CZ283942B6 - Postup výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů podobných přírodnímu kameni - Google Patents

Abstract

Způsob výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů, podobných přírodnímu kameni, vysoké pevnosti, k obkladům fasád, stěn a podlah zevnitř i zvenčí spočívá ve vytvoření, násobném ohřevu, vypálení a ochlazení jednotlivých na sebe naskládaných vrstev z drceného skla, přísad, zejména písku, a jejich směsí.ŕ

Description

Způsob výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů podobných přírodnímu kameni

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů podobných přírodnímu kameni vysoké pevnosti pro obklady fasád, stěn a podlah zevnitř i zvenčí z navrstvených jednotlivých vrstev z drceného skla, přísad, zejména písku, ajejich směsí.

Dosavadní stav techniky

Pro dekorativní účely se na vnitřní i vnější plochy staveb používají obklady z rozličných přírodních a umělých materiálů. Z přírodních materiálů nachází široké použití zejména mramor a žula, které se ve velkém množství používají pro obklady vnitřních i vnějších stěn reprezentativních budov. Kromě dekorativních účelů musí materiál zabezpečit vysokou odolnost proti klimatickým vlivům a ekonomičnost výroby. Přírodní materiály nesplňují vždy tyto požadavky, poněvadž se nedají zhotovit dostatečně velké povrchy stejnorodé struktury a klimatická odolnost a pevnost přírodního materiálu není vždy vzhledem k pórovitosti optimální.

Z německého patentu DE 4125 698 Cl je známý skleněný keramický materiál následujícího složení (v % hmotnostních):

SiO2	64,1 až 72	BaO	0 až 0,5
A12O3	2,9 až 11	K2O	0 až 7,4
CaO	15,0 až 26	Na2O	0 až 2
MgO	0 až 8	F	0,5 až 4

ZnO 0 až 2, přičemž Σ Na₂O, K₂O činí alespoň 2 % hmotn. Tento materiál nahrazuje přírodní kámen a nachází použití pro dekorativní účely a pokrytí podlah a obklady stěn a fasád. Skleněná keramika jako náhražka přírodního kamene poskytuje dobré dekorativní vlastnosti, ale její zhotovení je složité a drahé s ohledem na nákladnost procesu keramizace. Kromě toho pro zhotovení je zapotřebí srovnatelně čisté, a tím drahé suroviny.

V dokumentu DE 4123 581 Al je popsán způsob výroby tvarovaných výrobků ze skleněných granulí, zejména stavebních desek, založený na zhotovení surových granulí ze směsi drceného skla a nadouvadla, které se vlivem tepla nadouvají, přičemž

- nejprve se do formy nasype vrstva nevzdutých surových granulí, která se zasype vrstvou vzdutých granulí z pěnového skla v ještě horkém nebo též ve studeném stavu.

- tato dvousložková vrstva se zahřívá na teplotu 700 až 900 °C, zvláště 800 až 900 °C,

- potom se provede pěchování o 5 až 15 % pod tlakem 0,005 až 0,015 N/mnr. přičemž se vytvoří tvarovaný výrobek s pevným spojením.

Stavební desky, zhotovené způsobem podle DE 4123 581 Al, jsou vhodné zvláště jako izolační desky v systémech tepelné izolace, přičemž ale na vytvoření desky ze surových granulí se spotřebuje značná energie.

- 1 CZ 283942 B6

Podstata vynálezu

Podstata předloženého způsobu spočívá ve sledu technologických kroků, kdy v prvním kroku se provede nasypání rovné, rovnoměrné vrstvy písku do formy z tepelně stálého materiálu, načež se 5 na tuto vrstvu nasype rovnoměrná vrstva směsi drceného skla a písku. Na tuto vrstvu se nasype další vrstva z drceného skla. Každá jednotlivá vrstva i celková vrstva se upěchuje.

