Probleme mit durchgefärbtem Beton

Diagramm Wasser-Zement-Verhältnis. Mit freundlicher Genehmigung der Lanxes Corp.

Das Hinzufügen von zusätzlichem Wasser während des Besens führt zu uneinheitlichen Farbstreifen.

Die Beherrschung der Grundlagen, bevor man zu schwierigeren Aufgaben übergeht, ist in fast allen Bereichen wichtig, besonders wenn es um dekorativen Beton geht. Der Erfolg in diesem Geschäft beruht auf einem konkreten Fundament, sowohl im wörtlichen als auch im übertragenen Sinne. Dies ist das Ergebnis von Erfahrung und einem tiefgreifenden Verständnis der Produkte und Verfahren. Nichts ist so grundlegend für Architektur- oder Zierbeton wie durchgefärbter Beton. Die Kenntnis der integralen Farbe, ihrer Funktionsweise, der Faktoren, die die endgültige Farbe beeinflussen, und der Methoden zur Behebung von Problemen mit eingefärbtem Beton sind wichtige Schritte auf dem Weg zu einem Experten für alle Aspekte des dekorativen Betons.

Hintergrund von eingefärbtem Beton

In den frühen 1950er Jahren stellte die F.D. Davis Company Bauunternehmern in Südkalifornien die Idee vor, ihrer grauen Betonmischung synthetisches Eisenoxid beizumischen, damals ein Abfallprodukt aus der chemischen Produktion. Durch die Zugabe dieses farbigen Pulvers zu herkömmlichem grauen Beton wurde es möglich, eine breite Palette von Erdtönen zu erzielen. Im Jahr 2004 wurden allein in Nordamerika mehr als 204 Millionen Pfund synthetisches Eisenoxid zur Einfärbung von zementbasierten Produkten verwendet. Auch wenn sich diese Art von Wachstum in den nächsten fünfzig Jahren nicht wiederholen wird, wird prognostiziert, dass der dekorative Beton auch in Zukunft alle anderen Segmente des Betonbaus anführen wird. Da Eisenoxidpigmente in fast jedem dekorativen Betonprodukt verwendet werden und durchgefärbter Beton an sich schon das größte Marktsegment für dekorativen Beton ist, macht es da nicht Sinn, sich etwas Zeit zu nehmen, um diesen beliebten und wichtigen Baustein unserer Branche zu verstehen?

Wie Beton eingefärbt wird

Um zu verstehen, wie man Probleme vermeidet und behebt, muss man zunächst einmal verstehen, wie das Produkt funktioniert und welche wichtigen Faktoren das Endergebnis beeinflussen. Zunächst müssen wir die richtigen Begriffe verwenden. Farbe für Beton ist kein Farbstoff, Fleck oder Anstrich. Es handelt sich um Pigmente, die entweder aus dem Boden gewonnen oder meist in riesigen Chemieanlagen auf der ganzen Welt hergestellt werden. Es gibt sie in Pulver-, Flüssig- und Granulatform, wobei keine Form besser ist als die andere. Um zu verstehen, wie Beton eingefärbt wird, muss man nur wissen, dass Eisenoxidpigmentteilchen zehnmal kleiner sind als ein Zementteilchen. Wenn Farbe zu einer beliebigen Zementmischung hinzugefügt wird, bedecken die kleineren Pigmentteilchen die größeren Zementteilchen. This is why color is dosed based on cement content (sack mix) and nothing else.

Water cement ratio is critical factor to producing consistent color

Changing cements mid-job will result in a color difference.

Inconsistent cure produces inconsistent color which is much more noticeable in colored concrete versus gray concrete.

Close-up of curing differences.

Half the project was cured with a colored curing compound; the other half was not.

Combine different colors and textures. Break up large, integral color projects with different color and texture bands.

Controlling all the variables can produce large, integrally colored concrete projects.

Farbiger Beton wird oft unter die Lupe genommen, weil die Farbe Probleme vergrößert, die bei grauem Beton keine Rolle spielen würden.

