Farbiger Mörtel, sowie Verfahren zu seiner Herstellung. Nach vorliegender Erfindung kann ein billiger farbiger Mörtel in den verschieden sten Farben hergestellt werden.
Es ist bekannt, dass man durch Zusetzen verschiedener farbiger Stoffe zu Zement und Kalk farbige Mörtel herstellen kann. Diese bekannten färbenden Stoffe geben jedoch keine chemische Verbindung mit Zement und Talk und die erhältlichen Zement- und Kalk putze sind nur als farbengefüllte Produkte zu betrachten, bei denen nicht nur die. Mör teleigenschaften schwächer werden, sondern auch ein Schwinden der Färbung eintritt, da die meisten Farben durch den Einfluss von freiem Kalkhydroxyd verblassen. Bis heute waren farbige Mörtelputze, die die eben ge nannten Fehler nicht aufweisen, nicht be kannt.
Nach vorliegender Erfindung kann nun ein farbiger Mörtel hergestellt werden, der beim Verputzen seine Farben beibehält, ausserordentlich billig ist und in grossen :12engen industriell herstellbar ist. Erfindungsgemäss enthält der farbige Mörtel ein Bindemittel und farbige Stoff teilchen, welche mit einer künstlichen Schicht von Kieselsäure umhüllt sind.
Das Verfahren zu seiner Herstellung kann auf verschiedene Weise ausgeführt wer den, zum Beispiel indem die Kieselsäure ,durch Umsetzung von Säuren mit Wasser glas direkt auf solche farbige Substanzen niedergeschlagen wird. Es kann aber auch auf beliebige Weise hergestelltes Kieselsäure gel in wässeriger, mehr oder weniger feiner kolloidaler Dispersion auf die farbigen Sub stanzen niedergeschlagen werden.
Hierbei ist es möglich, in demselben Arbeitsgang bei Bildung von Kieselsäurehydrat auch künst liche Farben aus verschiedenen, Farbe bil denden Säuren und Salzen durch Umsetzung geeigneter Metallverbindungen mit Wasser glas zu erzielen und dieselben mit einer Kieselsäureschicht zu umhüllen.
Bei Her stellung von farbigem Mörtel aus Kiesel säureverbindungen direkt verwendet man am besten Mischungen von zwei Säuren, wovon die eine bei Zusatz, von geeigneten, umset zungsfähigen Metallverbindungen eine far bige Masse bildet und,die andere sich leicht verflüchtigen und die Eigenschaft besitzen muss, Kieselsäure aus ihrer Anhydridform zu lösen, das heisst in Hydratzustand überzu führen.
Die so erhältlichen verkieselten Farb stoffe können alsdann -durch Wärmeabgase oder Dampf von den Kieselsäurehydrat bil denden Säuren befreit oder mehr oder weni ger erhitzt werden; bis die freie Säure voll kommen entfernt ist. Diese farbigen, mit Kieselsäure mehr oder weniger oberflächlich bedeckten Farbstoffe können dann zu Zement undloder Kalk in mehrfachen Mengen zuge fügt werden, man erhält dann einen farbigen Mörtel, der seine Farbe behält, gute Festig keit besitzt und wesentlich billiger ist als die heutigen Zementfarben.
Durch folgende Beispiele wird das Ver fahren näher erläutert: <I>Beispiel 1:</I> 100 kg feiest gemahlenes rotes Ziegel mehl werden mit 1 bis 10 kg einer kolloida len oder nahezu kolloidalen Dispersion von Kieselsäuregel, das in einer Kolloidmühle direkt oder unter Zusatz von kleinen Mengen Stärke oder Casein hergestellt ist, mit einer nur zum Kneten genügenden Menge Wasser (zirka 100 kg) in einer Knet- oder Misch maschine benetzt, wodurch die kolloidale Dispersion von Kieselsäuregel in homogener Verteilung auf das Ziegelmehl niedergeschla gen wird.
Wenn das Ziegelmehl jetzt unter fortwährendem Umrühren oder durch Luft zug oder auf irgendeine andere Weise von dem überschüssigen Wasser befreit wird, so erhält man eine mit Kieselsäuregel mehr oder weniger bedeckte rote Tonoberfläche, die eine satte Farbe besitzt und eine gute Haft barkeit mit Zement und!oder Kalk aufweist. Nach vollständigem Eintrocknen werden nun auf 1 Teil Zement je nach der gewünschten Farbe und Festigkeit 2. bis 6 Teile des obigen kieselsäurehaltigen roten Mehls genommen.