Tato celková vrstva se následně ohřívá z pokojové teploty na teplotu od 600 do 850 °C po dobu 30 až 50 min. Výška teploty závisí na chemickém složení šarže a druhu skleněného granulátu, ίο použitého pro povrchovou vrstvu. Doba ohřevu činí asi 30 minut pro desky tloušťky 10 až mm a až 100 min pro desky tloušťky až do 40 mm. Pro celkovou tloušťku vrstvy nad 13 mm se zvyšuje čas prodlev desky při jednotlivých technologických krocích přibližně podle vztahu t = 0,08. D. t₀, přičemž D je tloušťka desky v mm.

Například pro celkovou vrstvu o tloušťce 30 mm se udává čas t = 0,08 . 30 = 72 min. Zóna ohřevu nacházející se v jedné nebo dvou komorách musí být vyplněna tak, aby se vytvořilo parabolické rozložení tepelného toku v podélném i příčném směru desky. To umožňuje kompenzovat tepelné ztráty na okrajích desky, a tím dosáhnout rovnoměrného rozložení teploty po celém povrchu desky s tolerancí od ± 10°K do ± 12 °K. Jestliže jsou teplotní rozdíly na 20 povrchu desky větší než ± 12 °K, objevuje se nerovnost. Tento defekt již není možno postupným tepelným zpracováním odstranit. Týká se to hlavně všech rohů desky.

V následujícím kroku se provádí vypalování celkové vrstvy při teplotě 600 až 850 °C. Celková vrstva se udržuje při této teplotě po dobu 6 až 35 min, závislou na tloušťce desky. Typicky se vypaluje 10 min, je-li tloušťka celkové vrstvy 10 až 12 mm. Rozložení tepelného toku musí odpovídat rozložení podle technologického kroku, ve kterém se celková vrstva ohřívá z pokojové teploty na teplotu 600 až 850° C. Teplotní rozdíl na povrchu desky nesmí být větší než 3 až 5 °K. Jestliže jsou tyto rozdíly větší, objevují se nerovné okraje desek, tloušťka roztavené vrstvy na okrajích je nerovnoměrná, takže vzniká potřeba odříznutí okrajů. Tento technologický krok je 30 mimořádně důležitý z hlediska zabezpečení vysoké kvality vytvořené povrchové vrstvy. V této zóně tepelného zpracování se musí zaručit gradient teploty od 50 do 70 °K ve směru tloušťky desky 10 až 12 mm tak, aby se vyloučilo nebezpečí spékání spodního povrchu desky s formou během následného technologického kroku. Teplotu tohoto technologického kroku je nutno udržovat tak dlouho, aby se dosáhlo stacionárních tepelných podmínek. Dobu udržování teploty 35 určují termofyzikální vlastnosti celkové vrstvy a formy. Jestliže je forma zhotovena z materiálu malé tepelné kapacity a vy soké tepelné vodivosti, tak doba udržování teploty je relativně krátká, poněvadž se rychle dosáhne žádané tepelné rovnováhy.

V další technologické operaci se provede další ohřev. Maximální teplota podle způsobu musí byt 40 na celém povrchu velmi rovnoměrná až po dosažení viskozity od nejméně 10⁵ do 10^16,5 Pa.s.

Doba působen teploty se pohybuje od 6 do 40 min, zejména 12 min pro tloušťku celkové vrstvy 10 až 12 mm. V každém případě udržování teploty musí být dostatečně dlouhé, aby se získal zrcadlový povrch na celém povrchu desky. Ohřev probíhá jednostranně seshora rovnoměrně rozděleným tepelným tokem přes celý povrch desky, zejména v průběžné peci s plynulým nebo 45 přerušovaným chodem. Nastavení maximální teploty je zvlášť důležité pro šarže různého složení.

Jestliže tato teplota je příliš vysoká, viskozita povrchu materiálu se zmenší a v souvislosti stím se na povrchu mohou vytvořit defekty kvůli nadměrnému odplynění hluboce uloženého materiálu. Jestliže je tato teplota příliš nízká, nezískají se optimální mechanické vlastnosti. Stejně negativní efekt nastane, je-li doba působení teploty příliš krátká. Rovnoměrnost teploty po 50 celém povrchu desky při tomto technologickém kroku ovlivňuje také značně reprodukovatelnost barev. Rozdíl teplot na povrchu desky nesmí být překročen o ±8 °K. Maximální teplota závisí na složení šarže a dosahuje typické hodnoty od 840 do 990 °C. Pro různá složení celkové vrstvy se

-2CZ 283942 B6 tato teplota určuje na základě činitele homogenity povrchové vrstvy. Po uvedených technologických krocích se deska ochladí na pokojovou teplotu.