Wenn es um die wichtigsten Faktoren geht, die die Farbe beeinflussen, ist das Wasser-Zement-Verhältnis der wichtigste. Die Kontrolle der Wassermenge, die der Betonmischung zugesetzt wird, ist entscheidend für die Herstellung einer gleichmäßigen Farbe. Die Zugabe von Wasser verändert den Beton dauerhaft und hellt die endgültige Farbe in der Regel auf. Ein Beispiel: Der erste Betonwagen kommt an und wird so eingebaut, wie er ist. Dem zweiten werden 5 Gallonen Wasser hinzugefügt. Mittags werden dem letzten Lastwagen 15 Gallonen Wasser zugegeben. Sie haben nun drei verschiedenfarbige Platten! Verwenden Sie Zusatzmittel zur Regulierung des Setzverhaltens, die bei den Anbietern von Fertigmischungen erhältlich sind. Oder verwenden Sie die pulverförmige Form für den Einsatz auf der Baustelle von Herstellern wie Fritz Pack. Diese Produkte erleichtern Ihnen die Arbeit, da sie die Zugabe von Wasser auf der Baustelle verhindern! Dies gilt nicht nur für die Zugabe von Wasser zur Betonmischung, sondern auch für die Zugabe von Wasser auf der Oberfläche während der Nachbehandlung.

Wenn die Oberfläche austrocknet oder das Wetter heiß und windig ist, sollten Sie kein Wasser verwenden! Verwenden Sie stattdessen ein Oberflächenverdunstungsschutzmittel. Diese Verdunstungsschutzmittel sind bei den meisten Betonhändlern erhältlich und sind ein Muss für jeden, der dekorativen Beton verlegt. Alle diese Verdunstungsschutzmittel verlangsamen die Hydratation des Betons bei heißem, windigem Wetter, einige sind sogar so konzipiert, dass sie die Benetzung der Farbhärter beenden, wenn der Beton zu schnell austrocknet.

Die Rolle, die der graue Zement bei der endgültigen Farbe spielt.

Der zweite wichtige Faktor, den man berücksichtigen muss, ist die Rolle, die der graue Zement bei der endgültigen Farbe spielt. Bedenken Sie, dass die Farbe, die Sie der Mischung hinzufügen, die graue Grundfarbe des Betons überwältigen muss. Diese beiden Farben kommen zusammen, um die endgültige Farbe zu bilden, die wir sehen. Aus diesem Grund sind die Farben (in grauem Zement) alle dunkleren Erdtöne. Man kann auch hellere Farbtöne in Beton erzielen, aber dazu muss man teuren Weißzement verwenden. Ein weiterer wichtiger Aspekt in Bezug auf Grauzement ist, dass sie nicht alle den gleichen Grauton haben. In einer kürzlich durchgeführten Vergleichsstudie von Portlandzement des Typs I von mehreren Anbietern in Nordkalifornien reichte die Farbe von fast weiß bis hin zu schiffsgrau.

Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Konsistenz von Charge zu Charge zu gewährleisten. Wenden Sie sich an seriöse Transportbetonlieferanten, die Maßnahmen zur Kontrolle dieser Variablen ergreifen, und wechseln Sie niemals mitten in einem Farbbetonprojekt den Transportbetonlieferanten! Vergewissern Sie sich, dass Ihr RM-Lieferant sich mit farbigem Beton auskennt und dass er für den gesamten Auftrag Zement aus der gleichen Charge (oder zumindest von der gleichen Zementfirma!) verwendet. Wenn ein Auftrag mit hellem Zement beginnt und der RM-Lieferant dann mit einer anderen Zementfarbe auffüllt, sind Farbunterschiede zu erwarten. Nach dem Wasser ist der Zement einer der Hauptverursacher von Farbunterschieden bei großen Güssen.

Angemessene Aushärtung erforderlich

Die übrigen Faktoren sind zwar nicht so kritisch, aber dennoch wichtig und müssen berücksichtigt und kontrolliert werden: Die richtige Aushärtung des Betons ist wichtig, um Schwindrisse an der Oberfläche zu reduzieren und die richtige Festigkeit zu erreichen. Bei eingefärbtem Beton ist dies sogar noch wichtiger, da eine unzureichende Aushärtung zu einer ungleichmäßigen Farbe führt. Leichte Farb- oder Schattierungsunterschiede in grauem Beton werden selten bemerkt.

Diese leichten Farbunterschiede können oft die Zahlung aufhalten oder sogar dazu führen, dass der Beton entfernt und neu gegossen werden muss. Um dieses potenzielle Problem zu vermeiden, wird beim Gießen von farbigem Beton immer die Verwendung eines passenden farbigen Nachbehandlungsmittels oder Farbwachses empfohlen.

In der Tat basieren die Farbkarten und Farbmuster einiger Hersteller auf einem Finish mit einem farbigen Nachbehandlungsmittel. Auf dem Markt sind auch verschiedene Produkte zum Aushärten und Versiegeln (gemäß ASTM 1315) erhältlich. Achten Sie darauf, dass sie nicht vergilben, errötungsbeständig oder für dekorativen Beton geeignet sind. Normale C-309-Härtungsmittel verfärben farbigen Beton, und nicht C-309-Härtungsmittel (d. h. durchdringende Mittel) halten die Feuchtigkeit nicht gleichmäßig. Verwenden Sie keine Polyethylenfolien. Falten, die keinen Kontakt mit der Platte haben, härten anders aus (Farbe) als Bereiche mit festem Kontakt.

