DE102005052397A1 - Mischung zur Herstellung einer Füll- oder Bindemasse, insbesondere zur Herstellung einer Trockenmischung eines selbstreinigenden Mörtels, Zuschlagstoff für eine solche Mischung und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mischung zur Herstellung einer Füll- oder Bindemasse, insbesondere zur Herstellung einer Trockenmischung eines selbstreinigenden Mörtels, umfassend ein Bindemittel, einen körnigen Zuschlagstoff sowie mindestens einen Zusatz, der aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel gebildet ist. Um eine Mischung zu schaffen, die sich bei hoher photokatalytischer Wirkung durch einen geringen Herstellungsaufwand auszeichnet, wird vorgeschlagen, dass die Körner des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel enthält.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischung zur Herstellung einer Füll- oder Bindemasse, insbesondere zur Herstellung einer Trockenmischung eines selbstreinigenden Mörtels, umfassend ein Bindemittel, einen körnigen Zuschlagstoff sowie mindestens einen Zusatz, der aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel gebildet ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Zuschlagstoff für eine solche Mischung und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Eine Mischung der eingangs genannten Art ist aus der US 2004/0101683 A1 bekannt. In diesem Dokument wird eine photokatalytisch wirkende granulare Mischung zur Herstellung von Zement und Beton beschrieben. Diese Mischung wird dem Bindemittel beigegeben und besteht aus zwei Körnungen des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit unterschiedlicher BET-Oberfläche. Als Bindemittel wird Zement, als Zuschlagstoff Sand verwendet, die dann im Labor in üblicher Weise mit Wasser versetzt und zu einer Füll- oder Bindemasse verarbeitet werden. Die photokatalytische Wirkung des Titandioxids wird anhand der Bleichung künstlicher Farbstoffe in aus der Füll- oder Bindemasse hergestellten Probekörpern nachgewiesen. Auch eine aus der Mischung hergestellte Glasur ("coating") für nicht titandioxidhaltige Erzeugnisse wird beschrieben.
• Es sind auch andere Füll- und Bindemassen bekannt, die spezielle Zusammensetzungen im Hinblick auf eine Verwendung zur Verfugung aufweisen. Fugen besitzen, insbesondere für aus Fliesen oder Platten gebildete keramische Flächen, eine hohe Bedeutung im Hinblick auf die Festigkeit der Fläche, für den Schutz gegen Eindringen von Wasser, vor allem des unter den Fliesen oder Platten liegenden Verlegemörtels, sowie unter dem Aspekt der Gesamtgestaltung der Fläche. Im Vergleich zur Keramik stellt die Fuge allerdings auch eine Schwachstelle in Bezug auf die Sauberkeit der Fläche, sowie auf das mögliche Wachstum von Algen, Pilzen und Bakterien dar. Es gibt verschiedene Arten von Fugen, die im Hinblick auf die vorgenannten Punkte ein jeweils unterschiedliches Eigenschaftsbild zeigen.