U všech technologických kroků se ohřev provádí jednostranně seshora rovnoměrně rozděleným tepelným tokem přes celý povrch desky.

Při ochlazování na pokojovou teplotu se deska nejprve ochladí na teplotu od 750 do 600 °C po dobu 6 až 35 min pro rovnoměrné rozložení tepla přes celou tloušťku vrstvy, přičemž pro celkovou vrstvu tloušťky 10 až 12 mm je výhodná doba ochlazování 10 min. Tato teplota se udržuje po dobu od 15 do 65 min, načež se provede přesné lineární ochlazení na teplotu od 400 do 500 °C rychlostí 2 až 5 °K/min. Po dosažení této teploty se provede ochlazení na pokojovou teplotu. Prakticky se toto ochlazení uskutečňuje určitou rychlostí přemístěním formy s vrstvou přes pasivní zónu, např. přes komoru bez topného zařízení s nerovnoměrně tvarovaným obložením. Obložení musí být přitom tvarováno tak, aby povrch desky se rovnoměrně chladil. Jestliže tato podmínka se nesplní, vzniká vnitřní pnutí a jeho následkem pak deformace desky, jejichž odstranění dodatečným tepelným zpracováním není možné. Doba ochlazování se určuje především tepelnou kapacitou desky, formy a komory, ale také rychlostí přemístění formy přes pasivní zónu.

Temperování desek při teplotě od 750 do 600° C, se provádí zejména 20 min, což obvykle stačí pro vyrovnání teploty v celém objemu vrstvy s tloušťkou 10 až 12 mm. Přitom se v prvních 5 minutách odstraní více než 90 % vnitřního pnutí. Bylo zjištěno, že při nerovnoměrném rozložení teploty o ±10 °K je už možno pozorovat zjevné deformace desky. Optimální teplota žíhání se volí tak, aby ležela mezi odpovídajícími hodnotami viskozity od 10 ¹⁴ do 10^14,3 Pa.s. Potom nastává další ochlazení. Pro dosažení teploty 400 až 500 °C musí být rychlost ochlazování 2 až 3 °K/min., tj. doba ochlazování činí 40 min až 2 hodiny. Rychlost chlazení se určuje podle tloušťky desky a celkové tepelné kapacity desky, formy a formové vany.

Větší chladicí rychlost se projevuje negativně na mechanických vlastnostech povrchové vrstvy desky. Mohou vzniknout trhliny a deformace. Menší rychlost ochlazení má malý vliv na kvalitu desky. Optimální rychlost chlazení činí 3 °K/min pro desky tloušťky přes 15 mm a armované desky 4 až 5 °K/min pro desky tloušťky od 8 do 12 mm. Jestliže průběh chlazení se značně odlišuje od lineárního průběhu teploty, v povrchové vrstvě desek se vytvářejí mikrotrhliny. Další ochlazení na pokojovou teplotu trvá 3 až 3,5 hodiny, v případě velmi silných desek až 4,5 hodiny. Platí, že použitím nuceného ochlazování vzduchu nebo ochlazováním klenby pece se tento čas může zkrátit na 1,5 až 2 hodiny bez negativního vlivu na kvalitu. Realizace tohoto technologického kroku je spojena s konstrukcí pece a organizací výroby. Desky je možno vyjímat přímo z pece při teplotě 300 až 350 °C bez ztráty kvality.

Výhodou uvedeného způsobu výroby je značná úspora energie při dosažení jak dekorativního vzhledu, tak i velmi dobrých mechanických vlastností desek.