Bei der Verlegung großer Flächen mit farbigem Beton

Die letzten Schlüsselfaktoren, die die Farbe beeinflussen, sind die Vorbereitung des Untergrunds, die Verlegung, die Oberflächenbehandlung und die Wartung. Wie bei den meisten Problemen mit Architekturbeton neigt die Farbe dazu, die oben genannten Probleme zu verstärken, die bei grauem Beton übersehen oder nicht beachtet werden. Wenn Sie große Flächen mit farbigem Beton über Tage, Wochen oder Monate hinweg einbauen, sollten Sie die Möglichkeit in Betracht ziehen, die Farbkonsistenz aufrechtzuerhalten.

Erwägen Sie, die großen Flächen mit Bändern unterschiedlicher Farbe und/oder Textur zu unterteilen. Bei großen Güssen einer Farbe könnte es sich lohnen, die Verwendung eines trockenen Farbhärters in Erwägung zu ziehen, der die meisten farbbezogenen Oberflächenvariablen ausschaltet.

Bieten Sie Wartungsdienste für den von Ihnen installierten farbigen Beton an.

Die Frage der Wartung in Bezug auf farbigen Beton wird oft nicht angesprochen, wenn das Produkt verkauft oder beworben wird. Das liegt daran, dass grauer Beton als wartungsfreies Material gilt. Noch einmal: Wenn man Beton Farbe hinzufügt, kann man davon ausgehen, dass die Leute, die den Scheck ausstellen, das Endprodukt ab dem Tag, an dem es gegossen wird, und über Jahre hinweg genau unter die Lupe nehmen. Ohne regelmäßige Reinigung und Neuversiegelung wird sich die Farbe verändern. Beachten Sie, dass ich „verändern“ und nicht „verblassen“ gesagt habe. Wenn Sie reine Eisenoxidpigmente verwenden, was die meisten seriösen Anbieter tun, verblassen diese Farben nicht. Jahrelange Oberflächeneinflüsse wie Ausblühungen, Verschmutzung, Schmutz und Verkehr fordern ihren Tribut von der Betonoberfläche und lassen sie verblassen. Erinnern Sie sich, wie wir besprochen haben, dass die Farbe die Zementpartikel umgibt, um das Grau zu überwältigen und die gewählte Farbe zu vermitteln? Wenn diese farbbeschichteten Zementpartikel abgenutzt sind, werden Sandstücke und andere kleine, nicht gefärbte Zuschlagstoffe im Beton sichtbar. Diese natürlichen Farben lassen die Farbe verblasst aussehen. Normalerweise bringt eine gute Reinigung und Versiegelung die ursprüngliche Farbe zurück, selbst nach Jahren der Vernachlässigung und mangelnder Wartung. Um künftige Rückrufe und die Unzufriedenheit der Kunden zu vermeiden, haben clevere Verarbeiter im ganzen Land damit begonnen, Wartungsdienste für den von ihnen installierten farbigen Beton anzubieten. Sie berechnen jedes Jahr oder bei Bedarf eine vereinbarte Gebühr für die erneute Versiegelung ihrer Arbeit. Auf diese Weise bleibt ihr Name nicht nur für künftige Arbeiten im Gedächtnis der Kunden, sondern bringt auch ein nettes Einkommen auf Wiederholungsbasis.

Techniken, die eine Platte mit uneinheitlicher Farbe retten können

Leider bekomme ich viele Anrufe, nachdem der Beton gegossen wurde, bei denen einer oder mehrere der oben genannten Faktoren eine Rolle spielen. Wenn eine uneinheitliche Farbe bei Ihrem Projekt zu einem Problem wird, können eine oder mehrere der folgenden Techniken die Platte davor bewahren, herausgerissen und ersetzt werden zu müssen.

Oberflächeneffekte können eine uneinheitliche Farbe verursachen.

Nach der Reinigung und Versiegelung kommt die richtige Farbe im Beton zum Vorschein.