• So ist zunächst die sogenannte "normale", zementäre Fuge bekannt. Während früher nur mit einem Gemisch aus Sand und Zement gearbeitet wurde, gibt es für deren Herstellung heute fertige Fugenmörtel, die nach ihrer Anwendung unterschieden werden. Je nach Fugenbreite kommen als Füllstoffe beispielsweise feingemahlene carbonatische, teilweise weiße Füllstoffe, oder Quarzsande zum Einsatz. Bei den meisten normalabbindenden Fugenmörteln kommen als Bindemittel weiße oder graue Portlandzemente zum Einsatz, die dann, eingesetzt im fertig gemischten Fugenmörtel, entsprechend eventuell gewünschter Farbtöne pigmentiert werden können. Schnellbindende Fugenmörtel können, ähnlich wie die Schnellkleber, eine Bindemittelkombination enthalten, die eine schnellere Begeh- und Belastbarkeit ermöglichen. Die verschiedenen Mörtel können auch Zusätze enthalten, wobei zwischen Zusatzmitteln und Zusatzstoffen unterschieden wird. Zusatzmittel ändern infolge chemischer und/oder physikalischer Wirkung die Mörteleigenschaften und werden flüssig oder pulverförmig beigegeben. Bekannte Zusatzmittel sind beispielsweise Dispersionspulver, durch die eine bestimmte Flexibilität eingestellt werden kann. Zusatzstoffe werden im Gegensatz zu Zusatzmitteln in größeren Mengen zugegeben. Es handelt sich dabei vorwiegend um Baukalke, Gesteinsmehle oder – wie erwähnt – Pigmente. Die beschriebenen Fugenmörtel unterliegen der Norm EN 13888 "Fugenmörtel für Fliesen und Platten – Definitionen und Festlegungen" sowie weiteren Normen, wie EN 12808, Teil 2 bis 5 "Klebstoffe und Fugenmörtel für Fliesen und Platten" und DIN 12004 "Mörtel und Klebstoffe für Fliesen und Platten – Definitionen und Spezifikationen". Solchermaßen gefertigte zementäre Fugen sind zwar in der Produktion sehr kostengünstig herstellbar, in der Fuge werden aber Wasser und Verschmutzungen aller Art sehr leicht aufgenommen und die Reinigung gestaltet sich aufwändig, da es nach einem Schmutzeintrag zum Wachstum von Bakterien und Algen kommen kann, die die Fuge durchsetzen.
• Des Weiteren ist es bekannt, bei Fugen eine hydrophobe Einstellung vorzunehmen, was dazu führt, dass das Wasser in Tropfen abperlt. Diese Erscheinung wird auch als "Lotuseffekt" und diese Art der Fugenausführung als "Duschdicht- oder Perlfuge" bezeichnet. Dadurch, dass das Wassereindringen deutlich verzögert wird, perlt auch oberflächlicher Schmutz mit dem Wasser ab. Mit der Fuge sind jedoch auch einige Nachteile verbunden. Können beispielsweise die Tropfen nicht ablaufen, so verdunstet das Wasser und es bleiben konzentrierte Schmutzreste und Kalkablagerungen zurück. Außerdem ist die eingestellte Hydrophobierung oft nicht dauerhaft und die wasserabweisende Wirkung ist im Allgemeinen mit einer lipophilen Wirkung gekoppelt, was dazu führt, dass Fette und Öle fest an der Fugenoberfläche haften bleiben und einen Nährboden für Mikroorganismen bilden können.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich bei hoher photokatalytischer Wirkung durch einen geringen Herstellungsaufwand auszeichnet und die insbesondere zur Herstellung von Fugen für Fliesen und Platten geeignet ist.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Körner des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel enthält.
• Die Grundlage für die Erzielung der photokatalytischen Wirkung der erfindungsgemäßen Mischung, insbesondere bei ihrer Verwendung zur Herstellung einer Fuge, bildet der Einsatz des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels. Vorzugsweise kann dabei in der Schicht Titandioxid verwendet werden, das insbesondere in einer speziellen, sogenannten Anatase-Kristallstruktur vorliegen kann und im Nanopartikel-Bereich eingesetzt wird. Ein solches Titandioxid zeigt in Bezug auf eine sogenannte "Selbstreinigung" zwei unterschiedliche Wirkungsweisen. Zunächst führt es – im Gegensatz zu den für die hydrophobe Fuge beschriebenen Erscheinungen – zu einer Verkleinerung des Randwinkels von Wasser auf einer Fugenoberfläche, da es die freie Adhäsionsenergie der Oberfläche erhöht bzw. die Oberflächenspannung vermindert. So bildet auftreffendes Wasser keine Tropfen, sondern breitet sich als Film auf der Oberfläche aus. Hierdurch wird eine Unterwanderung des Schmutzes erreicht. Diese Wirkungsweise ähnelt dem Verhalten des Wassers beim Einsatz von Tensiden. Fette und Öle werden ebenfalls angenommen, können aber leicht vom Wasser unterwandert werden. Die auf dieser Hydrophilisierung beruhende Reinigungswirkung tritt bei der erfindungsgemäßen Mischung jedoch gegenüber der photokatalytischen Reinigungswirkung des Titandioxids in den Hintergrund, wobei diese unter anderem darin besteht, dass eine Reaktion, bei der Wassermoleküle unter Lichteinwirkung unter Freisetzung von atomarem Sauerstoff aufgespalten werden, aktiviert wird. Dadurch kann vorteilhafterweise organischer Schmutz vermindert bzw. ganz entfernt werden, ebenso wie Bakterien, Algen und Pilze. Eine entsprechend hergestellte Fuge ist dabei für alle senkrechten und waagerechten Flächen geeignet. Sie zersetzt und eliminiert die unerwünschten organischen Substanzen, und besitzt darüber hinaus auch eine desodorierende und desinfizierende Wirksamkeit.