Další výhodný způsob výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů se vyznačuje tím, že při ochlazování na pokojovou teplotu se materiál ochladí nejprve na teplotu, při které se viskozita η pohybuje v rozmezí 10⁸ až 10⁹ Pa.s, na které se udržuje po dobu 5 až 15 min, s výhodou 10 min, načež se provede rychlé ochlazení na teplotu 350 až 300 °C a poté ochlazení na pokojovou teplotu. Při tomto výhodném provádění způsobu se dosáhne pevnosti povrchové vrstvy 5 až 8 krát větší než ostatních částí desky v důsledku vytvoření mechanického tlakového napětí v této vrstvě.

Je výhodné, při provádění předloženého způsobu, je-li drcené sklo tvořeno skleněným granulátem, obsahujícím 60 až 80 % hmotn. SiO₂ a 2 až 17 % hmotn. Na₂O, přičemž zbytek tvoří další doprovodné složky, vybrané ze skupiny A1₂C>3, K₂O, MgO, CaO, PhO, BaO, B₂O₂, SrO,

-3CZ 283942 B6

ZnO, ZrO₂, TiO₂, CeO₂, Sb₂O₃, F o zrnitosti od 0,2 do 5 mm a s podílem vlhkosti nejméně 5 % hmotn. vody. Skleněný granulát má zrnitost převážně od 2 do 3 mm. Bylo zjištěno, že v případě větší nebo menší zrnitosti roste pravděpodobnost zhoršení mechanických vlastností desky. Při malé zrnitosti se vytváří vnitřní dutiny a póry. V případě výroby desek s hladkou zadní stranou je k tomu zapotřebí malého teplotního gradientu přes tloušťku vrstvy. Převážně se používá skleněného granulátu s minimálním změním, což zaručuje monolitickou strukturu desky. Ve skleněném granulátu nesmí být obsažena žádná skleněná vlákna. Vlhkost skleněného granulátu před smíšením s pískem nemá být menší než 5 %. V případě použití suchého skleněného granulátu je nutno přidat vodu, aby se netvořil prach a skleněný granulát měl potřebnou vlhkost. Při uvedeném složení a zrnitosti skleněného granulátu nereaguje vsázka s formou, vyrobená deska je odolná povětrnostním vlivům a kyselému nebo zásaditému prostředí. Použití SiO₂ aNa₂O jako základu skleněného granulátu umožňuje získat při dostatečně nízkých tepelných zpracováních pevnou homogenní strukturu vrstvy v důsledku dobrého smáčení granulí písku roztaveným skleněným granulátem. Dodatek různých kysličníků dovoluje řídit v širokých mezích vlastnosti vyrobené látky a rovněž ovlivňovat barvu konstrukční a horní vrstvy.

V neposlední řadě použití skleněného granulátu jako levné a vždy dostupné suroviny přináší ekonomické výhody, které jsou ještě zřejmější u dalšího výhodného provádění způsobu, kdy se jako skla použije skleněný granulát z tabulového skla a/nebo dutého skla. Při použití této výchozí suroviny je možné vyrobit částečně průhledné vrstvy.

S výhodou se ke skleněnému granulátu přidává jako příměs písek bez zvláštních požadavků na čistotu o zrnitosti menší než 1 mm s podílem vlhkosti nejméně 7 % hmotn. vody. Použití drobného disperzního písku zabezpečuje jednak vysokou hustotu dolní vrstvy a zabraňuje kontaktu roztaveného skleněného granulátu s materiálem formy a tím spékání vyráběné desky s formou, ajednak získání porézního dolního povrchu, který zajišťuje dobré spojení s maltou nebo s mastixem při úpravě stěn.

Jiné výhodné řešení se vy značuje tím, že směs ze skla a písku má složení od 3:1 do 6:1. Podíl písku ve směsi závisí na požadavcích na zadní stranu desky, přičemž pro desky s hladkou zadní stranou je potřeba minimální podíl písku na druhu dekorativní povrchové vrstvy a parametrech tepelného zpracování. Je důležité, aby směs byla homogenní v celém objemu. Při uvedených poměrech dílů písku a skleněného granulátu mají desky optimální mechanické vlastnosti.Zvýšení počtu dílů písku snižuje pevnost v ohybu a naopak jeho snížení zvětšuje křehkost.

