Verfahren zum Herstellen von Bauelementen mit vorstehenden mineralischen Steinchen Verfahren zum Aufbringen von mineralischen Stein- chen, beispielsweise von natürlichem Kies, auf die Ober fläche von Wegplatten aus Beton oder von Wänden an der Baustelle sind in der Bauindustrie wohl bekannt. Die entsprechenden Bauwerke werden in der Fachwelt als solche mit exponierten Zuschlagstoffen bezeichnet. Hierfür werden im allgemeinen zwei Verfahren benutzt, von denen sich das eine hauptsächlich für Wände und Böden eignet, wobei die Zuschlagstoffe in ein Bett von frischem Mörtel eingedrückt werden, nachdem der Mör tel eine gewisse Abbindung erreicht hat.
Sobald diese Abbindung eingetreten ist, wird die Oberfläche mit einer Bürste oder einem Besen unter Verwendung von Wasser gescheuert, wodurch der Mörtel zwischen den Kiesel steinen entfernt wird, so dass viele der Kieselsteine aus der Oberfläche herausragen. Die natürlichen runden Oberflächen des Kiesels ergeben einen ansprechenden und dauerhaften Bodenbelag für schwere Beanspruchung und Fussgängerverkehr. Dieses für die Anwendung auf der Baustelle praktische Verfahren besitzt einige Män gel, die es für die Anwendung in einer Fabrik zur Her stellung von Fussbodenziegeln aus Portland-Zement un geeignet machen.
Fussbodenziegel der Terrazzo-Type erfordern ein Bett aus Sand oder Mörtel an der Baustelle, in das die Ziegel eingesetzt werden können. Das Verfahren besteht daher aus zwei Arbeitsgängen, nämlich der Herstellung des Ziegels oder der Platte und ihrer Verlegung.
Gleichgültig ob die Kieselsteine in den Mörtel auf der Baustelle oder in der Fabrik eingesetzt werden, in jedem Falle ist das Scheuern unregelmässig und viele der Steine kommen daher überhaupt nicht zum Vor schein oder erheben sich nur teilweise aus der Ober fläche. Viele Steine werden überhaupt gelockert und entfernt. Die entstehende Oberfläche ist oft ungerade und entspricht nicht den Anforderungen für den Fuss- gängerverkehr. Die Herstellung von Fussbodenziegeln mit exponierten Zuschlagstoffen in einer Fabrik für das darauffolgende Verlegen an der Baustelle in einem Sand- oder Mörtelbett hat sich daher als nicht praktisch erwiesen.
Bei dem anderen üblichen Verfahren für die Be handlung der Oberfläche von Wänden an der Baustelle wird Zementmörtel mit der Maurerkelle angeworfen, und sodann werden in den noch weichen Mörtel Kiesel steine eingedrückt. Die überschüssigen Kieselsteine fal len ab. Dabei werden viele Kieselsteine nur leicht ge halten und jene, die im Mörtel sitzen, werden von einer runden Höhlung gehalten, deren Rand gekrümmt ist und in denen die Kieselsteine daher eine nur schwache Ver ankerung finden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll der Verlust an Kieselsteinen, wie er bei dem heute praktizierten Ver fahren an der Baustelle auftritt, vermieden werden. Fer ner soll die Verankerung der Kieselsteine, insbesondere natürlicher runder Kieselsteine, in ihrer Unterlage ver bessert werden. Schliesslich soll die vorliegende Erfin dung ermöglichen, im wesentlichen alle Kieselsteine an die Oberfläche zu bringen.
Besonders zweckmässig dürfte dieses Verfahren zur Herstellung von Blöcken und Wandtafeln sein, bei de nen die exponierten mineralischen Steinehen sich an vertikalen Oberflächen befinden. Solche Blöcke oder Wandtafeln können aus einer Füllmasse hergestellt sein, die aus anorganischen Elementen besteht, beispielsweise aus Bimsstein oder Schlacke, oder aus organischen fa serigen Teilchen, etwa Hobelspänen, Stroh, Fasern aus Kokosnussschalen oder aus Sisal, die von einem anorga nischen Binder, wie etwa Portland-Zement, zusammen gehalten werden.
Die Erfindung soll es auch gestatten, zerkleinerte Körner oder Steine, etwa Marmorsplitter, zu verwen- den. Die natürlichen runden Kieselsteine und die zer kleinerten Steinsplitter werden hier im folgenden als Mineralsteinchen bezeichnet. Solche Steinehen können die üblicherweise bei Terrazzo-Fussböden verwendeten Grössen aufweisen. Die Verwendung von Marmorsplit tern oder Steinehen an vertikalen Wandflächen war bis heute noch nicht befriedigend. Bei runden Kieselsteinen muss der Mörtel eine gewisse Konsistenz aufweisen, um nach dem Anwerfen in einer vertikalen Lage zu ver bleiben.
