DE102006017199B3

DE102006017199B3 - Verfahren zur Beschichtung oder Herstellung von Plattten oder Hohlkörpern sowie Zement-Zuschlagstoff-Gemisch

Info

Publication number: DE102006017199B3
Application number: DE200610017199
Authority: DE
Inventors: Oliver Maybohm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2026-04-13

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Oberflächen, insbesondere von Elementen zur Innenausstattung, wie Sanitärobjekten, Arbeitsflächen und Plattenkörpern, unter Verwendung von Zementwerkstoffen und in das Material eingebetteten Glaskugeln wird wenigstens ein Deckauftrag aus einer Kombination aus zementhaltigem Material, Wasser und Fließmittel gebildet. Der in dem Material enthaltene Zement besitzt einen Gehalt an Natriumoxid (Na2O) von weniger als 0,1% und einen Gehalt an Kaliumoxid (K2O) von weniger als etwa 0,4%. Die Glaskugeln weisen einen Gehalt an Natriumoxid (Na2O) zwischen etwa 0,1 und etwa 0,6% und einen Gehalt an Kaliumoxid (K2O) zwischen etwa 0,8 und etwa 14% auf. Die so gebildete Mischung wird nach dem Erhärten derart geschliffen, dass eine Anzahl von an der Oberfläche befindlichen Glaskugeln angeschliffen wird und wird abschließend poliert. Das Mischungsverhältnis zwischen den Glaskugeln und dem Zement liegt bei etwa 1:2 bis 3:1, und die Glaskugeln können unterschiedliche Größen aufweisen. Ferner können dem Material Farbpigmente sowie zusätzliche Metallkugeln zugesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung oder Herstellung von Platten oder Hohlkörpern sowie ein Zement-Zuschlagstoff-Gemisch.
Im Bereich der Innenausstattung und der Herstellung von Einrichtungselementen wie Arbeitsplatten für Küchen und Bäder, Waschbecken, Spülsteinen, Kaminverkleidungen, Wandelementen, Ornamentsteinen, Kacheln, Bodenplatten und Hohlkörpern ist es bereits bekannt, zementhaltige Werkstoffe einzusetzen, denen auch Fremdstoffe wie beispielsweise Farbpigmente zugesetzt werden können.
Aus der DE 41 20 764 C1 ist bereits ein betonartiger Belag bekannt, der aus Zement und Glaskugeln erstellt und anschließend durch Schleifen und Polieren bearbeitet wird. Diese Anordnung ist nur bedingt verwendbar, da eine effektive Bindung zwischen den Materialien nicht eintritt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren derart auszubilden, daß eine dauerhafte Mischung aus Zement und Glas geschaffen wird. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Zement-Zuschlagstoff-Gemisch zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen bzw. Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.
Dabei wurde überraschend gefunden, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich ist, einen Beton- oder Mörtelkörper aus Zement mit darin eingebetteten Glaskugeln herzustellen, bei dem der bisher für nicht überwindlich gehaltene Nachteil, daß sich Glas aufgrund des sogenannten "alkalischen Ausblutens" für eine effektive Bindung mit Zement nicht eignet, nicht zutrifft. Dies wird durch die gemäß der Erfindung vorgesehene Abstimmung der Gehalte sowohl des Zements als auch der Glaskugeln an Kaliumoxid (K₂O) und Natriumoxid (Na₂O) erreicht, durch die sich eine besonders effektive Bindung zwischen diesen beiden Komponenten einstellt und somit ein strapazierfähiger und dauerhafter Glaszementstein hergestellt wird. Insbesondere werden durch das Verfahren die ansonsten hinlänglich bekannten Nachteile einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion, wie Abplatzungen, Risse und dergleichen, zuverlässig vermieden, wodurch sich die so erhaltenen Oberflächen ohne Einschränkungen für nachfolgende Schleif- und Polierarbeitsgänge eignen.
In weiterer Ausgestaltung Verfahrens nach der Erfindung kann eine zusätzliche Zugabe von Metallkugeln aus Stahl, Edelstahl und/oder Buntmetallen erfolgen, wobei lediglich Aluminium nicht geeignet erscheint. Ferner können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dem aus Zement und den Glaskugeln hergestellten Mörtel oder Beton Farbpigmente zugesetzt werden, um einen gewünschten Farbton zu erreichen.
Durch das bei dem Verfahren nach der Erfindung vorgesehene Schleifen und nachfolgende Polieren des abgebundenen, erhärteten Mörtel- oder Betonwerksteins wird die Transparenz der Glaskugeln sichtbar gemacht, so daß das Material Einblicke in das Innere ermöglicht, wobei zugleich seine Oberfläche absolut glatt und dicht ist. Auf der Oberfläche der angeschliffenen Glas- und gegebenenfalls Metallkugeln kommt es überdies nach dem Schleifen und Polieren zu Reflexionen, die eine zusätzliche dekorative Wirkung erzeugen. Das Schleifen kann dabei sowohl maschinell als auch in Handarbeit mit Hilfe von Schleifsteinen oder Diamantschliff erfolgen. Die dabei verwendenden Schleifkörper können metall-, keramik- oder kunststoffgebunden sein, wobei die Dichte des Materials einen exzellenten nachfolgenden Politurschliff ermöglicht.
Die hohe Festigkeit der mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellten Oberflächen und deren hoher Abriebwiderstand ermöglichen die Herstellung von Mörtel- und Betonerzeugnissen für die viele Anwendungen insbesondere in Bereichen der Innenausstattung und von Einrichtungsgegenstände aus diesem Werkstoff in Form von Fertigteilen. Hierzu zählen Arbeitsplatten für Küchen und Bäder, Waschbecken, Spülsteine, Kaminverkleidungen, Wandelemente, Ornamentsteine, Kacheln, Bodenplatten und Hohlkörper.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen ersten Körper und
2 einen Schnitt durch einen zweiten Körper.