Die Mischung lässt sich mit Wasser anrühren und gut@verarbeiten und bildet dann eine, aii den Wänden gut haftende Masse von röt licher bis roter Farbe und ist im Preis sehr niedrig.
Stellt man diesen Mörtel anstatt mit Zie gelmehl mit Graphit- oder-Koks- oder feinem Schiefermehl her, so erzielt man Färbungen von grau bis grauschwarz. Farbige Erden, wie Ocker, Eisenrot usw. liefern alle Töne zwischen rot, gelb und violett. Man kann für diese Zwecke nicht nur fein geschlämmte Farben, sondern auch gröbere verwenden. wenn es sich um einen Zusatz zu Zement und,!oder Kalk handelt und die Streichfähig keit der erhaltenen Masse Nebensache ist. <I>Beispiel 2:</I> Statt reines Kieselsäurehydrat in kolloi daler Verteilung laut.
Beispiel 1 zum Über ziehen der farbigen Massen anzuwenden kann eine Mischung von Kieselsäurehydrat und kohlensaurem Natron usw. genommen wer den laut folgender Ausführung: 30 Teile 33%igen Wasserglases werden mit der doppelten oder dreifachen Menge Wasser verdünnt und dann wird so lange Kohlensäure eingeleitet, bis das gesamte Wasserglas zu hydratisiertem Kieselsäure gel und kohlensaurem Natrium (oder Kalium) umgewandelt ist.
Zu obiger Mischung wer den alsdann direkt 100 Teile graues, fein gemahlenes .Schiefermehl oder Eisenocker (gelb) oder Eisenoxyd (rot) zugefügt, bis eine pastenförmige, gleichmässige Durchträn- kung des Farbstoffes mit Kieselsäurehydrat erfolgt ist. Nach einer gewissen Einwir kungsdauer (1 bis 10 Stunden) kann dann das wasserlösliche kohlensaure Natrium mit- telst Wasser ausgelaugt werden, ohne das Kieselsäuregel mitzureissen. Das Auslaugen .der kohlensauren Salze kann mittelst Wasser durch Rieseln oder in einer Zentrifuge<B>USW.</B> ausgeführt werden.
An Stelle von Kohlensäure können auch andere gasförmige Säuren wie schweflige Säuren, Salzsäuregas usw. oder deren wässe rige Lösungen, ferner Schwefelsäure, Phos- phorsäure, Chromsäure, Borsäure in ihren wässerigen Lösungen angewendet werden, um Kieselsäurehydrat aus Wasserglas auszu scheiden unter Bildung von wasserlösliehen und auslaugbaren Salzen mit dem Kation. des Wasserglases (Natrium, Kalium). Der so laut obigem Verfahren hergestellte färbige Teil wird dann mit einem hydraulisch wir kenden Bindemittel vermischt.
<I>Beispiel 3:</I> 1'00 Teile Trass werden mit 20 bis 50 Tei len 50 % iger Salzsäure in einem salzsäure festen Gefäss oder in einer Trommel zusam mengeknetet und in solcher Weise längere Zeit liegen gelassen. Wünscht man den Pro zess zu beschleunigen, so unterwirft man obige Mischung einer Erhitzung mit Wasser dampf ohne oder mit Anwendung von Druck. Hierbei wird die Kieselsäure des Trasses nicht nur hydratisiert, sondern auch teilweise gelöst.
Zu diesen 100 Teilen hydratisierten, sowie gelösten Trasses werden nun<B>100</B> bis 200 Teile Graphit- oder Kokspulver oder ein anderes, auf Salzsäure nicht reagierendes Farbmittel, zum Beispiel weisses Porzellan- oder Fayencenmehl zugefügt. Durch diese Zumischung wird die feuchte Masse halb trocken, und man erhält ein mehr oder weni ger halbtrockenes, vollkommen verteilbares Pulver. Dieses Pulver birgt in seinen Poren Salzsäure und Kieselsäure. Setzt man daher dieses. Pulver der Einwirkung von Wind und Sonne aus, so verflüchtigt sich die Salzsäure und es bleibt ein trockenes, mit Kieselsäure umhülltes Graphit-, Koks- oder Tonpulver nach.