Diese Konsistenz weist aber nicht die besten Hafteigenschaften auf. Eine bessere Haftung ergibt sich bei einer dünneren Konsistenz des Mörtels. Wie bei den runden Kieselsteinen, sitzen auch die gebrochenen Split ter bei vertikalen Mörteloberflächen in Kratern mit ab gerundeten Ecken und damit ungenügender Bindung oder Verankerung an ihrem Rand.
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die Nachteile der heute angewendeten Verfahren beseitigt werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass eine dünnflüssige Schicht eines mer- ten Stoffes auf ein Trägerband aufgebracht wird, dass mineralische Steinehen, deren Grösse die Korngrösse des inerten Stoffes übertrifft, in diese dünnflüssige Schicht gebracht werden, so dass sie auf dem Träger band aufliegen, jedoch nur bis zu ihrer Mittenebene aus der genannten Schicht herausragen, dass ein anorgani sches Bindemittel auf die Steinchenschicht aufgebracht wird,
dass auf diese Bindemittelschicht eine Schicht ei nes mit einem anorganischen Klebemittel überzogenen Füllstoffes aufgebracht wird, wobei die Schichtdicke die ses Füllstoffes die Dicke der Bindemittelschicht über trifft, dass alle diese Schichten auf dem Trägerband ge- presst werden, und dass nach dem Abbinden des Binde mittels die mit diesem nicht verbundenen, inerten Stoff teilchen aus dem Zwischenraum zwischen den Stein- chen entfernt werden.
Dar anorganische Binder zur Bindung der minerali schen Steinehen kann jede gewünschte Konsistenz haben; diese kann daher so gewählt werden, dass die Zwischen räume zwischen den Steinehen am besten ausgefüllt werden. Die überschüssige Feuchtigkeit kann durch Ruf sieben von trockenem Zement auf den Schlamm aufge saugt werden. Es ist also hier nicht notwendig, den Mör tel mit der steifen Konsistenz anzuwerfen, die zum Haf ten an den vertikalen Flächen erforderlich ist. Damit ist es mit diesem Verfahren möglich, als mineralische Stein chenfSplitter zu verwenden.
Ein wichtiger Vorteil darf darin gesehen werden, dass die Baustellenarbeit durch einen Fertigungsprozess in der Fabrik ersetzt werden kann. Dieser lässt sich me chanisieren, wodurch die Kosten bedeutend gesenkt wer den können. Durch die Mechanisierung lassen sich auch das Aussehen des Produktes und die Wetterbeständig keit der reliefartigen Oberfläche verbessern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung her vor, in der das Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher beschrieben ist. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Zahlen ähnliche Elemente in jeder der Abbildungen.
Fig. 1 bis 7 zeigen schematische Aufrisse, die die einzelnen Arbeitsvorgänge nach der vorliegenden Er findung darstellen.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Trägerband auf Rollen. Mit 2 ist ein Haufen eines inerten anorganischen Stoffes bezeichnet, beispielsweise Ton, angefeuchteter Marmor staub oder gemahlener Kalkstein, während 3 ein Mittel zum Verteilen bezeichnet, das aus einer gerippten Rolle oder einer mit Einschnitten versehenen Schaufel beste hen kann. 4 ist eine Lage eines dünnflüssigen organi schen inerten Stoffes, die auf dem Trägerband liegt. Die Steinehen setzen sich in der Masse 4, bis sie das Trägerband 1 berühren.
Die schlammige Masse 4 kann man auch erhalten, indem man zuerst ein trockenes Pul ver aufgibt, das anschliessend durch Aufsprühen von Flüssigkeit geschlämmt wird.
In der Fig. 2 erkennt man mineralische Steinehen 5, die auf die Lage 4 des inerten Stoffes aufgebracht wer den. Dies kann durch bekannte Mechanismen gesche hen, beispielsweise durch Klappen oder mittels einer gewählten oder mit Erhöhungen versehenen Rolle.
Die Fig. 3 zeigt das Entfernen der überflüssigen Steinehen mittels Absaugen oder Vibration, wodurch lediglich eine einzige Schicht von Steinehen 6 übrig bleibt, die teilweise in die Schicht des inerten Stoffes eingebettet ist.
