Verfahren zur Herstellung von Nnnststeinen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststeinen,, welches darin besteht, dass zwei gekörnte Materialien, deren Schmelzpunkte verschieden ;hoch sind, ge mischt, sodann mit Wasserglaslösung durch feuchtet und unter starkem Druck zu Form- lingen gepresst werden. Hierauf brennt man die Formstücke, ohne sie vorher zu trocknen, so dass das Material mit dem niedern Schmelzpunkt sintert, das beigemengte Ma terial, zweckmässig ein Naturgestein, hin gegen in fester - Form eingebettet bleibt.
Als sinterndes Material sind beispielsweise Sand und Schlacke verwendbar.
Nach diesem Verfahren kann man zum Beispiel Pflastersteine, Bausteine oder als Verkleidung dienende Steinplatten herstellen.
Wesentlich ist bei dem Verfahren, dass immer zwei solche Materialien, zum Bei spiel Gesteinsarten, zum Vermischen ge langen, deren Sinterungspunkte so weit aus= einander liegen, dass bei einer Brenntempe- ratur, die um weniges höher liegt als der Beginn der Sinterung des leichter sinternden Materials, die Körner des bei höherer Tem- peratur sinternden Materials unbeeinflusst bleiben, also gewissermassen im fertig ge brannten Stein ein festes .Skelett bilden.
Es kann jedes der zur Verarbeitung ge langenden Materialien für sich in einem Kollergang auf eine Korngrösse von 2 bis 4 mm gemahlen werden. Die Wahl der Aus gangsmaterialien hängt davon ab, einen wie hochschmelzenden Kunststein man erzielen will.
Vor dem Einbringen in die Mischvor richtung werden die Materialien zweck mässigerweise gesiebt, so dass tatsächlich keine grösseren Gesteinstrümmer als ge wünscht zur Mischung gelangen. Die ge körnten Materialien gibt man in dem durch einen Vorversuch ermittelten günstigsten Mischungsverhältnis in die Mischvorrichtung und mischt in trockenem Zustande. Erst nach erfolgter inniger Mischung wird das flüssige Bindemittel, eine stark verdünnte Natron silikatlösung (1 bis 2 %ig, hergestellt durch Verdünnung des Handelsproduktes) in einer Menge von 4 bis 10 % zugegeben, worauf man wieder so lange mischt, bis die ganze Masse gleichförmig durchfeuchtet ist.
Der Zusatz des Bindemittels erfolgt zu dem Zwecke, die sandige Masse zu edier pla stischen, pressbaren zu machen, und ist so niedrig gehalten, dass die Formlinge ohne vorgängiges Trocknen gebrannt werden kön nen. <I>Beispiel</I> Für die Herstellung von Kunststeinen aus Granit stellen sich die Verhältnisse wie folgt: Granit und Quarz werden, jeder für sich, auf 3 mm Korngrösse gemahlen. In einer Mischtrommel werden 70 bis 75 Teile Granit mit 15 bis 20 Teilen Quarz innig gemischt und dann mit 6 Teilen 1 bis n %aiger Natriumsilikatlösung gleichmässig durchfeuchtet.
Die Masse wird auf hydrau lischen Pressen mit 800 bis 850 kgicm2 7u Formlingen gepress't, und diese Form- linge werden in den Brennofen eingesetzt lind bei 880 bis 900 C während 16 Stunden gebrannt.
Auf diese Weise können zum Beispiel Bausteine hergestellt werden. Wünscht man die Steine künstlich zu färben, so mahlt inan die Materialien, zum Beispiel ein Na.tur- rrrestein und Schlacken, unter Zusatz von färbenden Stoffen, vorzugsweise Metall oxyden, und verfährt im übrigen, wie oben beschrieben ist. Die Brenntemperatur wird in diesem Falle 20 bis 30 C über die für das Gesteinsgemisch ermittelte Sintertempe- ratur getrieben, so dass infolge oberfläch lichen Schmelzens der Steine auf diesen eine glatte, wetterbeständige, abwaschbare Glashaut gebildet wird.