• Dadurch, dass die Körner des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel enthält, kann der Einsatz von Titandioxid auf ein sehr geringes Mengenmaß reduziert werden. Dennoch ist aber an der Oberfläche photokatalytisch aktives Titandioxid in ausreichender Menge vorhanden, um die erwünschte selbstreinigende Wirkung zu erzielen. Die erfindungsgemäß mit der Schicht des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel versehenen Körner des Zuschlagstoffes besitzen eine sehr hohe Effizienz, so dass eine Mindestmenge an photokatalytisch wirkendem Zusatzmittel von 3,0 Masseprozent ausreichend für die gewünschte Funktionserfüllung ist.
• Die erfindungsgemäße Mischung eignet sich vorteilhafterweise sowohl für den Einsatz im Außenbereich, wobei die katalytische Funktion des Zusatzmittels unter Sonneneinstrahlung auftritt, als auch für den Einsatz bei künstlichem Licht im Innenbereich. Für die Wirksamkeit wird allerdings ein Spektralanteil des Lichtes im Bereich von 380 nm und 410 nm benötigt. Insbesondere hinsichtlich des Einsatzes im Außenbereich ist festzustellen, dass es hinsichtlich des zulässigen pH-Wertes einwirkender Umgebungsmedien – abgesehen von der Tatsache, dass das Mörtelgefüge durch starke Säuren zerstört werden kann – keinerlei Einschränkungen gibt.
• Der Zuschlagstoff der erfindungsgemäßen Mischung kann im Wesentlichen aus Siliciumdioxid, insbesondere aus Quarzsand, bestehen und – insbesondere je nach Fugenbreite – eine maximale Korngröße von 4,0 mm, vorzugsweise von 1,0 mm, besonders bevorzugt von 0,6 mm, aufweisen. Zum Einsatz können dabei bei Fugenbreiten bis ca. 5–6 mm insbesondere feingemahlene Füllstoffe kommen, während bei Fugenbreiten bis ca. 20 mm bevorzugt Quarzsande mit einem Größtkorn bis 0,6 mm verwendet werden sollten. Im Allgemeinen werden Fugenmörtel bis zu einer Körnung von 2 mm eingesetzt, wobei sich ihr Einsatzbereich teilweise mit dem der Repa raturmörtel und der Beschichtungsmörtel überschneidet, bei denen die Körnung eine maximale Korngröße von 4 mm erreichen kann. Für die erwähnten größeren Fugenbreiten kann mit Vorteil insbesondere vorgesehen sein, dass der Zuschlagstoff eine Mischung aus einer ersten Fraktion – beispielsweise mit einer Korngrößenverteilung im Bereich von 0,063 mm bis 0,3 mm – und einer zweiten Fraktion – beispielsweise mit einer Korngrößenverteilung im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm – ist.
