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Dokumentenidentifikation DE10146408B4 23.03.2006
Titel Gefärbtes Quarzkorn und seine Verwendung
Anmelder Fritz Herrmann GmbH & Co. Betonsteinwerke KG, 07607 Eisenberg, DE
Erfinder Ulitzsch, Jörg, 07607 Eisenberg, DE;
Steinert, Reinhard, 07607 Eisenberg, DE
Vertreter Liedtke, K., Dr.-Ing., Pat.-Anw., 99096 Erfurt
DE-Anmeldedatum 20.09.2001
DE-Aktenzeichen 10146408
Offenlegungstag 17.04.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.03.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.03.2006
IPC-Hauptklasse C04B 14/36(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Quarz-Farbkorn zur Farbgestaltung von Baustoffen und Bauelementen.

Die Erfindung wird zur Herstellung eines Quarz-Farbkorns angewendet, welches vorzugsweise zur Oberflächengestaltung von Bauelementen oder Einfärbung von Putzen sowie Dekor-Schüttgut verwendet wird.

Im Stand der Technik ist es bekannt, für die Oberflächengestaltung von Bauelementen, für die Herstellung farbiger Putze und für die Gestaltung von Freiflächen natürliche Materialien mit geeigneter Körnung einzusetzen. Insbesondere ist in der Betonindustrie der Einsatz von natürlichen Farbsplitten bekannt.

Nachteilig ist beim Einsatz natürlicher Materialien, dass nur Farbgestaltungen möglich sind, die bei natürlichen Gesteinen vorliegen und dass Schwankungen in den Eigenschaften der natürlichen Materialien auftreten, so dass für Ersatzlieferungen farbige Abweichungen nicht vermieden werden können. Die Verfügbarkeit und Reproduzierbarkeit der Farbgebung der oben genannten Bauelemente ist dadurch eingeschränkt.

Insbesondere in der Betonindustrie wurde deshalb bereits versucht verschiedene Farbgestaltungen durch Einfärben von Sanden mit bestimmten Farbstoffen zu erreichen. Hierzu besteht eine Reihe von Veröffentlichungen.

Nach DE 40 18 619 A1 sind Verfahren und Mittel zur oberflächlichenkünstlichen Färbung der Sande und anderer mineralischer Zuschlagstoffe und Verfahren des Auflegens der Kunstharzputze, Einlegearbeiten, Mosaiken im Bauwesen, die künstlich gefärbten Sande oder andere Zuschlagstoffe enthalten bekannt, bei denen zur Färbung von Sanden bzw. Zuschlagstoffen Pigmentfarbstoffe mittels Polyesterharzen und organischen Lösungsmitteln aufgetragen werden.

Nach EP 0 271 921 A2 und nach DE 36 43 632 A1 sind Bodenbeschichtungsmaterialien für Innen- und Außenanwendungen, bestehend aus einer Sandmischung aus natürlichen und/oder gefärbten Sandkörnern, einem Bindemittel und ggf. Zusatzstoffen zur Herstellung farbiger und am Boden verfestigter Bodenbeläge mit einer durchsichtigen Sandkörnerummantelung bekannt, wobei eine einkomponentige, wässrige, selbstvernetzende Polymerisationsdispersion als Bindemittel vorgesehen ist.

Nach AT-PS 283 176 ist ein Verfahren zur Herstellung metallisierter bzw. pigmentierter körniger Mineralstoffe bekannt, bei dem einzelne Körner durch ein Gemisch aus Kunstharzlack und entweder feinteiligem Metall- oder Legierungspulver oder anorganischen Buntpigmenten umhüllt werden.

Nach DE 26 38 803 B1 ist ein Verfahren zum Einfärben oder Umfärben von insbesondere farblosen oder schwach gefärbten mineralischen Kiesen bekannt, bei dem mineralische Kiese mit Mischungen aus Kunstharzen und Farbpigmenten überzogen werden, und bei dem fluoreszierende Pigmente verwendet werden.

Nachteilig beim vorgenannten Stand der Technik sind die aus der Verwendung von Kunstharz als Bindemittel resultierende mangelhafte Dauerbeständigkeit der Farbechtheit sowie die mangelhafte Festigkeit der eingefärbten Sande.

