Konzepte zur Betoneinfärbung

Lanxess investiert in anwendungstechnischen Service

  • Farbmetrische Analyse © LanxessFarbmetrische Analyse © Lanxess
  • Farbmetrische Analyse © Lanxess
  • Ein Bauprojekt, das durch den Einsatz von eingefärbtem Beton eine ganz besondere Wirkung erzielt, ist das das Justizzentrum in Bochum. © Lanxess
  • Applikationsnachstellungen © Lanxess
  • Oliver Fleschentraeger,  Market Segment Manager Con­struction, Geschäftsbereich Inorganic Pigments, Lanxess Deutschland GmbH, Köln © Lanxess

Moderne Betonarten basieren auf der Verwendung hochspezialisierter Zusatzmittel und zeigen in der Folge deutlich verbesserte Eigenschaftsprofile bspw. hinsichtlich Tragfähigkeit, Verarbeitung, Dauer­haftigkeit und Gestaltungsmöglichkeit. Die einzelnen Bestandteile der immer komplexeren Rezepturen müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein, um die jeweiligen Leistungsanforderungen zu erfüllen. Dies gilt es auch beim Einsatz von Eisenoxidpigmenten zu beachten, die aufgrund ihres Eigenschaftsprofils zur Einfärbung von Betonwerkstoffen bevorzugt verwendet werden. Dabei können eine fundierte Beratung und anwendungstechnische Unterstützung durch einen Pigmentexperten eine wertvolle Hilfe sein.

Ob bei klassischen Betonwaren wie Pflaster- und Betondachsteinen oder aber im Hochbau – Hersteller setzen zunehmend auf neuartige Betone, deren Rezepturen in vielen Fällen zusätzlich modifiziert sind. So lassen sich bspw. mit selbstverdichtendem Beton (SVB) Baukörper mit beliebiger Oberflächenstruktur in herausragender Optik und Haptik herstellen. Dass der Farbton am Ende der Zielvorgabe entspricht, hängt jedoch nicht allein von der Pigmentdosierung ab. Die Bandbreite möglicher Einflussfaktoren mit den eingesetzten Zuschlagstoffen ist groß. Unerwünschte Wechselwirkungen, die sich in der Praxis in Form von Entmischungserscheinungen oder in einer unzureichenden Verarbeitbarkeit des Betons zeigen, können jedoch durch fachgerechte Beratung grundsätzlich vermieden werden.
Lanxess produziert rund 375.000 t/a synthetische Eisen­oxidfarbpigmente in Produktionsanlagen auf fünf Kontinenten und hat mittels gezielter Investitionen von ca. 1 Mio. EUR die globale Anwendungstechnik deutlich ausgebaut, um die technologische Entwicklung der Kunden auch zukünftig kompetent zu begleiten. So wurde u. a. am Produktionsstandort Krefeld-Uerdingen das anwendungstechnische Baustofflabor und Technikum für Pigmentanwendungen erweitert und auf einer Fläche von rund 1.000 m² mit modernster Technologie ausgestattet.

Anpassung kundenspezifischer Rezepturen
Das Angebot dieses Kompetenzzentrums umfasst umfangreiche Abtestungen und Analysen der physikalischen Pigmenteigenschaften sowie deren betontechnologische Einflüsse:
Farbmetrische Problemstellungen in kundenspezifischen Anwendungen werden mittels mikroskopischer Untersuchungen zuverlässig analysiert.

Dabei werden die Form der Pigmentprimärteilchen und deren Verteilung im Festbeton und Mörtel-Gefüge zur Ursachenforschung herangezogen.
Farbtonnachstellungen in bestehenden und neuen Betonrezepturen sind nach kundenspezifischer Vorgabe durch den Einsatz moderner farbmetrischer Messtechnik möglich. Die quantifizierbare Farbortbestimmung erfolgt auf Basis des CIELab-Farbsystems für alle zementösen Anwendungen.
Transportstabilität, Dispergierbarkeit und Farbtoneinstellung sind wichtige, sich gegenseitig beeinflussende Eigenschaftsmerkmale bei der Pigmentauswahl für Frischbetonmischungen. Lanxess ermittelt das passende Pigmentprodukt durch realitätsnahe Simulation der Produktionsbedingungen beim Kunden. Dazu wird zum einen der erforderliche Härtegrad u. a. mittels Ringscherzelle oder über Förderversuche in der hauseigenen Dosieranlage ermittelt. Unter Berücksichtigung der anlagenspezifischen Misch­zeit und des damit verbundenen Energieeintrags wird zum anderen das Pigmentverhalten in der eigentlichen Applikation nachgestellt. So kann der gewünschte Farbton zuverlässig erreicht werden.