Další výhodné provedení způsobu podle vynálezu se vyznačuje tím, že na sebe navršené jednotlivé vrstvy se ukládají do formy v tloušťkách: písek 0,1 až 3 mm, s výhodou 1,5 až mm, směs skla a písku 2 až 30 mm, s výhodou 12 až 15 mm, sklo 2 až 7 mm, s výhodou 3 až 5 mm. Uvedené rozměry vrstev umožňují vyrobit desku s mechanickými vlastnostmi lepšími než by měla odpovídající deska ze žuly nebo mramoru pro úpravu fasád a podlah.

U jiného provádění způsobu je výhodné, je-li do vrstvy skla a písku vložena drátěná síť nebo mříž za účelem zvýšení mechanické pevnosti desky. Tohoto zvýšení je dosaženo tím, že koeficient tepelné roztažnosti kovu je vždy větší než koeficient tepelné roztažnosti silikátových látek a skla. Při ochlazování výrobku proto vznikají jak v jeho povrchové vrstvě, tak i v dolních vrstvách mechanická tlaková napětí, zabraňující vzniku prasklin. Kovová síť zabraňuje rovněž úplnému zničení desky v případě jejího mechanického poškození.

S výhodou se při provádění způsobu podle vynálezu přidává do vrchní vrstvy skla slída a/nebo barevné pigmenty a/nebo oxidy kovů o obsahu 0,05 až 3 % hmotn., vztaženého na celkovou hmotnost výrobku, aby se docílilo určitého dekorativního efektu a barevného tónu. S příměsí slídy se např. vyrábějí stavební desky, jejichž vzhled se velmi podobá žule.

-4CZ 283942 B6

Pokud během chlazení povrchové vrstvy vzniknou mikrotrhliny, mohou být odstraněny žíháním při teplotě od 400 do 500 °C. V případě potřeby se žíhání může do výrobního postupu zařadit jako přídavný technologický krok.

Stavební materiály vyrobené způsobem podle předloženého vynálezu vykazují následující typické hodnoty:

-měrná hmotnost

-pevnost v tahu při ohybu

-pevnost v tlaku

-pevnost v rázu

-tvrdost podle Mohse

-pohlcování vlhkosti

-koeficient tepelné roztažnosti

-pevnost po tepelném zakalení -mrazuvzdomost (cykly od +30 do -30 °C)

2,5.10³ až 3.10³kg/m³ až 20 MPa

200 až 250 MPa cca 8 kg/cm₂ až 7

0,2 až 0,8 % za 48 hodin (90 až 120). 10’⁷ až 120° K (teplotní rozdíl) min. 100.

Dekorativní deska vyrobená popsaným způsobem se vyznačuje tím, že na jejím povrchu se nevytvářejí nerovnosti, nedeformuje se, v povrchové vrstvě nevznikají bubliny, póry a/nebo mikrotrhliny. Rovněž není třeba desku povrchově upravovat, např. leštit, uhlazovat apod.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Před zásypkou je třeba formu o rozměrech např. 800 x 600 mm očistit od zbytků materiálů, jako písku, skla ažárupevných nečistot. Po očištění se na stěny a dno formy nanese tenká vrstva ohnivzdorné suspenze a rohy se promažou kaolinovou pastou, aby později nedošlo ke slepení, spečení nebo slinutí se směsí. Potom se forma suší, nejlépe infračervenými paprsky.

Forma se skládá z obyčejného ohnivzdorného materiálu. Výhodný je např. cordierit, který se široce používá v keramickém průmyslu jako pomocný vypalovací prostředek.

Přitom musí být materiál formy zvolen tak, aby při tepelném procesu nenastalo spékání formy se směsí.

Tento příklad se týká technologického procesu zhotovení desek z tabulového skla následujícího chemického složení (v % hmotn.) SiO₂ 71,7; A1₂O₃ 1,85; Fe₂O₃ 0,11; CaO 6,8;

MgO 4,04; Na₂O 13,8; K₂O 1,3; SO₃ 0,4.