Das schnellere Abdampfen der über schüssigen Säure kann mit überhitztem Was serdampf bei fortwährendem Umrühren be wirkt werden. Das so erhaltene Graphit- oder Kokspulver wird, wie in Beispiel 1 als Zu satz zu Zement und/oder Kalk verwendet, und liefert einen grau bis grauschwarz ge färbten Mörtel. Beispiel <I>4:</I> 100 Teile Trass werden mit 20 bis 50 Tei len 50%iger Schwefelsäure behandelt und wie in Beispiel 3 aufgeschlossen. Nachdem genügend Kieselsäure gelöst ist, führt man Bariumkarbonat zu.
Es bildet sich dann durch Umsetzung von Bariumkarbonat mit freier Schwefelsäure zuerst schwefelsaures Barium, welches aber im Moment der Ent stehung mit der freien Kieselsäure impräg niert wird. Als Endresultat entsteht eine mehr oder weniger weisse Farbe. Es muss aber dafür Sorge getragen werden, dass nur soviel Bariumkarbonat zugeführt wird, wie zur Neutralisation der Schwefelsäure benö tigt wird. Nach Eintrocknen wird die Mi schung zu Zement und4roder Kalk zugefügt und als weisser Mörtelputz in den Handel gebracht.
Selbstverständlich können auch andere Stoffe, wie Zinkoxyd undjoder Litho- pone in trockener Form zugefügt werden und zusammen verkieselt werden, um die weisse Farbe noch zu verbessern.
Verwendet man statt Bariumkarbonat Eisenkarbonat oder Fisenhydroxyd als Neu tralisationsmittel, so erhält mann Umsetzun gen zu schwefelsaurem Eisen. Nach der Neu tralisation muss: dann, um eine Farbe zu er halten, auf Glühtemperatur erhitzt werden. Man erhält je nach Art des zugefügten Eisensalzes und dem Grad der Erhitzung gelblich bis rötlich variierende Farbtöne. Mit andern Mineralsalzen erhält man andere Farbtöne, zum Beispiel mit Kupfer grün lichbau usw.
<I>Beispiel 5:</I> 100 Teile Trass werden mit 5 Teilen Salzsäure und 1 Teil Chromsäure und 20 bis 50 Teilen Wasser gemischt, und zwar kalt oder bei erhöhter Temperatur, bis. die ge wünschte Menge freier Kieselsäure im Was ser festgestellt wird. Alsdann fügt man Zinkkarbonat allein oder gemischt mit Eisen karbonat in solchen Mengen zu, dass .die Chromsäure gebunden wird. Es bildet sich gelbes, chromsaures Zink, das sich auf den nicht gelösten Trass niederschlägt, während das in der Salzsäurelösung enthaltene Kiesel säuregel diese Farbe sofort imprägniert.
Die Masse kann dann direkt durch Luft oder durch heissen Dampf getrocknet und dem Entwässerungsprozess unterworfen werden. Die letzten Spuren von Salzsäure können auch durch Zusatz von Bleisalzen gebunden werden. Auf diese Weise erhält man eine hellgelbe, sehr beständige Farbe. Der so her gestellte farbige Teil wird dann umgewan delt in farbigen Mörtel, indem man ihm ein Bindemittel hinzufügt.
Das Verfahren kann auch anstatt mit Zink mit andern Mineralsalzen, die Gelb lie fern, zum Beispiel Kadmium, Blei und Eisen ausgeführt werden. Selbstverständlich kön nen bei Anwendung von Chromsäure ausser Gelb auch andere Farben erzielt. werden, wenn man den Reaktionsverlauf in geeigne ter Weise verändert.
Statt Säuren können zum Aufschliessen von Trass, Kieselgur usw. für obige Zwecke auch saure Alkalisalze verwendet werden.
