Pigmentierung von Zement und/oder kalkgebundenen ... - Bauverlag

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Beton zu überzeugen, aber schlussendlich wird nur diese Überzeugungsarbeit einen deutlichen Rückgang der Reklamationshäufigkeit auf Grund von Ausblühungen ermöglichen. Gute Verkaufszahlen sind daher nicht ausschließlich eine Frage von ausgezeichneten Produkten, sondern auch von einem verbesserten Marketing. Hilfe zur Vermeidung von Ausblühungen – neben all den Möglichkeiten, die sich dem Betonhersteller wie oben geschildert selbst bieten – kommt auch von den Herstellern von Additiven und Pigmenten. Eine Vielfalt an Produkten aus dem Bereich der Betonzusatzmittel und neuerdings auch speziell „aktivierte“ Pigmente sind verfügbar; dennoch müssen wir uns immer bewusst sein, dass hundertprozentig wirksame Ausblühverhinderer zum Bereich der Märchen zu zählen sind, nur Ausblühverminderer existieren tatsächlich. Trotz aller Anstrengungen und Zusatzmittel: Ausblühungen sind unvermeidbar, aber verringerbar! Aktuelle Marktsituation Pigmente werden in nahezu jedem Bereich industrieller Produktion eingesetzt: Beton, Papier, Keramik, Druckertinten, Toner für Kopiergeräte, Kosmetik, Plastik, Gummi, Nahrungsmittel, Asphalt und vieles mehr. Die Anzahl der verschiedenen Pigmente, die in diesen Bereichen eingesetzt werden, ist beeindruckend (Bild 1). Auch wenn Eisenoxide (natürliche und synthetische) im oben abgebildeten Diagramm nur mit 2,3% (entsprechend etwa 800.000 Tonnen) auftreten, sind sie dennoch die bei weitem wichtigsten Pigmente im Bereich der zement- und kalkgebundenen Baustoffe. Sie sind verfügbar in den Farbtönen Gelb, Orange, Rot und Schwarz als Einzelpigmente, Braun ist in der Regel eine Mischung dieser Pigmente. Nur wenn andere Farbtöne benötigt werden, muss auf andere Pigmente ausgewichen werden, wie in Abb. 1 angegeben: TiO 2 für Weiss, Cr 2 O 3 für Grün, Ultramarin für Blau (allerdings mit einigen wichtigen Einschränkungen der Einsatzmöglichkeit auf Grund mangelnder Stabilität in Beton), komplexe anorganische Pigmente wie Kobalt-Aluminium-Kobalt-Chrom-, Kobalt-Nickel-Zink-Titanoder Kobalt-Chrom-Aluminium-Oxide für Grün, Blau-Grün und Blau (stabil in Beton). Die folgenden Abbildungen (Bild 2, 3) beziehen sich ausschließlich auf synthetische Eisenoxide. Natürliche Eisenoxide sind von geringerer Bedeutung auf Grund ihrer niedrigeren Farbstärke und mangelnden Farbkonstanz. Im Jahr 2000 verbrauchte die Betonindustrie etwa die Hälfte der Weltgesamtproduktion an synthetischem Eisenoxid. Größter Verbraucher war dabei Westeuropa, gefolgt von Nordamerika. Auf Grund zunehmender Globalisierung (multinationale Betonwarenhersteller) und fortschreitender Weiterentwicklung des asiatisch-pazifischen Marktes wird sich diese Situation innerhalb der nächsten Jahre mit Sicherheit ändern (siehe auch Ausblick auf die nächsten 10 Jahre). Auch die prozentualen Anteile in den Anwendungsbereichen werden sich ändern. Als Reaktion auf zunehmenden Druck der Farben- und Lackhersteller müssen sich die Pigmentproduzenten auf die folgenden Neuentwicklungen konzentrieren: n Verbesserung der Temperaturstabilität von gelben und schwarzen Eisenoxiden n Verbesserte Dispergiereigenschaften n Steigerung der Anzahl verfügbarer Farbtöne und Verbesserung der Chroma n Herstellung spezieller, maßgeschneiderter Pigmente Alle Pigmentlieferanten für den Farben- und Lackbereich – grundsätzlich sind das auch die Lieferanten für die Betonindustrie –, die diese Anforderungen erfüllen können, werden einen nicht unwesentlichen Marktvorsprung erzielen. Als Ergebnis wird sich die in Bild 3 gegebene prozentuale Verteilung der Anwendungsbereiche zu Gunsten „Farben und Lacke“ sowie „Andere“ (Kosmetik, Nahrungsmittel, Druckerfarben, Toner) BFT 7 | 2002 consequence of the chemistry of cement. End users want the most beautiful product – uniform in colour and of the desired colour shade. Intensive efflorescence is therefore not acceptable. While this is understandable, pigment manufacturers, concrete producers and – more importantly – the customers will have to accept the fact that concrete is a natural and not an artificial material. With wood used for building (internal and external), or furniture, everybody accepts differences