CS213938B1 - Způsob přípravy umělého kamene pro sochařské a kamenické objekty - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy umělého kamene pro sochařské a kamenické objekty spočívá v tom, že se ke křemičitému písku o zrnění 10"® až 3 mm přidá 0,5 až 5 hmot. % sloučeniny RSi /0Rz/^, kde R je amino nebo epoxyalkyl s C-^ až Cg a R^ alkyl s až Cg, v organickém rozpoštědle, např, toluenu, acetonu nebo etanolu, načež se směs zhomogenizuje a nechá odstát po dobu 3 až 72 hodin při teplotě 0 až 30 °C. Potom se ke směsi přidá 5 až 15 hom. % epoxydové pryskyřice v koncentraci 25 až 100 hmot.,% v organickém rozpouStědle, např. toluenu a tužidlo v množství 7 až 10 hmot. % na hmotnost epoxydové pryskyřice. Vzniklá tvárná směs se pak zpracuje běžným způsobem. Způsob podle vynálezu lze používat výhodně v sochařské a kamenické praxi, např. při restaurování a rekonstrukci sochařských objektů, plástů budov a kamenických prvků z pískovce a opuky. Podstata vynálezu je vysvětlena třemi příklady.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy uměléhp kamene ppp sppíigřské g )řSfl)ef)ÍPKé objekty.

Přírodní kámen je velmi často hlavním stavebním materiálem historicky a památkově významných objektů. Výběr přírodního kamene zvláště pro sochařské a kamenické prvky se zhusta řídil jeho snaunouiopracovatelností a proto se pro tyto účely nejčastěji používají různé druhy pískovců a v pražské oblasti opuka. Ze snadné opracpvatelnosti uvedených druhů kamenů však scučasně plyne i jejich malá odolnost proti zvětrávání.

Přírodní kámen vystavený ve zdivu nebo v sochařských objektech g kamenických prvcích vlivům povětrnosti po staletí se různě intenzivně porušil. Změnil ag poyrch kamene a jeho struktura, nastala více nebo méně rychlá přeměna fyzikálních amechanických vlastností kamene, případně i jeho estetického vzhledu. Zvláště y poslední éo,bě se intenzita rozpradu zmnohonásobila. Kromě přírodních vlivů dochází i k poškozování kamenných objektů nešetrností lidí. Pro doplňování a domodelování chybějících částí se dosud v restaurátorské praxi používají tmely z klasických materiálů obsahujících rozpojený původní materiál, v.ápno a cement.

Hlavní nevýhoda uvedeného klasického tmelu spočívá především v odlišném chemickém složeni tmelů, takže na spoji starého a nového materiálu dochází k nerušení, k tvorbě trhlin a nakonec k odpadnutí plomby i s částí původního materiálu. Alkalita pojidla plomby mění v krátké době barevnost pigmentů a kromě toho na povrchu tmelu sa migrací vody tvoří bílé zbarvené výkvěty, které není možno odstranit. Výsledkem je, že na objektech vznikají bíle zbarvené plochy, které esteiticky narušují účinek výtvarného díla.

Významným zlepšením je použití nového typu umělého kamene, kde je vápenná pojivá složka nahrazena epoxidovou pryskyřicí (čs. patent.č. 139 733). Výhody tohoto tmelu jsou nesporné. Dlouhodobé zkušenosti při aplikaci v exterieru však ukázaly, že tento typ umělého kamene je v malé míře narušován působením UV paprsků za spolupůsobení vody na styčných plochách mezi epoxidovým pojivém a silikátovým materiálem, kde existuje pouze adheze fyzikálními silami. Podstatně výhodnějších vlastností umělého kamene by bylo možno dosáhnout nahražením poměrně slabých fyzikálních sil vazbou Chemickou, která zaručuje trvalou odolnost kompozitních materiálů. K tomuto účelu je možno použít organokřemičité prostředky, které na jedné straně vytvářejí chemickou vazbu mezi silikátovým materiálem a organokřemičitým spojovacím prostředkem, např. aminopropyltrietoxysilanem.

Chemická vazba se vytvoří po hydrolýze alkoxylových skupin na silanoly a jejich následnou kondenzací s hydroxylovými skupinami silikátových materiálů, rta druhé straně uvedený Spojovací prostředek má možnost svými organofunkčními skupinami reagovat s chemicky aktiviiími skupinami epoxydové pryskyřice za vzniku chemické vazby. 0 vzniku skutečných chemických vazeb svědčí nejen teoretické předpoklady, ale -především praktické zkoušky fyzikálních vlastností provedené v laboratoři, kdy pevnost v> tlaku byla o 46 % vyšší než bez použití organokřemičitého prostředku. Další důležitou výhodou, která svědčí pro použití organokřemičitého spojovacího prostředku je zvýšená hydrofobita pojivá a současně i tmelu. Tím se rovněž omezí nasákavost vody a průběh chemických reakcí vedoucích k rozkladu.

Podstatou tohoto vynálezu je způsob přípravy umělého kamene pro sochařské a kamenické objekty, při němž se ke křemičitému písku zrnění 10“ až 3 mm přidá 0,5 až 5 % sloučeniny RSi (0R^z)p kde R je amino- nebo epoxialkyl a až Cg a R*je alkyl s až Cg, v organickém rozpoštědle, např. toluenu, acetonu, etanolu, směs se zhomogenizuje a nechá odstát po dobu 3 až 72 hodin při teplotě 0 až 30 °C, načež se ke směsi přidá 5 až 15 % hmot. epoxidové pryskyřice v koncentraci 25 až 100 % v organickém rozpouštědle, např. toluenu, tužidla a vzniklá tvárná směs se zpracuje běžným způsobem.

