink-, Blei-und anderen Fluaten und stellt normalerweise deren wässerige Lösungen so ein, daß sie imstande sind, Kohlensäure aus ihren Verbindungen zu vertreiben. Die in der Oberschicht des Betons, Steinholzbodens usw. zugänglichen, weichen Bestandteile, vorwiegend Karbonate, werden bei genügend langer Einwirkung einer Tränkung mit- genannten Mitteln und nachfolgender Trocknung in harte Kristalle, Mischkristalle und amorphe Verbindungen der Kieselfluorwasserstoffsäure übergeführt. Unter entsprechend günstigen Voraussetzungen kommt eine gute- Verbindung mit den harten und von vornherein säureunlöslichen Bestandteilen, wie Sand, Split usw., zustande. Je nach Porosität und Saugvermögendes getränkten Stoffes und je nach Konzentration und Einwirkungsdauer der verwendeten Lösung wird das mineralische Gefüge mehr oder weniger gut verdichtet. Eine besondere Tiefenwirkung wäre dabei zwar erwünscht, -ist jedoch bei den allgemein üblichen Arbeitsweisen sehr in Frage gestellt.
Kalkfreies Gestein und reiner Kalkstein schaffen überdies Voraussetzungen, bei denen nur noch von einer reinen Oberflächenveränderung die Rede sein kann. Das fehlende Umsetzungsprodukt Kalk bzw. Carbonat zu ersetzen, hilft man sich bisweilen, indem mit verdünnter Wasserglaslösung vorbehandelt wird. Dadurch wird zwar eine Art »Bindungsbrücke«, jedoch keine in die Tiefe gehende Verankerung erzielt. Darüber hinaus macht sich dann noch die Sprödigkeit des entstehenden Filmes bei Schlag-Stoß-Beanspruchung, beispielsweise auf Böden, negativ bemerkbar.
Im Laufe der Zeit ging man in besonders heiklen Fällen dazu über, - mit zunehmend konzentrierten Lösungen eine 2- bis 3fache Fluatierung vorzunehmen. Ein derartiges Verfahren dürfte allein wegen Mangels an Zeit im modernen Bauwesen kaum noch eine Rolle spielen. Daß beispielsweise ein noch nicht vollkommen abgebundener Beton eine 2- und 3fache Tränkung und die damit verbundene Nachwaschung nicht verträgt, ohne dabei an Endhärte einzubüßen, ist naheliegend.
Im Zuge der wesentlich beschleunigten Bauweise der letzten Jahre hat sich zum Teil auch eine »Schnellmethode« des Fluatierens eingebürgert. Um Zeit zu gewinnen, wird die zu behandelnde Fläche nur einmal mit einer nicht zu schwachen Lösung getränkt, wer= bürstet und' bereits nach dem Abklingen der Kohlensäüreentwicklung der Überschüß der Flua:tlösung einschließlich dem darin -enthaltenen Reaktionsprodukt weggenommen. Daraufhin -wird, insbesondere wenn es sich um Bodenflächen handelt, mit viel klarem Wasser nachgebürstet, um unansehnliche Flecken (Salzrückstände), die nach der Trocknung nur noch mit viel Mühe und Aufwand entfernt werden könnten, zu vermeiden. Es besteht kaum ein Zweifel darüber, daß damit eigentlich eine Rückkehr zu" der bekannten, sehr einfachen 'Methode des - »'sauren Abwaschens« - oder »Absäüerns« vollzogen ist: Es werden die kreidenden; wenig wetterfesten, vor allem auf Industrieböden sehr viel Staub verursachenden Bindemittel--und Zuschlagstoffanteile herausgelöst. Dem Uneingeweihten wird durch das zwangläufig veränderte Bild einer so bearbeiteten Oberfläche eine tiefgreifende Veränderung vorgetäuscht, die überdies noch in dem keineswegs zutreffenden Begriff »Härtung«'zusammengefaßt wird. Natürlich entsteht -durch die Wegnahme weicher Teile aus dem Gesamtgefüge eine erhöhte Abriebfestigkeit, jedoch ist eine »Härtung« im Sinne einer verbesserten Druckfestigkeit keinesfalls nachzuweisen. Selbst bei dem einleitend beschriebenen Normalverfahren - ist dieser Nachweis nicht möglich.
In neuerer Zeit, da Kunststoffe einen -breiten Markt im Bauschaffen gewannen, finden wässerige Kunststoffdispersionen und (oder) Wachsemulsionen, allein oder in Ergänzung der Fluatierung vielverbreitete Anwendung. Durch ein- öder mehrmaliges Auftragen dünner Filme wird die Abriebfestigkeit erhöht, die Wasser-, Öl- und Säurefestigkeit verbessert und gleichzeitig jegliche Staubentwicklung unterbunden. Erfahrungsgemäß haften aber auch dieser einfachen oder mit der Fluatierung kombinierten Methode, selbst bei sorgsamster Auswahl der verwendeten Rohstoffe, einige Mängel an. Das Fluatieren erfordert viel Zeit und bedingt eine übermäßige Naßbehandlung, die aufgetragenen Filme sind oft ungenügend im Untergrund verankert. Eine den normalen Anforderungen genügende Wasserfestigkeit tritt meistens erst nach Tagen oder Wochen ein.