Das Verfahren ist hauptsächlich zur Herstellung von Steinen für die Pflasterung von Strassen bestimmt. Werden nach dem Verfahren hergestellte Pflastersteine auf dem entsprechend vorbereiteten Grunde ver legt. so ist es möglich, ein vollkommen fugen dichtes Pflaster zu erzielen, indem die voll ständig gleichartigen, genau prismatischen oder würfelförmigen Steine dicht anein- andergelegt passen und die minimalen Fu gen durch Einbringen flüssigen Gesteines von gleicher oder ähnlicher Beschaffenheit ausgefüllt werden.
Von den bisher bekannten, fugenlosen Pflastern, wie Asphalt, Beton usw., unter scheidet sich das aus Kunststeinen gemäss der Eifindung hergestellte vor allem durch die Widerstandsfähi-,keit und Haltbarkeit, hinsichtlich welcher e5 der Hartstein pflasterung vergleichbar ist, ohne deren be kannte Nachteile, Unebenheit der Oberfläche und Auflockerunvon den Fugen aus, auf zuweisen.
Die grosse Haltbarkeit verdankt der Kunststein gemäss der Erfindung dem Um stande, dass die Pressmasse im Vergleich zu den in der keramischen Industrie sonst zur Verwendung gelangenden Massen einen viel geringeren @j'assergehalt aufweist, -der ein Brennen ohne Vortrocknung ermöglicht.
Beim Vortrocknen ist nämlich ein Verziehen der Kanten der Presslinge unausbleiblich, so dass man keine vollständig geradflächi- gen .Steine erhalten kann wie die erfindungs- olemäss hergestellten, welche aus diesem Grunde der Zerstörung die geringsten An griffspunkte bieten.
Infolge des erwähnten Wassergehaltes und des gleichfalls nötigen Zusatzes grösserer Mengen toniger Massen konnte bei den bekannten Kunststeinen eine ganz homogene Struktur der Presslinge nicht erzielt werden;
die Steine zeigen nach dem Brennprozess eine ungleiche, im Kerne meist grobkörnigere Struktur als an der Ober fläche, was im verpflasterten Zustande nach Abnützung der oberen, einer harten Rinde ähnlichen Steinpartie. unter den Einwirkun gen des Verkehrs zur raschen Zerstörung der darunter gelegenen weichen und weniger widerstandsfähigen Steinpartien und zur ver hältnismässig raschen Zerstörung des ganzen Pflasters führte, welcher thelstand, bei den gemäss dem obigen neuen Verfahren erzeug ten Steinen vollkommen entfällt.
Eine Pflasterung aus Steinen, die nach vorliegendem Verfahren hergestellt sind, weist gegenüber andern fugenlosen oder fugendichten Belägen, zum Beispiel aus Holzstöclzel oder Asphalt, den Vorteil auf, dass seine Oberfläche unter der Einwirkung des Fuhrwerkes eine gewisse Rauhheit be kommt, infolge der ungleichmässig von stat ten gehenden Molekularabnützung an den Steinen. Diese Rauheit verhindert dann das Ausgleiten der Pferde und das Schleudern der Fahrwerke, namentlich bei nassem Wetter.
In hygienischer Beziehung ist eine wich tige Eigenschaft des Pflasters aus Steinen gemäss der Erfindung die.völlige Staubfrei heit und die Möglichkeit, das Pflaster leicht, gründlich durch Waschen reinigen zu kön nen.
Auch für viele andere Zwecke ist der Kunststein gemäss der Erfindung bestens geeignet, zum Beispiel für die Verkleidung von Mauern und Wänden, für Wasserbauten (Wehre), Tunnels usw.
Es sind bereits Kunststeine bekannt, die Natriumsilikat enthalten; doch bildet dieses einen wesentlichen Bestandteil der bekann ten Kunststeinmasse, weil gewöhnlich seine Umsetzung zu unlöslichen Silikaten beab sichtigt ist, während beim Verfahren nach vorliegender Erfindung nur geringe Mengen Silikate, etwa 6 bis 10 %, als Bindemittel Verwendung finden.
Process for the production of artificial stones. The invention relates to a method for the production of artificial stones, which consists in that two granular materials, whose melting points are different, high, mixed, then moistened with water glass solution and pressed under strong pressure to form pieces. The shaped pieces are then fired without drying them beforehand, so that the material with the low melting point sinters, while the admixed material, preferably a natural stone, remains embedded in solid form.
Sand and slag, for example, can be used as sintering material.