Die Fig. 4 zeigt das Aufbringen eines anorganischen Binders 7, beispielsweise Portland-Zement, auf die Lage der mineralischen Steinehen.
Fig. 5 zeigt eine Matte von Stoffteilchen, beispiels weise von Hobelspänen, Schlacke oder Bimsstein, die auf der Zementschicht 7 liegt und vom Binder überzo gen ist.
Die Fig. 6 zeigt das Pressen der binderüberzogenen Matte ä.
In Fig. 7 ist das Entfernen der nicht mit dem Ze ment verbundenen inerten Teilchen dargestellt, und zwar mittels einer rotierenden Bürste 9. Dank dieser Herstellungsmethode liegen die freigelegten Steinehen im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene.
Zur Herstellung von Bauelementen aus Bimsstein, Schlacke und Holzspänen dienen verschiedene Arten von anorganischen Bindern. Von den drei am meisten benutzten Binderarten, dem POrtland-Zement, dem Ma gnesit-Zement und dem Gips, wird Portland-Zement wegen seiner besseren Wetterbeständigkeit vorgezogen. Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Pro dukte sind für die Verwendung an den Aussenseiten von Gebäuden gedacht, und zwar in Form von Bau ziegeln oder von Tafeln oder Platten, wenn Holzspäne als Füllmasse verwendet werden.
Unter inerten Teilchen sind feine Teilchen zu ver stehen, die nicht zusammenkleben oder aber, wenn sie zusammenhalten, beispielsweise durch lösbare Kleb stoffe, durch Wasser leicht getrennt werden können. Inerte Stoffe unterscheiden sich von den Teilchen der anorganischen Binder insofern, als die letzteren beim Abbinden des Zements eine kristalline Struktur anneh men. Sie können also mittels Anwendung von Wasser nicht in ihren ursprünglichen Zustand gebracht wer den. Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete schlammige Schicht von inerten Stoffen bewirkt eine gleichmässige Verteilung der mineralischen Steinehen in einer einzigen Schicht, während der Zementbinder zu gesetzt wird.
Beim Abbinden hält der Zement an seiner Oberfläche zwischen den mineralischen Steinehen eine dünne Schicht inerter Stoffe zurück. Beim Scheuern der Oberfläche des Ziegels oder der Tafel nach dem Abbin den des Zements werden die inerten Teilchen mit Aus nahme dieser dünnen Schicht vollständig entfernt. Die inerten Stoffe nehmen einen Teil des Zwischenraumes zwischen den Steinehen ein und beim letzten Verfahrens schritt nach der vorliegenden Erfindung werden die Steinehen freigelegt, wobei zwischen ihnen Vertiefungen entstehen. Auf diese Weise erhält man die Oberfläche mit der gewünschten Textur.
Man erhält sie mit mine ralischen Steinehen, beispielsweise mit Marmorsplittern, die fest in der Grundmasse von groben, mittels anorga nischem Binder verbundenen Steinehen verankert sind.
Da die für das vorliegende Verfahren verwendeten inerten Stoffe staubförmig sind, bevor Wasser zuge setzt wird, bestehen die verwendeten mineralischen Steinehen aus kleinen gebrochenen Stücken oder aus kleinen Kieselsteinen. Die mineralischen Steinehen sind viel grösser als die inerten Stoffteilchen, und sie können in die schlammige oder kittartige Masse der Teilchen eingepresst werden. Wenn sich die Teilchen in der Schlammschicht absetzen oder in die kittartige Masse eingepresst werden, sollten sich die inerten Stoff teilchen vorteilhaft nicht über die Mitte der minerali schen Steinehen hinaus erstrecken.
Falls sie bis knapp unter deren Mitte reichen, erhält man eine bessere Verankerung der Steinehen im Zement bei praktisch vollständiger Freilegung der Steinehen. Eine solche Ver ankerung tritt nicht auf, wenn die Steinehen in den Mörtel eingepresst werden. Bei dem üblichen Verfahren des Einpressens der Kieselsteine oder sonstigen minerali schen Körner in den Mörtel entstehen Vertiefungen mit abgerundeten Ecken im Bindezement, wogegen bei der vorliegenden Erfindung die Vertiefungen in der Schicht des inerten Stoffes gebildet werden und der Zement 7 die Zwischenräume zwischen den Steinehen ausfüllt.
Die Tatsache, dass die inerten Stoffteilchen diesen Teil des Raumes zwischen den Steinehen ausfüllen, der nicht vom Binder eingenommen wird, erlaubt die Anwendung ei nes hohen Druckes auf den Baustofkörper, um diesen zu verdichten. Ohne die zwischen den Steinehen vor handenen inerten Stoffteilchen wird der Zementbinder in diese Zwischenräume gepresst werden, diese komplett ausfüllen und das Freilegen der Steinehen verhindern.