Zusammenfassend kann demnach gesagt werden, daß mit den erwähnten Mitteln und den auf ihrer Basis aufgebauten Verfahren das in der Technik vorliegende Problem, nämlich die zuverlässige Vergütung mineralischer Bauteile in bezug auf Abriebfestigkeit und dadurch unterbundene Staubentwicklung (Bodenflächen), bei gleichzeitiger Gewinnung einer den allgemeinen Anforderungen genügenden Öl-, Wasser-und Säurebeständigkeit nur mit großem Zeitaufwand und zudem nicht ganz vollkommen zu lösen ist.
Demgegenüber zeichnet sich das nachstehend beschriebene, die Neuigkeit beanspruchende Verfahren dadurch aus, daß es die Aufgabe in kürzerer Zeit und vor allem ohne die erwähnten Mängel zu erledigen ermöglicht. Durch eine Kombination der ersten Stufe, nämlich Fluatierung bzw. saure Behandlung des Bodens, mit der zweiten Stufe, dem Auftragen der Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion, derart, daß beide Mittel vorher vereinigt werden, wird Zeit und Material gespart. Der z. B. einem neuen Boden schadende Nachwaschprozeß fällt ganz weg. Bereits auf den noch nassen ersten Film wird ein verstärkender zweiter Film aus reiner Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion aufgebracht. In der dritten Stufe des Verfahrens wird, ohne ein vollkommenes Durchtrocknen des vorgelegten Filmes abzuwarten, in der üblichen Weise ein dünner Film einer hochdispersen, ionogenen Emulsion auf Wachs- bzw. Wachs-Harz-Basis als Abschluß aufgetragen. Dieser Film gewährleistet bereits innerhalb von wenigen Stunden eine hervorragende Wasserfestigkeit.
Im einzelnen ist das Verfahren wie folgt zu kennzeichnen (Beispiel der Bearbeitung einer Bodenfläche) Der saubere, öl- und fettfreie Boden wird mit einer mageren, mindestens etwa 3-, vornehmlich 6%igen wässerigen Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion (nichtionogen), der man Fluate und (oder) Mineralsäuren (am besten Salzsäure, techn.) zusetzt, bis ein pH-Wert von < 4, vornehmlich 1 bis 2, erreicht ist, getränkt und die überstehende Flüssigkeit kräftig verbürstet. Die Feststoffe in der Dispersion bestehen zu mindestens 50% aus Kunststoff und/oder Wachs. Durch die Freisetzung der Kohlensäure einerseits und den Bürsteffekt andererseits wird die Tiefenwirkung begünstigt. Die staubbildenden Anteile werden aus dem Gefüge herausgelöst und in die äußere, sogenannte tragende Phase der Dispersion, die Säure bzw. saure Salzlösung aufgenommen. An Stellen, die durch die Borsten nicht erreicht werden (enge Poren), geht die bekannte Umsetzung säurelöslicher Bestandteile zu unlöslichen Fluatverbindungen ungehindert vor sich und wirkt wie beim normalen Fluatieren verdichtend. Der Überschuß der Dispersion braucht, im Gegensatz zum Nachwaschprozeß beim Fluatieren, nicht weggenommen zu werden. Ihr Gehalt an Salz und (oder) Säure wird beim Verdunsten des Wassers vom entstehenden Kunststoff- und (oder) Wachsfilm eingebettet, der zudem in der zweiten und dritten Stufe des Verfahrens noch eine wesentliche Verstärkung erfährt. Die Gefahr eines staubenden Abriebs ist dadurch praktisch ausgeschlossen. Bei der mitunter sehr intensiven Wechselwirkung der anorganischen Stoffe werden zwangläufig die in sehr feiner Verteilung vorliegenden Wachs- und (oder) Kunststoffteilchen in bereits vorhandene, zum Teil aber erst durch heraustretende Kohlensäure erschlossene Poren hineingetragen und verdichten, ohne bekanntlich das »Atmen« der Barunterliegenden Schichten zu verhindern. Sobald die Kohlensäureentwicklung dann abflaut und trotz Bürsten nicht mehr wesentlich gesteigert werden kann, wird, ohne ein Trocknen abzuwarten, in der zweiten Stufe des Verfahrens nochmal eine Wachs- und (oder) Kunststoffdispersion, jedoch ohne