Die in den 1 und 2 im Querschnitt dargestellten Körper 1 bzw. 11 sind nach einem Verfahren hergestellt, bei dem aus Zement und Glaskugeln zunächst ein Ausgangswerkstoff angemischt wird. Der Volumenanteil der Glaskugeln im Verhältnis zum Zement liegt in diesem Ausgangswerkstoff zwischen etwa 1:2 und etwa 3:1. Der zur Herstellung des Ausgangswerkstoffs verwendete Zement weist einen Gehalt an Natriumoxid (Na₂O) von weniger als 0,1 Gew.-%, vorzugsweise 0,04 Gew.-% und einen Gehalt an Kaliumoxid (K₂O) von weniger als 0,4 Gew.-% auf, während die Glaskugeln einen Gehalt an Natriumoxid (Na₂O) zwischen 0,1 und 0,6 Gew.-% und einen Gehalt an Kaliumoxid (K₂O) zwischen 0,8 und 14 Gew.-% aufweisen.
Die chemische Zusammensetzung der Glaskugeln sieht ferner einen Gehalt an Siliziumoxid (SiO₂) zwischen 57 und 72 Gew.-%, einen Gehalt an Calciumoxid (CaO) zwischen 7 und 18 Gew.-%, einen Gehalt an Magnesiumoxid (MgO) zwischen 2 und 4 Gew.-%, einen Gehalt an Aluminiumoxid (Al₂O₃) zwischen 1 und 14 Gew.-%, einen Gehalt an Eisenoxidhydrat (Fe₂O₃) zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-% und einen Gehalt an Bortrioxid (B₂O₃) zwischen 3 und 7 Gew.-% vor. Der Glaskugelzuschlag kann aus Glaskugeln unterschiedlicher Größe bestehen. Im Fall der hier dargestellten Ausführungsbeispiele sind die Glaskugeln in einer Sieblinie von 0,5 bis 24 Millimetern gewählt worden.
Die Glaskugeln können verschiedenfarbig sein, weisen eine sehr glatte bis glatte homogene Oberfläche auf und sind weder beschichtet noch benetzt. Weiterhin können der Mischung Farbpigmente zugesetzt werden, um einen gewünschten Farbton zu erreichen.
Der zunächst trockene, den Zement und die Glaskugeln enthaltende Ausgangswerkstoff wird durch Zugabe von maximal 35% Wasser vorzugsweise etwa 20% sowie maximal 2% Fließmittel in ein fließ- bzw. gießfähiges Gemisch verwandelt, wobei sich die angegebenen Massenanteile in Prozent auf den Zementgehalt der Mischung beziehen und wobei gegebenenfalls Entlüfter und Pigmente als Gießmaterial verwendet werden. Das so hergestellte Gemisch ist zur Herstellung von Mörtel- und Betonerzeugnissen und aller Art von Mörtel- und Betonfertigteilen geeignet.
Nach dem Erhärten des Gemisches in seiner vorgesehenen Endform wird durch eine nachfolgende Schliff- und Politurbearbeitung ein Körper 1 hergestellt, wie er in Form eines einfachen Blocks in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Glaskugeln 2 sind dabei in einer Matrix 3 aus Mörtel oder Beton verteilt angeordnet, wobei ihre Verteilung im Werkstoff keiner bestimmten Zuordnung unterliegt und absolut zufällig ist. Durch das Schleifen und nachfolgende Polieren wenigstens einer der Oberflächen wird die Transparenz der Glaskugeln 2 erreicht, so daß das Material quasi Einblicke in sich selbst zuläßt, wobei seine so bearbeitete Oberfläche absolut glatt und dicht ist.
Bei dem in 2 dargestellten Körper 11 sind der Ausgangsmischung zusätzlich zu den Glaskugeln 12 Metallkugeln 14 zugesetzt worden, die nach dem Erhärten ebenfalls in einer Matrix 13 des Betons oder Mörtels verteilt angeordnet sind, die sich aber aufgrund ihres höheren spezifischen Gewichtes zunächst bevorzugt in der Nähe der unteren Oberfläche des Körpers 11 angereichert haben. Die Darstellung gemäß 2 zeigt den Körper 11 nach einer Drehung um seine Längsachse, so daß diese Fläche nach dem Schleifen und nachfolgenden Polieren die obere Oberfläche des Körpers 11 bildet. Auf dieser Oberfläche mit den nunmehr angeschliffenen und polierten Glaskugeln 12 und Metallkugeln 14 kommt es zu Reflexionen, die wie eine Vielzahl kleiner Spiegel wirken und die nur durch Bereiche 13 von Beton zwischen den polierten Metalloberflächen unterbrochen werden.
Das Schleifen der entsprechend zu präparierenden Oberflächen der Körper 1 und 11 kann entweder maschinell oder in Handarbeit mit Hilfe von Schleifsteinen oder Diamantschliff erfolgen. Die zu verwendenden Schleifkörper sind metall-, keramik- oder kunststoffgebunden. Die Dichte des Materials ermöglicht den Politurschliff des Mörtels oder Betons 3, 13 zusammen mit den Glaskugeln 2, 12 und gegebenenfalls den Metallkugeln 14.
Die hohe Festigkeit des so hergestellten Glaszementsteines und sein hoher Abriebwiderstand ermöglichen die Herstellung von Mörtel- und Betonerzeugnissen für viele Bereiche von Innenausstattungen und Einrichtungen. So können die nach diesem Verfahren hergestellten Fertigteile, Waren und Werksteine aus Glaszementstein unter anderem Arbeitsplatten für Küchen und Bäder, Waschbecken, Spülsteine, Kaminverkleidungen, Wandelemente, Ornamentsteine, Kacheln, Bodenplatten und Hohlkörper umfassen.
Bei nach diesem Verfahren hergestellten Probekörpern traten nach siebenmonatiger Auslagerung in einer Nebelkammer bei 40°Celsius und 100% relativer Feuchte weder Abplatzungen noch Ausblühungen oder Risse auf. Ferner zeigten Untersuchungen gemäß DIN EN 196-2 an aus dem gleichen Werkstoff hergestellten Prüfprismen ein hohes Festigkeitsniveau und bestätigten somit, daß eine Alkali-Kieselsäure-Reaktion durch die in den Werkstoff eingebetteten Glaskugeln auszuschließen ist. Die Prüfung der Verschleißfestigkeit gemäß DIN 52108 ergab einen mittleren Dickenverlust von 2,6 mm und einen mittleren Volumenverlust von 12,9 cm³/50 cm³, so daß auch die Anforderungen hinsichtlich der Härteklasse I erfüllt sind.
Das bei dem hier beschriebenen Verfahren verwendete Ausgangsmaterial in Form eines Glaskugelzementes kann beispielsweise als Fertigmischung zur Herstellung von Mörtel- oder Betonerzeugnissen in Säcken oder Silos und dergleichen bereitgestellt werden.