Sklo se rozdrtí obyčejným způsobem v drtiči na skelný granulát o zrnitosti od 3 do 5 mm a přidáním 5 % hmotn. vody se dosáhne potřebné vlhkosti granulátu. Přidání vody má navíc výhodu v tom, že se nevytvoří prach.

Forma, připravená výše popsaným způsobem, se zasype prosátým pískem zrnitosti < 1 mm a vlhkosti minimálně 7% hmotn. v tloušťce vrstvy od 1,5 mm. Písek se urovná do vrstvy rovnoměrné tloušťky na dně formy a současně se upěchuje. Potom se na tuto vrstvu nasype do formy homogenní směs tloušťky 12 mm, složená ze 6 dílů výše uvedeného drceného tabulového skla a 1 dílu písku. Dále se pokračuje v pěchování vibrační metodou, aby se docílilo dobrého stlačení a pevnosti vrstvy.

- 5 CZ 283942 B6

Tato střední vrstva může obsahovat kromě písku a skla také jiné průmyslové produkty, jako škváru, popel, odpad z výroby skleněných vláken a další, zvláště také porézní anorganické materiály.

Potom se nasype rovnoměrná vrstva 3 mm silná z čistého skla.

Každá jednotlivá vrstva i celková vrstva se stlačí. Takto zaplněná forma se dá do průběžné pece s elektrickým ohřevem s plynulým chodem a celková vrstva se zahřívá na teplotu, při které se materiál spéká, přičemž povrch se roztavuje tak, že se získá hladký zrcadlový povrch.

Průběžná pec musí být přitom seřízena tak, aby nad povrchem formy, tj. nad povrchem zpracovávaného materiálu, vznikla velmi rovnoměrná teplota a současně se přitom zajistil po celé výšce vrstvy teplotní gradient. Zvlášť vhodnou je průběžná pec se sériově uspořádanými pravoúhlými komorami, které jsou provedeny jako jednotlivé nezávisle řízené konstrukční celky. Komory jsou navzájem odděleny prostorovými přepážkami. Vrstva na bázi tabulového skla, 16,5 mm silná, se nyní vysoce zahřívá ve formě z pokojové teploty rychlostí 18°K/min na 750 °C po dobu 40 min a při této teplotě se pak 13 minut žíhá. Je velmi důležité, aby v této teplotní zóně vznikl takový gradient teplot ve směru tloušťky desky, aby se vyloučilo slepení spodního povrchu desky s dnem formy při maximální teplotě.

Potom dále dochází po dobu 20 min k vysokému ohřátí na 950° C rychlostí 10°K/min a tato teplota se 16 minut udržuje. Viskozita tabulového skla činí při 950 °C 10⁵’⁵ Pa.s. Při této viskozitě se dá také ovlivnit kvalita konečného povrchu desky:

- jestliže se má zhotovit deska s vlnitým povrchem, tak v době působení maximální teploty procesu se forma s výchozí vrstvou přivádí do kmitavého pohybu s takovou frekvencí, při které se na taveném povrchu vytvářejí stojaté vlny

- jestliže mají být na povrchu desky dekorativní mikrokráterky, tak se při této teplotě vyvolá vylučování plynů ze spodní oblasti a hned nato následuje prudké ochlazení se současným zvýšením viskozity vytvářené struktury.

Potom se spečený a částečně roztavený produkt ochlazuje na 750° rychlostí 15 °K/min po dobu 13 minut, přičemž tato teplota se pak udržuje 27 až 30 minut. Ochlazení musí přitom nastat tak, aby se dosáhlo rovnoměrného rozdělení teploty po celé tloušťce vrstvy. Dále probíhá přesně lineární ochlazování na 420 °C rychlostí 3 °K/min a při dosažení této teploty nastává potom ochlazování na pokojovou teplotu bez zvláštních požadavků.