in colour shade because wood is considered to be a truly natural material, whereas most people still consider concrete as being artificial. Convincing customers to look upon concrete as a natural building material will not be an easy task. But in the end, it will be the only way to reduce the number of complaints, even for lesser degrees of efflorescence. For good sales figures are not only a question of an excellent production, but also of improved marketing. Help to avoid efflorescence – apart from all the means available to concrete producers, as described – comes also from the manufacturers of pigments and additives. A whole range of products has become available, and recently also special “activated“ pigments. But we must always bear in mind: there will never be a 100% effective solution for altogether eliminating efflorescence. But products for reducing efflorescence materials do, in fact, exist. Efflorescence cannot be avoided, but it can certainly be reduced. Current market situation Pigments are used in nearly every sector of industrial production: concrete, paint, paper, ceramics, ink, toner, cosmetics, plastics, rubber, food, asphalt, to name just a few. The number of different pigments used in these sectors is quite impressive And although iron oxides (both natural and synthetic) are represented in the graph below with only 2.3% (corresponding to approx. 800,000 tonnes), they are by far the most important pigments for colouring cement and/or lime based building materials. They are available in the colour shades yellow, orange, red and black as single pigments, whereas browns are usually are mixtures of them. Other pigments are resorted to only when other colour shades are requested, as stated in Figure 1: TiO 2 for white, Cr 2 O 3 for green, ultramarine for blue (however, with some important restrictions in applications, due to insufficient stability in the concrete), complex inorgan- ▼▼▼ Bild 2.Verbrauch an synthetischen Eisenoxiden gelistet nach Region (Zahlen in %), Jahr 2000 Fig. 2. Consumption of synthetic iron oxides broken down by region (numbers given in %), year 2000 Bild 3. Verbrauch an synthetischen Eisenoxiden gelistet nach Anwendung (Zahlen in %), Jahr 2000 Fig. 3. Consumption of synthetic iron oxides broken down by application (numbers given in %), year 2000 41
▼▼▼ 42 verschieben. Dennoch wird zumindest in der nächsten Zukunft der Baubereich das Hauptgeschäft der Pigmenthersteller bleiben und damit verbunden natürlich auch hier die Notwendigkeit, Qualität und Zuverlässigkeit der Produkte zu verbessern. Neben den Pigmenten selbst wird ein verstärkter und verbesserter produktbegleitender Service ein wesentlicher Aspekt sein, um dabei an der Spitze der Pigmenthersteller zu bleiben. Ausblick auf die Marktsituation in 10 Jahren Die Globalisierung ist bereits ein wichtiger Trend, der weiter zunehmen wird. Dennoch werden lokale kulturelle und traditionelle Verschiedenheiten und auch unterschiedlicher Geschmack im Bereich der Farbgebung nach wie vor bestehen bleiben und der Globalisierung entgegenwirken. Dies erschwert natürlich eine Einschätzung der zukünftigen Entwicklung. Auf alle Fälle wird aber die Forderung nach einer Verbesserung der Lebensqualität – also verbraucherorientierte, maßgeschneiderte Produkte, bessere und schönere persönliche Wohnumgebung, Arbeitsplatz und Umwelt und vieles mehr – zu einem veränderten Verbraucherverhalten führen. Die Entwicklung wird hin zu helleren, brillanteren und haltbareren Farben führen. Zunehmende Sensibilität für Umweltprobleme, die Forderung nach weniger Verschmutzung und Änderungen Bild 4. Zukünftige Entwicklung der Eisenoxidnachfrage (natürlich und synthetisch) Fig. 4. Future development in iron oxide pigments demand (natural and synthetic) von Einstellungen werden die Pigmenthersteller zwingen, auch natürliche Eisenoxide wieder verstärkt in Betracht zu ziehen. China wird als Pigmentlieferant bedeutender werden und die Qualität chinesischer Pigmente wird zunehmen, gleichzeitig wird China aber auch den Vorteil der Niedrigpreise verlieren auf Grund eines Anstiegs der Arbeitskosten und der zu erwartenden Lockerung staatlicher Reglementierungen und Kontrollen. Es wird allgemein erwartet, dass die Nachfrage nach synthetischem