• Der Zuschlagstoff kann mit Vorteil vollständig oder anteilig auch aus granuliertem Bläh- oder Schaumglas bestehen deren Verwendung als druckbelastbare lose Wärmedämmstoffe und zur Herstellung von Leichtmörtel bekannt sind. Blähglas ist als mineralischer Leichtzuschlag wie das Recyclingglas selbst chemisch weitgehend beständig. Weitere den erfindungsgemäßen Einsatz als Zuschlagstoff prädestinierende Eigenschaften sind neben der Tatsache, dass Blähglas auch selbst in einfacher Weise einem Recycling unterworfen werden kann, seine geringe Dichte, hohe Festigkeit, ausgezeichnete Wärmedämmung, große Schallabsorptionsfähigkeit, Nichtbrennbarkeit sowie hohe chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und organischen Lösungsmitteln.
• Für die Herstellung von Blähglas wird im Wesentlichen gemahlenes Recyclingglas eingesetzt. Dieses wird zerkleinert, insbesondere zu Glasmehl vermahlen, mit Zusätzen, insbesondere Blähmitteln, gemischt, granuliert und anschließend in einem Ofen gesintert und gebläht. Die dazu notwendige Temperaturbehandlung kann dabei bevorzugt in einem Drehrohrofen durchgeführt werden, wobei bei Temperaturen von 500°C bis über 1000°C, vorzugsweise im Bereich von 700 °C bis zu 900 °C, zunächst das Sintern und dann der Blähprozess ablaufen. Wenn sich dabei nach Ausbildung einer niedrigviskosen Glasschicht das Granulat aufbläht, entsteht eine gleichmäßige, feinporige Struktur im Innern sowie die weitgehend geschlossene Oberfläche. Nach dem Abkühlen wird das Korngemenge bedarfsweise nochmals zerkleinert und üblicherweise durch Sieben fraktioniert und ist in unterschiedlichen Kornklassen, insbesondere im Korngrößenbereich von 0,5 mm bis 4,0 mm, im Handel. Bei der Herstellung von Schaumglas, die in ähnlicher Weise erfolgen kann, werden neben dem Recyclingglas auch größere Mengen Quarzsand als Rohstoff zugesetzt.
• Das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel kann – wie bereits erwähnt – insbesondere Titandioxid enthalten oder aus Titandioxid bestehen, welches bevorzugt eine Anatase- Kristallstruktur aufweisen sollte, aber auch – zumindest teilweise – in seiner Rutilform vorliegen kann. Zusätzlich oder alternativ können auch andere photokatalytisch wirkende oder den photokatalytischen Prozeß im Verein mit Titandioxid fördernde Mittel, wie Zinndioxid, Tantalnitrid o.a., im Zusatzmittel enthalten sein. Als besonders günstig für eine gute, d.h. hinsichtlich ihrer Dicke und Kornbedeckung uniforme, Schichtausbildung bei hoher katalytisch wirksamer Reaktionsfläche, ist es anzusehen, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel eine maximale Korngröße von 0,5 μm, vorzugsweise von 0,1 μm, aufweist. Unter diesem Aspekt ist es auch vorteilhaft, wenn das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel eine mittlere Korngröße im Bereich von 3 nm bis 50 nm, vorzugsweise im Bereich von 6 nm bis 30 nm, aufweist.
• Es kann auch vorgesehen sein, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel teilweise in der Beschichtung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes und teilweise in Pulverform in der Mischung vorliegt. Hierbei kann es auch aus zwei oder mehr Fraktionen mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung bestehen, wobei auch schon zur Schichtbildung selbst mehrere solcher Fraktionen eingesetzt werden können.
• In der Schicht des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes sollte das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel insbesondere mittels eines Bindemittels gebunden sein. Hierzu können mit Vorteil Alkalisilikate, wie Natrium- oder Kaliumwasserglas eingesetzt werden, für die bereits vorstabilisierte Lösungen im Handel erhältlich sind. Das Schichtbindemittel kann auch durch einen geeigneten Härter zusätzlich bzw. beschleunigt verfestigt sein.
• Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes kann bevorzugt in einem mehrstufigen Verfahren zur Herstellung der mit einer Schicht aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel versehenen Körnung realisiert werden. Hierbei wird erfindungsgemäß in einem ersten Verfahrensschritt der unbeschichtete Zuschlagstoff unter Zugabe von einer für die Benetzung ausreichenden Wassermenge mit einem Härter für ein Bindemittel gemischt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird ein Bindemittel, wie eines der vorstehend beschriebenen, insbesondere mineralisches Bindemittel, zugemischt. In einem dritten Verfahrensschritt wird eine erste Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer ersten Korngrößenverteilung zugemischt und in einem vierten Verfahrensschritt eine weitere Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer zweiten Korngrößenverteilung.
• Hierbei ist es zur Vermeidung unerwünschter Agglomerationen von Vorteil, wenn die mittlere Korngröße der ersten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels größer ist als die mittlere Korngröße der zweiten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels. So kann die mittlere Korngröße der ersten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich von 15 nm bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 25 nm bis 60 nm, und die mittlere Korngröße der zweiten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich von 2 nm bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 4 nm bis 8 nm, liegen.
• Bei Verwendung von Bläh- oder Schaumglas als Basis für den Zuschlagstoff kann das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel entweder zusammen mit den Zusätzen, wie den eingesetzten Blähmitteln, oder vorzugsweise auch während des Blähprozesses zugefügt werden, weil es in diesem letzteren Fall weniger in das Innere der Blähglaskörner eindringt. Auch dieser Art der Herstellung wird erfindungsgemäße Bedeutung beigemessen.
• Bei der erfindungsgemäßen Mischung handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Werkmörtel, das heißt, die Ausgangsstoffe werden im Werk zusammengestellt, gegebenenfalls auch hergestellt, und gemischt. Im Gegensatz zu Werk-Frischmörtel und Werk-Vormörtel ist dabei die erfindungsgemäße Mischung als Werk-Trockenmörtel konzipiert, d.h. es handelt sich um ein Gemisch ohne Wasser. Das Wasser wird erst auf der Baustelle in einer der Mörtelzusammensetzung (Füller/Binder-Verhältnis, Sieblinie) entsprechenden Menge zugegeben. Um diesen Trockenmörtel in lagerstabiler Form als Sack- oder Siloware liefern zu können, ist notwendigenfalls vorgesehen, dass bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes in einem fünften Verfahrensschritt, insbesondere durch Trocknen mittels warmer Luft, eine vorbestimmte Restfeuchte, insbesondere eine Restfeuchte unter 1,0 Prozent, besonders bevorzugt unter 0,5 Prozent, eingestellt wird.
• Die erfindungsgemäße Mischung kann je nach Bedarf oder Einsatzzweck weitere, neben dem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel vorhandene Zusätze, wie Gesteinsmehl, z. B. Marmormehl, und/oder Pigmente als Zusatzstoffe und/oder Dispersionspulver, Verdicker, Stärke, Alkalisilikate, Weißkalkhydrat o. ä. als Zusatzmittel enthalten.
• Durch die genannten Zusatzstoffe können dabei insbesondere neben der dem optischen, z. B. farblichen Eindruck, die Verarbeitungseigenschaften, wie beispielsweise das Schlämmverhalten, beeinflußt werden.
• Bei der Herstellung farbiger Füll- und Bindemassen bzw. Fugenmassen sollte allerdings, u. a. wegen der lichtabsorptiven Wirkung der Pigmente – gelbe Pigmente absorbieren beispielsweise violettes Licht – ein maximaler Pigmentanteil von 1,0 Masseprozent nicht überschritten werden, wobei wegen der möglichen Dekomposition von organischen Substanzen durch den photokatalytischen Prozeß nur anorganische Pigmente eingesetzt werden sollten.
• Das Wasserrückhaltevermögen, welches für Fugenmörtel eine wichtige verarbeitungstechnische Eigenschaft darstellt, da es den Zeitpunkt der Waschbarkeit bestimmt, kann beispielsweise durch die Zugabe spezieller Zelluloseether als Zusatzmittel geregelt werden.