Příklad 2

Pro široký záběr oblasti použití a univerzálnost způsobu podle vynálezu, jako názorný příklad bylo zvoleno relativně neobvyklé složení skla (v % hmotn.) :

SiO₂ 70; Na₂O 16; A1₂O₃ 7; CaO 2,5; F 4,5

Skleněný granulát byl rozdrcen a proséváním byla vybrána velikost zrna od 2 do 3 mm.

Do formy byly nasypány 3 vrstvy materiálu

a) písek tloušťka vrstvy 1 mm,

b) směs skla/písku se 4 díly skla na 1 díl písku - tloušťka 8 mm,

c) čistý skleněný granulát - tloušťka 3 mm.

-6CZ 283942 B6

Teplotní režim jednotlivých technologických kroků za použití tohoto druhu skla (Marblit) :

od(°C)	do(°C)	s rychl. (°K/min)	doba (min)	udržovací (doba(min)
pokoj, teplota	650	21	30	-
650	680	-	-	10
680	920	9	27	12
920	690	23	10	20
690	450	4	60	-
450	pokojová teplota bez omezení

Příklad 3

V následujícím obecném příkladu bude ukázáno, jaký vliv má přítomnost jednotlivých chemických složek skleněného granulátu na jeho základní vlastnosti, resp. jak lze jeho vlastnosti ovlivnit volbou jeho složení.

Vlastnost	SiO2	LiO2	K2O	Na2O	CaO	MgO	BaO	ZnO
Teplota tavení	+	-	-	-	-	±		-	-
Vazkost	+	-	-	-	-	+		-	-
Sklon ke krystalizaci	+	+	-	-	+	±		-	+
Povrchové napětí	+	-	-	-	+	+		+	+
Hustota	-	+	+	+	+	+		+	+
Mechanické vlastnosti	+	-	-	-	+	-		-	+
Chemická odolnost	+	-	-	-	+	-		-	+
Tepelná roztažnost	-	+	+	+	+	+		+	-
Tepelná odolnost	+	-	-	-	-	-		-	+
Vlastnost	PbO		A12O3	ZrO2	B2O3	P	2Ο5		TiO2
Teplota tavení	-		+	+			+		-
Vazkost	-		+	+			+		-
Sklon ke krystalizaci	+		-	+			-		-
Povrchové napětí	N		+	N			-		-
Hustota	+		+	+			+		+
Mechanické vlastnosti	-		+	+	+		+		N
Chemická odolnost	-		+	+	+		-		+
Tepelná roztažnost	+		-	-	-		+		-
Tepelná odolnost	-		+	+	+		-		+

Označení: + význam vlastnosti se zvětšuje, -význam vlastnosti se snižuje, 15 ±význam vlastnosti závisí na koncentraci,

N neovlivňuje.

Průmyslová využitelnost

V příkladech jsou ukázány způsoby zhotovení velmi pevných stavebních a dekorativních materiálů, podobných přírodnímu kameni, s dlouhou životností. Tyto materiály nalézají použití pro obklady vnějších a vnitřních stěn průmyslových a obytných objektů, památkových budov, dopravních staveb, pro obklady nábytku a dekorativních uměleckých děl. Materiál se vyrábí ze skla a písku a vyznačuje se vysokou pevností a tvrdostí. Je hygienický, dá se lehce čistit, je odolný vysokým teplotám, je chemicky stálý a elektricky nevodivý.

Obkladový materiál podle vynálezu je trojvrstvý deskový materiál. Spodní vrstva sestává hlavně ze spečeného písku. Střední vrstva se částečně roztavuje díky odpovídajícímu tepelnému zpracování, takže se vytváří částečně krystalický materiál podobný sklu. Vrchní dekorativní vrstva se skládá z drceného skla s určitým podílem různých přísad (barevné oxidy kovů). Tato vrstva se ve výrobním postupu leští v plameni. Z hlediska fyzikálních, chemických a mechanických vlastností je stavební a dekorativní materiál podle předloženého vynálezu lepší než přírodní drahé materiály, jako např. žula, mramor nebo travertin.