Nach DE-AS 22 41 712 ist ein Verfahren zur Herstellung von Farbsanden bekannt, bei dem Gesteine oder gesteinsbildende mineralische Rohstoffe mit gefärbten Bestandteilen mit einer pigmenthaltigen Farbflüssigkeit eingefärbt werden und durch Erhitzen eine Aufhellung von dunklen Bestandteilen erreicht wird, wobei das Erhitzen bei Temperaturen von 500–1.350 °C erfolgt und zum Einfärben eine Kunstharzpigmentdispersion verwendet wird.

Nachteilig sind dabei der hohe technologische Aufwand des Erhitzens sowie die aus möglichen Schwankungen von Intensität und Dauer der Erhitzung resultierenden Schwankungen in Farbeindruck und Helligkeit des Farbsandes.

Nach DE-PS 956 923 ist ein Verfahren zum Aufgingen eines Überzug auf Sande, Kiese und Hartgesteine bekannt, bei dem Farbpigmente mit Netzmitteln und Metallsalzlösungen in unlösliche Verbindungen in Form eines geschlossenen Films überführt werden und mit diesem Material Gesteinssande einfärbt werden.

Nachteilig sind dabei ebenfalls der hohe technologische Aufwand, die mangelhafte Dauerbeständigkeit der Farbechtheit sowie die mangelhafte Festigkeit der eingefärbten Sande.

Bei allen bekannten Verfahren ist nachteilig, dass es nicht möglich ist, vorbestimmte Körnungsgrößen herzustellen.

Ferner ist nach 196 32 711 A1 ein Zuschlagstoff für Leichtbeton bekannt, bei der einen zementgebundene Beschichtung aus Zement, Betonzusatzstoffen und Farbpigmenten verwendet wird.

In DE 197 35 063 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines umhüllten Zuschlagstoffs für Konstruktionsbeton beschrieben, bei dem ebenfalls eine Beschichtung aus Zement, Betonzusatzstoffen und Farbpigmenten verwendet wird, bei dem Zuschlagstoffe mit dichtem Gefüge, wie Quarzit, Kalkstein, Sandstein, Basalt, Porphyr, Granit und dergleichen, eingesetzt werden.

Die DE 198 44 073 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Bodenbelagelementes aus Beton, der wenigstens einen Zuschlag in einer Zementmatrix enthält, wobei der Beton in der Zementmatrix einen in der Farbgebung vom Beton abweichenden Zuschlagstoff enthält.

In DE 28 12 496 A1 ist ein Verfahren zum Einfärben mineralischer Kiese angegeben, bei dem die Kiese in einer Tellermischmaschine angefeuchtet werden und Bindemittel-Pigmentpasten und/oder Farbpigmente hinzugefügt werden und anschließend die Einfärbung mit Kunstharzsystemen abbindet.

Bei diesen Verfahren ist nachteilig, dass die erreichbare Farbskala auf die in der Natur vorkommenden Färbungen begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares Quarz-Farbkorn anzugeben, mit dem eine hohe Vielfalt und Reproduzierbarkeit der Farbeigenschaften erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Quarz-Farbkorn, der die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist und mit den Verwendungen der Ansprüche 5 und 6 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Herstellung des Quarz-Farbkornes erfolgt, indem die im Anspruch 1 genannten Komponenten intensiv gemischt und unter Zusatz von Wasser zu einem verdichtungsfähigen Material verarbeitet werden. Nach dem Verdichten erfolgt die Aushärtung und die Herstellung des Quarz-Farbkornes durch Zerkleinern und Klassieren in die gewünschten Korngrößenklassen.