• Insbesondere im Außenbereich, wo Hitze und Kälte sich abwechseln und sich dadurch die Materialien in unterschiedlicher Weise ausdehnen, ist eine gewisse Flexibilität der Fugenmasse notwendig, und es ist daher der Einsatz der eingangs erwähnten Dispersionspulver als Zusatzmittel ratsam.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten, wobei anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden soll.
• Eine erfindungsgemäße Mischung wurde aus (jeweils in Masseprozent angegeben)

  40,00 %	Zement,
  30,00 %	beschichtetem Quarzsand als erfindungsgemäßem Zuschlagstoff,
  24,43 %	Marmormehl,
  0,06 %	Verdicker,
  0,01 %	Stärke,
  0,50 %	Weißkalkhydrat,
  3,00 %	UV-aktivem TiO2 (Anatase-Kristallstruktur, mittlere Korngröße 30 nm),

  1,00 %	Dispersionspulver sowie
  1,00 %	Natriumtrisilikat

  hergestellt.
• Die Fertigung des beschichteten Quarzsandes als erfindungsgemäßem Zuschlagstoff erfolgte dabei folgendermaßen:
  Zunächst wurden 1000 kg Quarzsand mit einer Korngröße im Bereich 0,063 mm bis 0,3 mm mit 5 kg Wasser und 2,5 kg eines Härters für Silikatbindemittel bei Raumtemperatur etwa eine Minute lang gemischt. Dann wurden 50 kg stabilisierte Kaliumsilikatlösung zugefügt und etwa eine weitere Minute gemischt. Anschließend erfolgte die Zugabe von 30 kg eines Titandioxids mit Anatase-Kristallstruktur und einer mittleren Korngröße von 30 nm. Nach einer Mischzeit von 5 Minuten wurden 20 kg eines Titandioxids mit Anatase-Kristallstruktur und einer mittleren Korngröße von 6 nm zugegeben und weitere 2 Minuten gemischt. Die entstandene Spezialsandmischung wurde dann durch Trocknen mittels warmer Luft auf eine Restfeuchte von weniger als 0,5 % eingestellt.
• An Probekörpern und Fliesen-Fugenmustern, die unter Einsatz der erfindungsgemäßen Mischung hergestellt wurden, wurden Tests zum Wasseraufnahmeverhalten, zur Wassereindringtiefe, zur Freibewitterung nach künstlicher Verschmutzung mit roter Wachskreide, Maschinenöl und wäßriger Methylenblau-Lösung sowie zur Bestimmung der photokatalytischen Aktivität unter Einsatz von Silbernitrat durchgeführt, die Ergebnisse fotografisch dokumentiert und mit denen unter gleichen Versuchsbedingungen an den eingangs genannten herkömmlichen („normalen") und hydrophoben Fugen verglichen. Hieraus ging hervor, dass für die nach der Erfindung hergestellten Probekörper und Fugen bei vergleichsweise hoher photokatalytischer Wirkung und Verschmutzungsdekomposition ein hydrophileres Verhalten als bei den Vergleichsproben vorlag. Durch den Einsatz des beschichteten Quarzsandes wurde dabei vorteilhafterweise auch eine hohe Druckfestigkeit erreicht, die über den für die meisten Normal- und Dünnbettmörtel geforderten Normwerten lag.
• Die Erfindung ist nicht auf das beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So können anstelle von Siliciumdioxid in Form von Quarzsand auch andere Zuschläge, insbesondere mineralische Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Mikroglaskugeln, mit dem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel beschichtet werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Zur Herstellung von Leichtmörtel, der ausschließlich als Werkmörtel hergestellt werden darf, kann ebenfalls der Sand durch entsprechende leichtere Zuschläge substituiert werden.
• Was die Rezepturgestaltung der erfindungsgemäßen Mischung betrifft, so ist der Anteil der einzelnen Bestandteile in weiten Grenzen variabel und kann sich nach dem gewünschten Einsatzzweck bzw. den dafür vorgesehenen Vorschriften richten.