Desky podle vynálezu se upevňují pomocí držáků, např. jak je uvedeno v EP 04 11442 Bl, nebo jinými připevňovacími systémy, známými na trhu stavebních materiálů.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby deskových stavebních a dekorativních materiálů podobných přírodnímu kameni, vysoké pevnosti, pro obklady fasád, stěn a podlah pro vnitřní i venkovní účely, z jednotlivých na sebe naskládaných vrstev zdrceného skla, přísad, zejména písku, a jejich směsí, vyznačující se tím, že sestává z posloupnosti následujících kroků:

   - nasypání rovné, rovnoměrné vrstvy písku do formy z tepelně stálého materiálu,

   - zasypání této vrstvy další rovnoměrnou vrstvou směsi drceného skla a písku,

   - nasypání vrchní vrstvy drceného skla, přičemž se každá jednotlivá vrstva, tak i celková vrstva upěchuje,

   - ohřevu celkové vrstvy z pokojové teploty na teplotu od 600 do 850 °C, závislou na chemickém složení směsi, po dobu 30 až 50 min,

   - vypalování celkové vrstvy při teplotě 600 až 850 °C po dobu od 6 do 35 min,

   - dalšího ohřevu pro dosažení viskozity η od 10⁵do 10^6,5 P.s po dobu od 6 do 40 min, přičemž ohřev u všech kroků probíhá jednostranně seshora, rovnoměrně rozděleným tepelným tokem přes celý povrch desky, a

   - ochlazování na pokojovou teplotu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při ochlazování na pokojovou teplotu se materiál ochladí nejprve na teplotu od 750 do 600 °C po dobu 6 až 35 min pro rovnoměrné rozložení tepla přes celou tloušťku vrstvy, přičemž se teplota od 750 do 600 °C udržuje po dobu od 15 min do 65 min, načež se provede přesné lineární ochlazení na teplotu od 400 do 500 °C rychlostí 2 až 5 °K/min, a po dosažení této teploty se provede ochlazení na pokojovou teplotu.

   -8CZ 283942 B6
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pri ochlazování na pokojovou teplotu se nejprve provede ochlazení na teplotu, při které se viskozita η pohybuje v rozmezí 10⁸ až 10⁹ Pa.s, na které se udržuje po dobu 5 až 15 min s výhodou 10 min, načež se provede rychlé ochlazení na teplotu 350 až 300 °C a poté ochlazení na pokojovou teplotu.
4. 4. Způsob podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že drcené sklo je tvořeno skleněným granulátem, obsahujícím 60 až 80% hmotn. SiO₂ a 2 až 17% hmotn. Na₂O, přičemž zbytek tvoří další doprovodné složky, vybrané ze skupiny A1₂O₃, K₂O, MgO, CaO, PhO, BaO, B₂O₃, SrO, ZnO, ZrO₂, TiO₂, CeO₂, Sb₂O₃ a F o zrnitosti od 0,2 do 5 mm, s výhodou 2 až 3 mm, a s podílem vlhkosti nejméně 5 % hmotn. vody.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že jako skla se použije skleněný granulát z tabulového skla a/nebo dutého skla.
6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že písek má zrnitost menší než 1 mm a podíl vlhkosti nejméně 7 % hmotn. vody.
7. 7. Způsob podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že směs ze skla a pískuje vytvořena ze 3 až 6 dílů skla, s výhodou ze 4 dílů skla, a 1 dílu písku.
8. 8. Způsob podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že tloušťka vrstvy písku je 0,1 až 3 mm, s výhodou 1,5 až 2 mm, tloušťka vrstvy směsi skla a písku 2 až 30 mm, s výhodou 12 až 15 mm, zatímco tloušťka vrstvy skla činí 2 až 7 mm, s výhodou 3 až 5 mm.
9. 9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že do vrstvy směsi ze skla a písku se vkládají kovové výztuže ve formě mříží nebo sítí.
10. 10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že do vrchní vrstvy drceného skla se přidá slída a/nebo barevné pigmenty a/nebo oxidy kovů o obsahu 0.05 až 3 % hmotn. vztaženo na celkovou hmotnost výrobku.