Betonfestigkeit muss auch bei Zusatz von Farbpigmenten nachweislich gewährleistet sein. Lanxess ist in der Lage, wesentliche Materialkennwerte wie E-Modul und Druckfestigkeit mittels zerstörungsfreier und zerstörender Normprüfungen anhand von Kundenproben nachzuweisen. Aber auch spezifischere Prüfungen einzelner Betonkomponenten werden auf Kundennachfrage angeboten, wie bspw. die Untersuchung des Karbonatisierungswiderstands oder der Mahlfeinheit nach Blaine.

„Hersteller setzen zunehmend auf neuartige Betone.“

Konsistenzprüfungen bei Verwendung von Eisenoxidpigmenten gewährleisten eine problemlose Verarbeitung des Betons beim Kunden sowie eine reproduzierbare Farbgebung. Auf Basis der eingesetzten Rohstoffe und unter Berücksichtigung der bautechnischen Parameter werden Rezepturempfehlungen für Kunden erarbeitet. Bei Musternachstellungen wird das Ausbreitmaß zur Konsistenzprüfung nach Norm herangezogen. Fließfähigkeit und Viskosität können durch zusätzliche rheologische Messungen weiter optimiert werden. Durch den Einsatz moderner Mischer-Technologien werden die Produktionsbedingungen beim Kunden zudem realitätsnah abgebildet.
Applikationsnachstellungen im industriellen Maßstab für Pflastersteine, Betondachsteine und Ortbeton ermöglichen den Experten, Kundenprobleme unter realitätsnahen Bedingungen nachvollziehen zu können. Auch können Lösungsansätze in der spezifischen Anwendung konkret getestet werden. Musterstücke werden den Kunden auf Wunsch zur Verfügung gestellt.

Bei dem erweiterten technischen Serviceangebot werden die physikalischen und materialspezifischen Pigmenteigenschaften umfangreich getestet und fundierte Empfehlungen zur Anpassung von kundenspezifischen Rezepturen ausgesprochen. Zu diesem Zweck wird engmaschig mit Rohstoffproduzenten, Anlagenherstellern, Architekten und Universitäten zusammengearbeitet.

Betontechnologische Herausforderungen
Wie wichtig die Inanspruchnahme von Pigmentexpertise für betonverarbeitende Betriebe ist, zeigt sich mit Blick auf konkrete Praxisanwendungen. Bei ultrahochfestem Beton ist bspw. bautechnisch der Nachweis zu erbringen, dass der Pigmentzusatz nicht die Druckfestigkeit des Betons beeinträchtigt. Solche Druckfestigkeitsprüfungen können in den Laboren durchgeführt werden. Darüber hinaus sind Bayferrox-Eisenoxidpigmente zusätzlich durch ein unabhängiges externes Institut nach DIN EN 12390-3 zertifiziert.
Für die Herstellung und Verarbeitung schwarzgefärbter selbstverdichtender Betone (SVB) wiederum braucht es ein tiefes Verständnis für die potenziellen Wechselwirkungen zwischen den Pigmenten und plastifizierenden Additiven. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich in Abhängigkeit von der Rezeptur­einstellung negative Effekte auf die Pigmentverteilung im Betonsub­strat ergeben können. Auf Basis von Laboruntersuchungen können so konkrete Lösungen für die Kunden erarbeitet werden.


ZUR PERSON

Oliver Fleschentraeger trat 1988 bei Bayer ein und war zunächst in der Forschung, dann in der Produktion des heutigen Lanxess-Geschäftsbereichs Inorganic Pigments (IPG) tätig. Ab 2009 betreute er den Vertrieb von Pigmenten für Baustoffanwendungen in Südeuropa. 2015 übernahm Fleschentraeger die Leitung des globalen Baustofftechnikums. Seit 2019 ist der Wirtschaftsingenieur Market Segment Manager Construction im Globalen Marketing bei IPG.


 

Autor(en)

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LANXESS Deutschland GmbH

51369 Leverkusen
Germany
Telefon: +49 (0) 214 30 33333

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