• Als Bindemittel muß nicht notwendigerweise Zement eingesetzt werden, aber ein Bindemittel wie ein mineralisches, insbesondere hydraulisch und/oder unter Karbonatbildung bindendes Mittel, wie Zement oder Kalk, wird als bevorzugt angesehen. Für derartige Bindemittel ist es im Sinne einer hohen Festigkeit förderlich, wenn ihr Anteil in einer erfindungsgemäßen Mischung mindestens 20 Masseprozent, vorzugsweise mindestens 30 Masseprozent, beträgt.
• In Bezug auf den Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Mischung ist festzustellen, dass sich dieser zuvörderst auf Fugenmörtel für Fliesen und Platten bezieht, jedoch ist beispielsweise in der erwähnten Norm EN 13888, die die Anforderungen an zementhaltige und Reaktionsharz-Fugenmörtel für keramische Fliesen und Platten festlegt, ausgeführt, dass Fugenmörtel für keramische Fliesen und Platten auch für Fliesen und Platten aus anderen Materialien (z. B. Natur- und Betonwerkstein) verwendet werden dürfen, sofern sie auf diese Materialien keine negativen Einflüsse ausüben. Dies trifft auch für die erfindungsgemäße Mischung zu, deren Verwendung, wie bereits ausgeführt wurde, nicht auf den Einsatz zur Herstellung von Fugenmörtel beschränkt ist. So ist auch die Herstellung eines speziellen Fugenmörtels für Glassteine gemäß der Norm EN 12725 erfindungsgemäß möglich.
• Der erfindungsgemäße Zuschlagstoff läßt sich nicht nur in Fugenmassen einbinden, sondern in alle hydraulisch oder silikatisch abbindenden Systeme, wie Beschichtungen, Imprägnierungen, Putze und Mörtel.
• Überraschenderweise wurde durch Versuche eine Wirkung des erfindungsgemäßen Zuschlagstoffes gefunden, auf die sich eine weitere erfindungsgemäße Verwendung stützt. Bei einer Verwendung der vorstehend als Zuschlagstoff beschriebenen, mit einer Beschichtung versehenen Körner, bei denen die Beschichtung ein photokatalytisch wirkendes Zusatzmittel enthält und die bevorzugt auch die weiteren Eigenschaften des vorstehend beschriebenen Zuschlagstoffes aufweisen können, als Fugenfüllmittel, insbesondere als Einkehrsand für Pflasterflächen, wird das Wachstum von Moosen und Unkräutern gehemmt bzw. verhindert.
• Ferner ist die Erfindung nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (22)

1. Mischung zur Herstellung einer Füll- oder Bindemasse, insbesondere Trockenmischung zur Herstellung eines selbstreinigenden Mörtels, umfassend ein Bindemittel, einen körnigen Zuschlagstoff sowie mindestens einen Zusatz, der aus einem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner des Zuschlagstoffes eine Schicht aufweisen, die das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel enthält.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff ein mineralischer Zuschlagstoff ist und vorzugsweise im Wesentlichen aus Siliciumdioxid, insbesondere aus Quarzsand und/oder granuliertem Bläh- oder Schaumglas, besteht.
3. Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff eine maximale Korngröße von 1,0 mm, bevorzugt von 0,6 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm aufweist, wobei insbesondere eine Korngrößenverteilung im Bereich van 0,03 mm bis 0,6 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,063 mm bis 0,3 mm, liegt.
4. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff eine Mischung aus einer ersten Fraktion mit einer Korngrößenverteilung im Bereich von 0,063 mm bis 0,3 mm und einer zweiten Fraktion mit einer Korngrößenverteilung im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm ist.
5. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel Titandioxid enthält oder aus Titandioxid besteht, wobei das Titandioxid vorzugsweise eine Anatase-Kristallstruktur aufweist.
6. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel eine maximale Korngröße von 0,5 μm, vorzugsweise von 0,1 μm, aufweist und/oder eine mittlere Korngröße insbesondere im Bereich von 3 nm bis 50 nm, vorzugsweise im Bereich von 6 nm bis 30 nm, liegt.
7. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mindestmenge an photokatalytisch wirkendem Zusatzmittel von 3,0 Masseprozent.
8. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel teilweise in der Beschichtung des Zuschlagstoffes und teilweise in Pulverform vorliegt.
9. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein mineralisches, insbesondere hydraulisch und/oder unter Karbonatbildung bindendes Mittel, wie Zement oder Kalk, ist und der Anteil des Bindemittels mindestens 20 Masseprozent, vorzugsweise mindestens 30 Masseprozent, beträgt.
10. Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch weitere neben dem photokatalytisch wirkenden Zusatzmittel vorhandene Zusätze, wie Trassmehl, Gesteinsmehl, z. B. Marmormehl, und/oder Pigmente als Zusatzstoffe und/oder Dispergiermittel, Verdicker, Stärke, Alkalisilikate, Weißkalkhydrat o. ä. als Zusatzmittel.
11. Zuschlagstoff in Form von Körnern, insbesondere für eine Mischung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner eine Schicht aufweisen, die ein photokatalytisch wirkendes Zusatzmittel enthält.
12. Zuschlagstoff nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eines oder mehrere Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 2 bis 10.
13. Zuschlagstoff nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel in der Schicht aus mindestens zwei Fraktionen mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung besteht.
14. Zuschlagstoff nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel in der Schicht und/oder an den Körnern mittels eines Bindemittels gebunden und/oder durch eine Temperaturbehandlung eingebrannt ist.
15. Zuschlagstoff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel zur Bindung des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels in der Schicht ein Alkalisilikat, insbesondere Kaliumsilikat, ist, und vorzugsweise durch einen Härter verfestigt ist.
16. Verfahren zur Herstellung einer Körnung mit einer Schicht aus einem photokatalytisch wirkende Zusatzmittel, insbesondere zur Herstellung eines Zuschlagstoffes nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die unbeschichtete Körnung unter Zugabe von Wasser mit einem Härter für ein Bindemittel gemischt, in einem zweiten Verfahrensschritt ein Bindemittel zugemischt, in einem dritten Verfahrensschritt eine erste Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer ersten Korngrößenverteilung zugemischt und in einem vierten Verfahrensschritt eine zweite Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels mit einer zweiten Korngrößenverteilung zugemischt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einem fünften Verfahrensschritt, insbesondere durch Trocknen mittels warmer Luft, eine vorbestimmte Restfeuchte, insbesondere eine Restfeuchte unter 1,0 Prozent, besonders bevorzugt unter 0,5 Prozent, eingestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße der ersten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels größer ist als die mittlere Korngröße der zweiten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße der ersten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich von 15 nm bis 100 nm, vorzugsweise im Bereich von 25 nm bis 60 nm, und die mittlere Korngröße der zweiten Fraktion des photokatalytisch wirkenden Zusatzmittels im Bereich von 2 nm bis 10 nm, vorzugsweise im Bereich von 4 nm bis 8 nm, liegt.
20. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Bläh- oder Schaumglas als Basis zur Herstellung der Körnung das photokatalytisch wirkende Zusatzmittel zusammen mit blähenden Zusätzen vor einem Sinterprozess oder während eines, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 700 °C bis zu 900 °C ablaufenden, Blähprozesses, einer gegebenenfalls Quarzsand enthaltenden, aus gemahlenem oder granuliertem Recyclingglas bestehenden Mischung, zugefügt und die Mischung nach dem Abkühlen bedarfsweise zerkleinert und fraktioniert wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch eines oder mehrere Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 12 bis 15.
22. Verwendung eines Zuschlagstoffes nach einem der Ansprüche 11 bis 15 als Fugenfüllmittel, insbesondere Einkehrsand, für Pflasterflächen.