Die gängigste und kostengünstigste Methode, um mit fleckiger, uneinheitlicher oder falscher Farbe umzugehen, besteht darin, sie mit einer getönten Versiegelung zu überdecken. Die Zugabe von Farbe zu Versiegelungen wird seit Jahren verwendet, um Farbprobleme zu überdecken. Was die meisten Verarbeiter nicht wissen, ist, dass es abgetönte Versiegelungen auf Wasser- und Lösungsmittelbasis sowie in verschiedenen Glanz- und Deckkraftstufen gibt. Sie können eine vorgemischte farbige Versiegelung kaufen oder klare Versiegelungen vor Ort mit Farbkonzentraten versetzen. Die wichtigsten Faktoren, die bei der Entscheidung, welche Art von getönter Versiegelung verwendet werden soll, berücksichtigt werden müssen, sind die zu beschichtende Oberfläche (versiegelt oder unversiegelt), der Grad der Deckkraft und die Art des gewünschten Glanzes. Wenn man mehrere Schichten einer farbigen Versiegelung aufträgt, erhält man schließlich eine völlig undurchsichtige Beschichtung, was jedoch weder empfohlen noch gewünscht ist. In der Regel reichen ein oder zwei Anstriche aus, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Der Feststoffgehalt und die Art des Trägers bestimmen in der Regel die Lichtdurchlässigkeit (wie viel man durch die gefärbte Versiegelung sehen kann) der Versiegelung. Versiegelungen mit höherem Feststoffgehalt und auf Wasserbasis sind in der Regel undurchsichtiger als Versiegelungen mit niedrigerem Feststoffgehalt und auf Lösungsmittelbasis. Außerdem haben Versiegelungen auf Lösungsmittelbasis immer einen höheren Glanzgrad als Versiegelungen auf Wasserbasis. Ich empfehle, dass Sie einige Nachforschungen anstellen und Tests durchführen sowie mit Ihrem örtlichen Händler oder Herstellervertreter über das Angebot an getönten Versiegelungen sprechen. Je nach Art der getönten Versiegelung liegen die typischen Materialkosten pro Quadratmeter zwischen 0,07 und 0,25 Dollar.

Eine weitere bewährte Methode zur Farbänderung ist die Verwendung von Beizen auf Wasserbasis. Es werden entweder aktuelle Acrylbeizen oder penetrierende Beizen auf Wasserbasis verwendet, um heller gefärbten Beton in eine dunklere Farbe zu verwandeln. Da diese Arten von Beizen in der Regel sehr lichtdurchlässig sind, eignet sich diese Methode nur für Platten, in denen breite Bereiche mit leicht variierenden Farben vorhanden sind, nicht aber dort, wo die Farbe verschmiert ist oder Schlieren aufweist. Je nach Art der Beize belaufen sich die Materialkosten auf 0,02 bis 0,07 Dollar pro Quadratmeter. Der einzige Nachteil dieser Lösung ist, dass sie dieselbe Art von Pflege erfordert wie die oben erwähnten Versiegelungen.

Als Randbemerkung möchte ich davor warnen, Farbhärter und Trennpulver zu verwenden, um selbstgemachte getönte Versiegelungen herzustellen. Diese Trockenpulver können die Filmentwicklung der meisten Versiegelungen beeinträchtigen, was zu einer ganzen Reihe neuer Probleme führen kann.

Die letzte und kostspieligste Methode zur Fixierung uneinheitlicher Farben ist die Verwendung von polymermodifizierten Dünnschichtbelägen. Diese mikrodünnen Beläge haben in den letzten Jahren große Fortschritte in Bezug auf Haftung, Festigkeit, Frost-Tau-Beständigkeit und Haltbarkeit gemacht. Sie sind sowohl für den Innen- als auch für den Außenbereich erhältlich, in praktisch jeder Farbe und können so bearbeitet werden, dass sie genau wie Beton aussehen. Die meisten erfordern nur eine minimale Oberflächenvorbereitung (auf sauberem, gesundem Beton) und halten jahrelang bei minimaler Wartung. Je nach Art der Beschichtung belaufen sich die Materialkosten pro Quadratmeter auf 0,70 bis 1,50 Dollar.

Integral eingefärbter Beton ist nach wie vor eine feste Größe in der Welt des dekorativen Betons. Während sich die Technologie in den letzten 50 Jahren kaum verändert hat, nehmen seine Einsatzmöglichkeiten und seine Beliebtheit weiter zu. Während die Regionen des Sun Belt schon seit Jahren die Vorteile und das finanzielle Potenzial von eingefärbtem Beton kennen, entdecken andere Regionen erst jetzt seine vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und seinen ästhetischen Wert. Ganz gleich, ob Sie ein etablierter Fachmann für dekorativen Beton sind oder darüber nachdenken, in den Bereich Architekturbeton einzusteigen, das Verständnis der Grundlagen von durchgefärbtem Beton und die Behebung gängiger Probleme ist ein wichtiger Baustein, um ein Experte zu werden!