Die Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Hierzu zählen insbesondere:

  • 1. Durch Variation der Rezeptur ist eine unbegrenzte Vielfalt für die Gestaltung der Quarz-Farbkörner erreichbar, wobei sowohl die Farbe von Naturstoffen nachgebildet als auch natürlich nicht vorkommende Farbgestaltungen hergestellt werden können.
  • 2. Durch die Verwendung von transparentem Sand werden Farbschwankungen vermieden, so dass das Quarz-Farbkorn mit hoher Reproduzierbarkeit seiner Eigenschaften hergestellt werden kann.
  • 3. Das Quarz-Farbkorn besteht aus einem homogenen Material, das sich auch bei Abrieb bzw. Zerkleinerung seine Oberflächenausbildung nicht oder nur unwesentlich verändert.
  • 4. Das Quarz-Farbkorn lässt sich kostengünstig für eine Vielzahl von Anwendungsfällen einsetzen. Besonders geeignet ist es für die Oberflächengestaltung von Bauelementen, für Putze sowie als Dekor-Schüttgut.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Dazu zeigt

1 einen schematisierten Verfahrensablauf zur Herstellung des Quarz-Farbkorns.

Bei dem in 1 dargestellten Verfahrensablauf werden die Rohstoffe verschiedenen Bunkern entnommen und dem Mischer 5 zugeführt. Dabei wird einem Sandbunker 1 Transparenzsand 0/2, einem Zementbunker 2 Zement, einem Farbstoffbunker 3 Farbpigmente und einem Zusatzmittelbunker 4 Betonzusatzmittel entnommen. Dem Mischer 5 wird außerdem Wasser zugeführt. Das Mischungsverhältnis der dem Mischer 5 zugeführten Stoffe beträgt im Beispiel: Quarzsand 1.760 kg/m3, Zement 350 kg/m3, Farbpigmente 14 kg/m3, Zusatzmittel 0,9 kg/m3 und Wasser 160 kg/m3.

Die Korngröße des Quarzsandes beträgt bis 2 mm. Nach dem Durchmengen der dem Mischer 5 zugeführten Stoffe wird das entstandene Mischgut in Formen 6 gefüllt, die dort in einem Härtevorgang 7 zu Formkörpern aushärten. Nach Erreichen einer bestimmten Festigkeit wird das abgebundene Mischgut den Formen 6 entnommen und in einem zweistufigen Prozess zerkleinert. Dabei erfolgt in einer Klassierungseinrichtung 9 eine Klassierung in die Korngrößenklassen 0 bis 1 mm, 1 bis 3 mm und 3 bis 6 mm.

Die separierten Kornfraktionen werden jeweils in einem der Silos 10, 11 und 12 gelagert.

1Sandbunker 2Zementbunker 3Farbpigmentbunker 4Betonzusatzmittelbunker 5Mischer 6Formen 7Härtung 8Zerkleinerungseinrichtung 9Klassierungseinrichtung 10,11,12Silos für Quarz-Farbkorn

Anspruch[de]
  1. Gefärbtes Quarzkorn, hergestellt, indem

    • ein Gemisch aus transparentem Quarzsand mit einer Körnung bis 2 mm, Zement, Farbpigmenten und Betonzusatzmitteln in einem Mischer mit Wasser versetzt wird, wobei der Anteil an transparentem Quarzsand an der Wasser enthaltenden Mischung 1200 bis 2000 kg/m3 beträgt.

    • beim Mischen eine Ausbildung von Formkörpern mittels Verdichtung erfolgt,

    • die Formkörper nach ihrer Aushärtung zerkleinert

    • und in Korngrößen bis 45 mm klassiert werden.
  2. Gefärbtes Quarzkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es in Korngrößen bis 6 mm vorliegt.
  3. Gefärbtes Quarzkorn nach Anspruch 1 oder 2, hergestellt aus einer Mischung von

    300 bis 400 kg/m3 Zement,

    120 bis 180 kg/m3 Wasser,

    1200 bis 2000 kg/m3 transparentem Quarzsand,

    10 bis 18 kg/m3 Farbpigmenten und

    bis 2 kg/m3 Zusatzmittel.
  4. Gefärbtes Quarzkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch zur Herstellung des Quarzkorns zusätzlich Quarzsplitt enthält.
  5. Verwendung des gefärbten Quarzkorns nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Zuschlagstoff in Putzen.
  6. Verwendung des gefärbten Quarzkorns nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Dekor-Schüttgut.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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