Durch sorgfältiges Einstellen der Mittel zum Auf bringen der Steinehen können diese gleichmässig in ei ner einzigen Schicht aufgebracht werden, wodurch der Vorgang des Entfernens der überschüssigen Steinehen nach Fig. 3 überflüssig wird, doch wird der Zwischen raum zwischen den Steinehen vergrössert, wenn man diesen in Fig. 3 dargestellten Arbeitsgang ausschaltet. Es ist daher vorzuziehen, die Steinehen im Überschuss aufzubringen und sodann die überschüssigen Teilchen zu entfernen. Dieses Entfernen kann auf verschiedene Weise geschehen, beispielsweise durch Absaugen oder durch Neigen des Trägerbandes oder etwa durch einen Schwenkmechanismus.
Der Binder zum Halten der Steinehen im Baukörper kann, wie in Fig. 4 gezeigt, in einer dünnflüssigen Schicht aufgebracht werden, oder indem man trocke nen Zement auf die Oberfläche durch ein Sieb auf bringt, und sodann auf diese Zementschicht Wasser aufsprüht, bis eine schlammartige Konsistenz erreicht ist. Eine solche Schicht 7 auf den Steinehen 6 ist in Fig. 5 dargestellt.
Fig. 5 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen von binderüberzogenen Hobelspänen, die als Luftfilze be kannt sind. Es sind natürlich auch andere Möglichkeiten zum Aufbringen binderüberzogener Stoffteilchen an- wendbar. Es kann auch ein frischgeformter Baukörper aus Schlacke oder Bimsstein, dessen Zement mit den Filzstoffen noch nicht abgebunden hat, auf den Zement 7 gebracht werden. Es kann auch ein über das Gewicht des Baukörpers hinausgehender Druck ausgeübt wer den, vorausgesetzt, dass dadurch der frischgeformte Bau körper nicht deformiert wird.
Ein hoher Druck, wie in Fig. 6 gezeigt, ist notwendig, wenn faserige Holzschnitzel verarbeitet werden und eine maximale Festigkeit ge wünscht wird. Wenn man ein gleichzeitiges Abbinden des Zementbinders mit den Teilchen oder dem Füll stoff und des Zementes, in dem die Steinehen eingebet tet sind, zulässt, so erhält man ein festes Haften zwi schen den Steinehen und der Masse des Bauelementes. Zum Ausgleich kann am Ende der Produktionsstrasse ein tafelförmiges Bauelement auch auf seiner Rück seite mit einer Schicht von Steinehen und Zement ver sehen werden.
Sollen die Steinehen mit einem bereits fertigen Bau element verbunden werden, so empfiehlt sich die Auf bringung eines zusätzlichen Klebemittels auf das Ele ment, um eine gute Verbindung mit dem abgebundenen Zement zu erhalten. Solche Klebemittel sind bekannt und ihre Anwendung bildet keinen Teil dieser Erfin dung. Ein gleichzeitiges Abbinden des Zementes auf den Teilchen oder den Füllstoffen und des Zementes, der die Steinehen hält, ist vorzuziehen, weil dadurch die Bin dung stärker und zuverlässiger wird.
Wird bei Verwendung von Hobelspänen gemäss Fig. 6 ein hoher Druck angewendet, so muss dieser so lange aufrechterhalten werden, bis der Zement abgebun den hat. Die Platte kann sich dann nach dem Aufhören des Druckes nicht mehr ausdehnen, weder gleich noch wenn es unter dem Einfluss der Witterung nass wird.
Wird die Füllmasse unmittelbar nach dem Abbinden des Zements entfernt, so lässt sie sich leicht herausbür- sten. Ist der Zement jedoch schon getrocknet und fest geworden, so ist hierbei zweckmässig Wasser zu ver wenden. Es werden alle inerten Teilchen mit Ausnahme einer dünnen, am Zement klebenden Schicht entfernt. Anstelle von reinem Zement kann auch ein Mörtel aus feinem Sand oder feinen mineralischen Körnern als Bin demittel zum Verbinden der Steinehen mit dem Körper des Bauelementes verwendet werden.
Das so gewonnene block- oder plattenförmige Bau element besitzt nach dem Entfernen des inerten Stoffes die gewünschte Oberflächentextur, bei der mineralische Steinehen sichtbar auf der ganzen Fläche aus dieser heraustreten.