Fluat- bzw. Säurezusatz, mit einem Festkörpergehalt von mindestens 5°/o, höchstens 50%, vornehmlich 15°/o, aufgesprüht bzw. aufgestrichen und gleichmäßig verteilt. Den so gewonnenen Film läßt man bei guter Lüftung trocknen und verstärkt ihn gegebenenfalls (z. B. bei Rauhbeton) durch einen weiteren Film der gleichen Art. Sobald sich die Oberfläche trocken anfühlt, wird in der dritten Stufe des Verfahrens in bekannter Weise ein dünner Film einer rein wässerigen ionogenen Wachs- bzw. Wachs-Harz-Dispersion mit einem Festkörpergehalt von 3 bis 30'%, vornehmlich etwa 121/o, aufgetragen. Die schwach alkalisch bis nahezu neutral eingestellte Dispersion (Emulsion) quillt den Barunterliegenden Film an, wodurch die darin eingebetteten sauren Bestandteile zur Wirkung kommen und zunächst etwa vorhandenes freies Alkali (Ammoniak oder Amin) der ionögenen Emulsion neutralisiert wird. Darüber hinaus werden auch Teile des in der letzteren enthaltenen Emulgators (Oleat) gespalten und unter Umständen das ganze Emulsionssystem.bis zum »Brechen« verändert. Dadurch ist nicht nur eine innige Verankerung der Filme untereinander, sondern vor allem eine ausgezeichnete Wasserfestigkeit gewährleistet.
Die Behandlung nach genannter Art kann bei trockener Witterung in wenigen Stunden abgewickelt werden. Im Winter dauert sie maximal etwa 2 Tage. Sie ist, wie schon einleitend zum Ausdruck gebracht, keineswegs auf Böden beschränkt, vielmehr gilt alles Gesagte bei unwesentlicher Änderung der Auftragmethoden auch für Wände, Decken, Wandverputz, Bodenbelag- und Gehwegplatten, Fenstersimse und andere mineralische Bauteile.
Der mit der Erfindung erzielbare und die Patentfähigkeit begründende Fortschritt ist wie folgt zusammenzufassen Ein Nachwaschen innerhalb der ersten Verfahrensstufe erübrigt sich, so daß Arbeit, Material und Zeit gespart und ferner der schädigende Einfluß der Naßbehandlung auf noch nicht vollkommen abgebundene Beton-, Steinholzmassen usw. deutlich reduziert wird. Trotz dieser Vereinfachung ist eine Unterbindung jeglicher Staubentwicklung sowie gute Öl- und Säurefestigkeit gewährleistet. Gleichwohl ein reines Naßverfahren beibehalten und damit eine weitgehende Unabhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der zu behandelnden Materie gegeben ist, wird durch den dritten Film sehr rasch und sicher eine Wasserfestigkeit erzielt, die als beachtlicher Fortschritt gekennzeichnet werden kann. Auch alle übrigen, für die bisher gepflogenen Verfahren charakteristischen Effekte, wie besseres Aussehen, Rutschfestigkeit, leichte Reinigung und Pflege, Verbesserung der Wetter- und Frostbeständigkeit, Schonung und damit Werterhaltung der behandelten Materie, sind gegeben.
Falls die zu bearbeitenden Flächen gleichzeitig eingefärbt und damit geschönt werden sollen, färbt man die Dispersionen und Emulsionen mit Mineralfarben, Fettfarben, organischen Pigmentfarben und -(oder) wasserlöslichen Farbstoffen in der üblichen Weise an.
Zur Verhinderung von Bakterienwachstum und Schimmelbildung können entsprechende Konservierungsmittel, insbesondere im zweiten Arbeitsgang, zugesetzt werden.
Bei Bearbeitung alter, verschmutzter Flächen läuft man Gefahr, daß die in solchen Fällen erforderliche Vorreinigung (Entfettung) nicht überall vollkommen gelingt. Um dennoch eine möglichst gute Bindung der aufzutragenden Filme zu erzielen, setzt man der in der ersten Verfahrensstufe verwendeten Dispersion etwas nichtionogenen, etwa 0-,50/0, mindestens 0;01% Emulgator zu, der beim Verbürsten Fettreste einemulgiert und gleichzeitig sehr günstig als Netzmittel wirkt.
Magnesitgebundene Böden neigen bekanntlich sehr leicht zu Ausblühungen während der Abbindezeit, wodurch der Wert erheblich gemindert wird. Um diesem Übel zu begegnen und gleichzeitig frische, satte Farben, insbesondere bei bunt eingefärbten Wohnraumflächen, zu schaffen, wird das die Neuheit beanspruchende Verfahren allein dahingehend abgewandelt, daß der nach der ersten Verfahrensstufe vorliegende Überschuß der eingesetzten Dispersion entfernt wird.