Eisenoxid etwa um 2% pro Jahr zunehmen wird, das Angebot hingegen stärker steigen wird (Entwicklung in China, effizientere Produktionsprozesse). Sicherlich fällt diese Steigerungsrate niedriger aus als die in anderen Sektoren, aber Bild 5. Eisenoxidverbrauch (natürlich und synthetisch) gelistet nach Region (Zahlen in %), Jahr 2010 Fig. 5. Consumption of Iron Oxide Pigments (synthetic & natural) split by region (numbers given in %), year 2010 ic pigments, also known as MMOs (mixed metal oxides) like Cobalt-Aluminium, Cobalt-Chromium, Cobalt-Nickel-Zinc-Titanium or Cobalt-Chromium-Aluminium oxides for green, bluegreen and blue (stable in concrete). The graphs (Figs. 2, 3) relate exclusively to synthetic iron oxides; natural iron oxides are of less significance, due to their inferior tinting strength and poor reproducibility. In 2000, concrete colouring took up approx. one half of the total quantity of synthetic iron oxides processed worldwide. The largest part of it was consumed in Western Europe, followed by North America. As a result of the increasing globalisation (multinational concrete manufacturers) and the continuing further development of the Asian Pacific market, this situation will doubtless change in the years to come (see “Market outlook for the next 10 years“ below). Also the percentage parts in the areas of application are bound to change. Due to the pressure asserted by the paint and varnish manufacturers, pigment producers now have to concentrate on the following new developments: n Improvement of temperature stability of the yellow and black iron oxides n Improved dispersion properties n Increase of the number of available colour shades and higher chroma n Production of special (tailor-made) pigments All pigment suppliers serving the paint and varnish market – who also supply the concrete industry – who meet these requirements, will gain a not inconsiderable market edge. As a result, the percentage distribution shown in Figure 3 will shift in favour of “colour and varnish“ as well as “other“ (cosmetics, food, inks, toners). But the construction industry will still remain the key market for pigment manufacturers, at least for the time being, and will thus have to improve product quality and reliability. Apart from the pigments themselves, more emphasis will be given to offering more and improved service on all aspects of pigment application to stay on the top of pigment manufacturing. Market outlook for the next 10 years Globalization, already today an important trend, will further increase. However, local cultural and traditional differences and different tastes in colours will continue to exist and will counteract globalization. This makes an estimation of the future development of course difficult. But the demand for a better quality of life – i.e. consumer-oriented, custom-tailored products, a better and more beautiful housing environment and much more – will in any case lead to a change in consumer behaviour. The trend will go to brighter, more brilliant and more durable colours. Heightened sensitivity to environmental problems, the demand for more pollution control and changes in mental attitudes will force pigment manufacturers to once again increasingly turn to iron oxides. China will gain significance as a pigment supplier and the quality of Chinese pigments will improve. At the same time, however, the cost of labour will rise in China and State control gradually slackened and thus the advantage of low prices lost. The demand for synthetic iron oxide pigments is generally expected to will rise at the rate of approximately 2% per year, this trend, however, will be matched by an increase in supply (development in China, more efficient production processes). This increase will most likely not be as high as in other sectors. And, in particular in the area of colouring with iron oxides, there are a number of notable reasons for a lower growth: n Pigments with increased tinting strength, brightness and brilliance n Reduction of the quantities pigments used or no pigments at all in the base mixes for concrete pavers n Development of alternatives to iron oxide pigments in areas other than concrete BFT 7 | 2002
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