Claims

Verfahren zur Beschichtung oder Herstellung von Platten- oder Hohlkörpern durch – Deckauftrag eines Gemisches auf Platten- oder Hohlkörper oder Herstellung, der Platten- oder Hohlkörper aus einem Gemisch aus • Zement, mit einem Na₂O-Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% und einem K₂O-Gehalt von weniger als 0,4 Gew.-%, • Glaskugeln, mit einem Na₂O-Gehalt im Bereich von 0,1 bis 06 Gew.-% und einem K₂O-Gehalt im Bereich von 0,8 bis 14 Gew.-%, • Fließmittel • und Wasser, – Schleifen des erhärteten Gemisches, so daß eine Anzahl von an der Oberfläche befindlichen Glaskugeln angeschliffen werden, – und anschließendes Polieren der Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischungsverhältnis zwischen den Glaskugeln (2, 12) und dem Zement im Bereich von 1:2 bis 3:1 eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Glaskugeln (2, 12), mit unterschiedlicher Größe verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskugeln (2, 12.) in einer Sieblinie von 0,5 Millimetern bis 24 Millimetern gewählt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch Farbpigmente zugesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Metallkugeln (14) zugemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskugeln mit einem Gehalt an Siliziumoxid (SiO₂) zwischen 57 und 72 Gew.-%, einen Gehalt an Calciumoxid (CaO) zwischen 7 und 18 Gew.-%, einen Gehalt an Magnesiumoxid (MgO) zwischen 2 und 4 Gew.-%, einen Gehalt an Aluminiumoxid (Al₂O₃) zwischen 1 und 14 Gew-%, einen Gehalt an Eisenoxidhydrat (Fe₂O₃) zwischen 0,1 und 0,3 Gew.-% und einen Gehalt an Bortrioxid (B₂O₃) zwischen 3 und 7 Gew.-% eingesetzt werden.
Zement-Zuschlagstoff-Gemisch aus – Zement, mit einem Na2O-Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% und einem K2O-Gehalt von weniger als 0,4 Gew.-% – und Zuschlagstoff in Form von Glaskugeln, mit einem Na₂O-Gehalt im Bereich von 0,1 bis 0,6 Gew.-% und einem K₂O-Gehalt im Bereich von 0,8 bis 14 Gew.-%.