Die Anwendung dieser farbigen Mörtel erstreckt sich nicht nur auf den Gebäudebau. sondern die farbigen Mörtel können auch zur Herstellung von Zement- undloder Kalk gegenständen dienen, wie zum Beispiel Ze mentröhren, Zementmaste, Zementdachsteine, Zementplatten usw., sie werden auch bei Kanalisationsbauten usw.
verwendet. Bei der letztgenannten Verwendungsmöglichkeit wird besonders die erhöhte chemische uTider- standskraft, die diese farbigen Mörtel be sitzen, geschätzt. Es kann auch ein farbiger Mörtel hergestellt werden, wenn die stark. mit Kieselsäure umhüllten farbigen Stoffe zu Zementkombinationen zugefügt werden und zusammen bis mindestens zur Sinte- rungstemperatur erhitzt werden, um sie als dann erkalten zu lassen. Man erhält nach der Feinmahlung einen fertigen farbigen Zement.
Colored mortar, as well as the method of its manufacture. According to the present invention, a cheap colored mortar can be made in various colors.
It is known that colored mortars can be made by adding various colored substances to cement and lime. However, these known coloring substances do not give a chemical connection with cement and talc and the available cement and lime plasters are only to be regarded as color-filled products, in which not only. Mortar properties become weaker, but the color also fades, since most colors fade due to the influence of free calcium hydroxide. To this day, colored mortar plasters that do not have the defects mentioned above were not known.
According to the present invention, a colored mortar can now be produced which retains its colors when plastered, is extremely cheap and can be industrially produced in large quantities. According to the invention, the colored mortar contains a binder and colored substance particles which are coated with an artificial layer of silica.
The process for its preparation can be carried out in various ways, for example by the silica, by reacting acids with water glass, is deposited directly on such colored substances. However, silica gel prepared in any manner can also be precipitated on the colored substances in aqueous, more or less fine colloidal dispersion.
It is possible to achieve artificial colors from different, color-forming acids and salts by reacting suitable metal compounds with water glass in the same operation with the formation of silicic acid hydrate and to coat them with a layer of silica.
When producing colored mortar from silicic acid compounds directly, it is best to use mixtures of two acids, one of which forms a colored mass when suitable, reactive metal compounds are added and the other must be easily volatilized and must have the property of silicic acid to dissolve from their anhydride form, that is, to convert them into the hydrated state.
The silicified dyes obtainable in this way can then be freed from the acids forming silicic acid hydrate or heated to a greater or lesser extent by heat exhaust gases or steam; until the free acid is completely removed. These colored dyes, more or less superficially covered with silicic acid, can then be added to cement and / or lime in multiple amounts, resulting in a colored mortar that retains its color, has good strength and is much cheaper than today's cement paints.
The process is explained in more detail by the following examples: <I> Example 1: </I> 100 kg of ground red brick flour are mixed with 1 to 10 kg of a colloidal or almost colloidal dispersion of silica gel that is directly or under Addition of small amounts of starch or casein is made, wetted with just enough water for kneading (approx. 100 kg) in a kneading or mixing machine, whereby the colloidal dispersion of silica gel is deposited homogeneously on the brick dust.
If the brick dust is now freed from the excess water with constant stirring or by drawing air or in any other way, a red clay surface is obtained, more or less covered with silica gel, which has a rich color and good adhesion with cement and! or has lime. After it has completely dried out, 2 to 6 parts of the above silicic acid-containing red flour are added to 1 part of cement, depending on the desired color and strength.
The mixture can be mixed with water and processed well and then forms a mass of reddish to red color that adheres well to the walls and is very low in price.
If this mortar is made with graphite or coke or fine slate flour instead of brick flour, the color ranges from gray to gray-black. Colored earths such as ocher, iron red etc. produce all tones between red, yellow and purple. You can use not only finely slurried paints, but also coarser paints for this purpose. if it is an additive to cement and,! or lime and the spreadability of the mass obtained is secondary. <I> Example 2: </I> instead of pure silicic acid hydrate in colloidal distribution according to.
Example 1 to apply the colored masses using a mixture of silicic acid hydrate and carbonate of soda etc. can be used as follows: 30 parts of 33% water glass are diluted with twice or three times the amount of water and carbonic acid is introduced until all of the water glass is converted to hydrated silica gel and carbonate of sodium (or potassium).
100 parts of gray, finely ground slate meal or iron ocher (yellow) or iron oxide (red) are then added directly to the above mixture until the dye is uniformly saturated with silicic acid hydrate in paste form. After a certain period of exposure (1 to 10 hours), the water-soluble carbonic acid sodium can be leached with water without dragging the silica gel with it. The leaching of the carbonic acid salts can be carried out using water through trickling or in a centrifuge <B> ETC. </B>.