V dalším uvádíme příklady provedení způsobu přípravy umělého kamene podle vynálezu.

Příklad 1

Κ 1 kg křemičitého písku o zrnění od 0,02 do 0,6 mm bylo přidáno 20 g jemného kysličníku 6 2 křemičitého o velikosti částic.ZLO“ mm a specifickém povrfehu 100 in /g a 2 g - aminopropyltrietoxysilanu. Po 15 minutách intenzivního míchání a technologické přestávce 48 hodin, kdy probíhají chemické reakce bylo do takto upravené směsi přidáno §0 g epoxidové.pryskyřice se 7 g dietyléntriaminu jako tužidla. Z tvárné směsi byly připraveny čtyři krychle o délce hrany 5 cm jako zkušební tělíska nedusáním do rozkládací kovové formy na povrchu upravené mikrovrstvou separačního prostředku (metylsilikonový olej o viskozitě 200 cP). U zkušebních tělísek byla změřena pevnost v tlaku a zjištěné hodnoty byly srovnány se vzorky bez použití organokřemičitého spojovacího prostředku zhotovenými ze stejného materiálu stejným postupem.

pevnost v tlaku vzorků bez spojovacího prostředku

MPa průměrná hodnota 23,8 MPa pevnost v tlaku vzorků se spojovacím prostředkem

MPa průměrná hodnota 35,0 MPa

Z výše uvedené tabulky je jasně patrné, že vzorky připravené s použitím organokřemičitého spojovacího prostředku měly o 46 % vyšší pevnost v tlaku.

Příklad 2

K 10 kg sypkého materiálu složeného ze 6 kg křemičitého písku o velikosti zrna 0,03 až 0,2 mm a 4 kg písku o velikosti zrna od 0,2 až 0,6 mm bylo přidáno 150 g velmi jeaetiého kysličníku křemičitého o velikosti částic 10^-^ mm, 10 g aminoetoxypropyltrimetoxysilanu a 3 g pigmentu - červeného kysliěníku železa. Směs byla míchána 20 minut a pak ponechána v klidu 2 dny. Po technologické přestávce bylo přidáno 750 g epoxidové pryskyřice s 50 g dietylentriaminu jako tužidla. Důkladně prohnětená tvárná směs byla nadusána do třídílné sádrové formy barokní kuželky, která byla upravena mikrovrstvou separačního prostředku (metylsilikonový olej o viskozitě 2.00 cP). V technologické přestávce cca 24 hodin při teplotě 18 °C proběhlo vytvrzení tvárné směsi a kuželka byla vyjmuta z formy. Po provedení retuše, odstranění spár a doplnění nedostatečně vydusaných míst byla kuželka vystavena povětnostním vlivům. Po 4 letech expozice v exterieru nebyly pozorovány žádné závady, naopak povrch kuželky byl zcela nepoškozený bez známek uvolnění zrníček pisku z povrchu.

Příklad 3

K 500 g sypké směsi složené z 400 g křemičitého písku o velikosti zrn 0,05 mm do 0,2 mm a 100 g písku o velikosti zrn 0,2 až 0,6 mm bylo přidáno 1 g epoxipropyltributoxysilanu,

1,5 g kysličníku křemičitého oivelikosti částic 10“^ mm a 0,1 g černého pigmentu kysličníků železa. Směs byla míchána 15 minut a pak ponechána v klidu 2 dny. Pak byla sypká směs smíchána s 50 g epoxidové pryskyřice a 4 g dietylentriaminu jako tužidla. Jamka o průměru 15 cm a hloubce 3 cm v pískovcovém bloku byla nejdříve napuštěna 1 % roztokem 'ť -aminopropyltrietoxysilanu v etanolu a po 24 hodinách do ni nadusána čerstvě připravená tvárná směs. Po vytvrzení, které proběhlo cca za 48 hodin byl pískovcový bl'ok vystaven povětrnostním vlivům. Po 4 letech nebyly zjištěny žádné trhlinky mezi plombou a původním materiálem ani žádné estetické závady.

Způsob podle vynálezu lae používat výhodně v sochařské a kamenické praxi, např. při restaurování a rekonstrukci sochařských objektů, plášťů budov a kamenických prvků z pískovce a opuky.

Claims (1)

1. Způdob přípravy umělého kamene pro sochařské a kamenické objekty, vyznačený tím, že se ke křemičitému písku o zrnění*10^-^ až 3 mm přidá 0,5 až 5 hmot. % sloučeniny RSi (OR'^, kde R je amino- nebo epoxialkyl s až Cg a R*je alkyl s až Cg, v organickém rozpoštědle, např. toluenu, acetonu nebo etanolu, směs se zhomogenizuje a nechá odstát po dobu 3 až 72 hoc· din při teplotě 0 až 30 °C, načež se ke směsi přidá 5 až 15 hmot. % epoxidové pryskyřice v koncentraci 25 až 100 hmot. % v organickém rozpoštědle např. toluenu a tužidlo v množství 7 až 10 hmot. % na hmotnost epoxidové pryskyřice a vzniklá tvárná směs se zpracuje běžným způsobem.