This process can be used, for example, to manufacture paving stones, building blocks or stone slabs that serve as cladding.
In the process, it is essential that two such materials, for example types of rock, get mixed, the sintering points of which are so far apart that at a firing temperature that is slightly higher than the start of sintering the easier sintering material, the grains of the material sintering at a higher temperature remain unaffected, so to a certain extent form a solid skeleton in the finished stone.
Each of the materials required for processing can be ground separately in a pan mill to a grain size of 2 to 4 mm. The choice of starting materials depends on how high-melting artificial stone you want to achieve.
Before they are introduced into the mixing device, the materials are expediently sieved so that no larger rock debris than desired is actually mixed. The grained materials are added to the mixing device in the most favorable mixing ratio determined by a preliminary test and mixed in the dry state. Only after thorough mixing is complete, the liquid binder, a very dilute sodium silicate solution (1 to 2%, made by diluting the commercial product) is added in an amount of 4 to 10%, after which the mixture is mixed again until the whole mass is uniform is soaked.
The binder is added for the purpose of making the sandy mass into edier plastic, compressible, and is kept so low that the briquettes can be fired without prior drying. <I> Example </I> For the production of artificial stones from granite, the conditions are as follows: Granite and quartz are each ground separately to a grain size of 3 mm. 70 to 75 parts of granite are intimately mixed with 15 to 20 parts of quartz in a mixing drum and then evenly moistened with 6 parts of 1 to n% sodium silicate solution.
The mass is pressed on hydraulic presses with 800 to 850 kg / m2 7u briquettes, and these briquettes are placed in the kiln and fired at 880 to 900 C for 16 hours.
In this way, building blocks can be produced, for example. If you wish to artificially color the stones, grind the materials, for example a natural stone and slag, with the addition of coloring substances, preferably metal oxides, and proceed as described above. In this case, the firing temperature is increased by 20 to 30 C above the sintering temperature determined for the stone mixture, so that a smooth, weather-resistant, washable glass skin is formed on the stones as a result of superficial melting.
The process is mainly intended for the production of stones for paving roads. Are paving stones produced according to the method laid on the appropriately prepared ground. In this way it is possible to achieve a completely joint-tight pavement in that the completely identical, precisely prismatic or cube-shaped stones fit close together and the minimal joints are filled by introducing liquid stone of the same or similar nature.
From the previously known, jointless paving, such as asphalt, concrete, etc., the one made from artificial stones according to the invention differs mainly in terms of resistance, speed and durability, in terms of which e5 hard stone paving is comparable without the known disadvantages , Unevenness of the surface and loosening of the joints.
The artificial stone according to the invention owes its great durability to the fact that the molding compound has a much lower water content than the compounds otherwise used in the ceramic industry, which enables firing without predrying.
During the pre-drying process, the edges of the compacts are inevitable, so that no completely straight-surface stones like those produced according to the invention can be obtained, which for this reason offer the slightest points of attack.
As a result of the water content mentioned and the likewise necessary addition of larger amounts of clayey masses, it was not possible to achieve a completely homogeneous structure of the pellets in the known artificial stones;
After the firing process, the stones show an uneven structure, usually more coarse-grained in the core than on the surface, which in the plastered state after the upper part of the stone, similar to a hard bark, has worn down. under the influence of traffic led to the rapid destruction of the soft and less resistant stone sections underneath and to the comparatively rapid destruction of the entire pavement, which is completely absent from the stones produced according to the above new process.
A paving made of stones, which are produced according to the present method, has the advantage over other jointless or joint-tight coverings, for example made of wooden sticks or asphalt, that its surface gets a certain roughness under the influence of the wagon, due to the unevenly of stat th going molecular wear on the stones. This roughness prevents the horses from slipping and the undercarriages from skidding, especially in wet weather.
From a hygienic point of view, an important property of the pavement made of stones according to the invention is the freedom from dust and the possibility of being able to clean the pavement easily and thoroughly by washing it.
The artificial stone according to the invention is also ideally suited for many other purposes, for example for cladding walls and walls, for hydraulic structures (weirs), tunnels, etc.
Artificial stones are already known which contain sodium silicate; but this forms an essential part of the known artificial stone mass, because usually its conversion to insoluble silicates is intentional, while in the process according to the present invention only small amounts of silicates, about 6 to 10%, are used as binders.