Instead of carbonic acid, other gaseous acids such as sulphurous acids, hydrochloric acid gas etc. or their aqueous solutions, also sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, boric acid in their aqueous solutions can be used in order to separate silicic acid hydrate from water glass with the formation of water-soluble and leachable salts with the cation. of the water glass (sodium, potassium). The colored part produced according to the above process is then mixed with a hydraulically we kenden binder.
<I> Example 3: </I> 1'00 parts of trass are kneaded together with 20 to 50 parts of 50% hydrochloric acid in a hydrochloric acid-proof vessel or in a drum and left in this way for a longer period of time. If one wishes to accelerate the process, the above mixture is subjected to heating with steam with or without the application of pressure. During this process, the silica in the line is not only hydrated, but also partially dissolved.
<B> 100 </B> to 200 parts of graphite or coke powder or another colorant that does not react to hydrochloric acid, for example white porcelain or faience flour, are now added to these 100 parts of hydrated and dissolved trass. This admixture makes the moist mass semi-dry, and a more or less semi-dry, completely distributable powder is obtained. This powder contains hydrochloric acid and silica in its pores. So if you put this. Powder from the action of wind and sun, the hydrochloric acid evaporates and a dry graphite, coke or clay powder coated with silica remains.
The faster evaporation of the excess acid can be achieved with superheated water vapor with continuous stirring. The graphite or coke powder thus obtained is used, as in Example 1, as an additive to cement and / or lime, and provides a gray to gray-black colored mortar. Example <I> 4: </I> 100 parts of trass are treated with 20 to 50 parts of 50% sulfuric acid and digested as in Example 3. After enough silica has dissolved, barium carbonate is added.
By reacting barium carbonate with free sulfuric acid, barium sulfuric acid is first formed, which is, however, impregnated with the free silica at the moment of formation. The end result is a more or less white color. However, care must be taken that only as much barium carbonate is added as is required to neutralize the sulfuric acid. After it has dried up, the mixture is added to cement and lime and sold as a white mortar plaster.
Of course, other substances such as zinc oxide and i or lithopone can also be added in dry form and silicified together in order to improve the white color even more.
If, instead of barium carbonate, iron carbonate or iron hydroxide is used as a neutralizing agent, it is converted into sulfuric iron. After neutralization: Then, in order to maintain a color, it must be heated to the annealing temperature. Depending on the type of iron salt added and the degree of heating, yellowish to reddish color shades are obtained. With other mineral salts you get other shades, for example with copper green lichens etc.
<I> Example 5: </I> 100 parts of trass are mixed with 5 parts of hydrochloric acid and 1 part of chromic acid and 20 to 50 parts of water, cold or at an elevated temperature to. the desired amount of free silica in the water is determined. Then add zinc carbonate alone or mixed with iron carbonate in such quantities that the chromic acid is bound. Yellow, chromic zinc is formed, which is deposited on the undissolved trass, while the silica gel contained in the hydrochloric acid solution impregnates this color immediately.
The mass can then be dried directly by air or by hot steam and subjected to the dehydration process. The last traces of hydrochloric acid can also be bound by adding lead salts. In this way, a light yellow, very stable color is obtained. The colored part produced in this way is then converted into colored mortar by adding a binding agent.
Instead of using zinc, the process can also be carried out with other mineral salts which produce yellow, for example cadmium, lead and iron. Of course, when using chromic acid, colors other than yellow can also be achieved. if the course of the reaction is changed in a suitable manner.
Instead of acids, acidic alkali salts can also be used to break up trass, kieselguhr etc. for the above purposes.
The application of these colored mortars does not only extend to building construction. Instead, the colored mortars can also be used to manufacture cement and / or lime objects, such as cement pipes, cement masts, cement roof tiles, cement slabs, etc., they are also used in sewer construction, etc.
used. In the latter case, the increased chemical resistance that these colored mortars have is particularly valued. A colored mortar can also be made if that is strong. Colored substances coated with silica are added to cement combinations and heated together to at least the sintering temperature in order to then let them cool down. After fine grinding, a finished colored cement is obtained.