Nachstehend einige Rezeptbeispiele zur näheren Kennzeichnung des Aufbaues. der in Frage kommenden Dispersionen und Emulsionen:

1. Verfahrensstufe

Beispiel 1

16,0 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion,

hochdispers, etwa 50%ig

1,0 Salzsäure, techn., 36%ig

1,5 Mg-Fluat, handelsüblich,

kristallin

81,5 Wasser

100,0 Gewichtsteile

Beispiel 2

9,0 Gewichtsteile wässerige PVC-Dispersion,

feindispers, etwa 650/aig

4,0 wässerige PVA-Dispersion, etwa

50%ig (überwiegend kolloidal)

1,5 Salzsäure, techn., etwa 36%ig

85,5 Wasser

100,0 Gewichtsteile

Beispiel 3

7,5 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion, etwa

45%ig

8,0 Wachs- bzw. Wachs-Harz-

Emulsion, nichtionogen

0,5 Al-Fluat, handelsüblich

0,6 Salzsäure, techn., etwa 36%ig

83,4 Wasser

100,0 Gewichtsteile

2. Verfahrensstufe

Beispiel 1

24,0 Gewichtsteile wässerige PVA-Dispersion,

kolloiddispers, etwa 50%ig

76,0 Wasser

100,0 Gewichtsteile

Beispiel 2

6,0 Gewichtsteile Esterwachs, vollsynthetisch,

hochschmelzend

2,0 22 mikrokristalliner Kohlen-

wasserstoff, nichtanoxydiert

0,5 Ammoniak, 25 0/0

1,0 Olein

0,3 Morpholin

90,2 Wasser

100,0 Gewichtsteile

Beispiel 3

2;0 Gewichtsteile Naturwachs, z. B. Espartowach

2,0 " _ mikrokristallines Wachs,

anoxydiert

8,5 Esterwachs, halbsynthetisch,

hochschmelzend

1,0 Olein

1,0 Morpholin

10,5 Schellacklösung, wässerig,

etwa 15%ig

75,0 Wasser

100,0 Gewichtsteile

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung abriebfester, öl-, säure- und wasserfester Bauteile mineralischen Ursprungs, vornehmlich zement- und magnesitgebundener Massen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit handelsüblichen Fluaten und (oder) Mineralsäuren sauer eingestellte Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion (nichtionogen) als Tränkungsmittel verwendet und der an der Oberfläche verbleibende Überschuß intensiv verbürstet wird, dann auf den noch nassen Film eine normale, wässerige Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion aufgebracht und abschließend auf den somit gewonnenen Überzug nach oberflächlichem Abtrocknen eine hochdisperse, sehr wasserfeste, ionogene Wachs- bzw. Wachs-Harz-Emulsion aufgetragen wird.
2. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Stufe eine Dispersion verwendet wird, die einen p$ Wert von < 4, vornehmlich etwa 1 bis 2, aufweist.
3. Verfahren nach 1, dadurch -gekennzeichnet, daß in der ersten Verfahrensstufe eine Dispersion verwendet wird, die einen Festkörpergehalt von mindestens 3°/o, vornehmlich etwa 6%, aufweist, wovon mindestens 50°/o aus Kunststoff und (oder) Wachs bestehen. 4. -Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Stufe des Verfahrens eine Kunststoff- und (oder) Wachsdispersion mit einem Festkörpergehalt von mindestens 5%, höchstens 50%, vornehmlich etwa 15%, aufgebracht wird. 5. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Stufe des Verfahrens eine rein wässerige, ionogene Wachs- bzw. Wachs-Harz-- Emulsion mit einem Festkörpergehalt von mindestens 3% und höchstens 300/0, vornehmlich etwa 120/0, verwendet wird: -6. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet; daß die zur Anwendung gelangenden Dispersionen bzw. Emulsionen mit Mineralfarben, Fettfarben, organischen Pigmentfarben und (oder) -wasserlöslichen Farbstoffen nach Bedarf eingefärbt werden. 7. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß den zur Anwendung gelangenden Dispersionen bzw. Emulsionen Konservierungsmittel zur Verhinderung von Bakterienwachstum und Schimmelbildung zugesetzt werden. B. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der ersten Verfahrensstufe verwendeten Dispersion mindestens 0,01'%, zweckmäßig etwa 0,5'°/o, eines nichtionogenen Emulgato@rs zugegeben werden. 9. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der ersten Verfahrensstufe auf einer magnesitgebundenen Masse verbleibende Dispersionsüberschuß weggenommen, im übrigen aber wie angegeben gearbeitet wird.