DE1471150C - Verfahren zur Herstellung von baugewerblichen Belagplatten unter Verwendung von Eruptivgesteinen - Google Patents

Description

Belagplatten werden im Baugewerbe nicht nur zu Dekorationszwecken, sondern auch zu Schutzzwecken verwendet. Bei der Herstellung der derzeit gebräuchlichen Fliesen, keramischen Platten, Mettlacher Platten usw. ist man allgemein an Rohstoffe gebunden, die nicht immer in ausreichendem Maße zur Verfugung stehen, da diese Rohstoffe auch für Boden- und Wandbelagplatten verwendet werden. Es fehlten bisher zur Herstellung von äußeren Wandbelagplatten Rohstoffe, die in großen Mengen zur Verfugung stehen, die neben Haltbarkeit auch den an die Qualität und das farbliche Aussehen gestellten Anforderungen entsprechen und die zudem noch billig sind.

Es sind bereits Fußbodenplatten bekannt, die aus plastischen Tonen als Grundsubstanz hergestellt werden. Wenn diese Tone bei zu hoher Temperatur sintern, gibt man Feldspat oder Pegmatit im Gemisch mit feinzerkleinertem Quarzsand hinzu, wodurch auch die Plastizität des Tons etwas vermindert werden soll.

Als Magerungsmittel ist zerkleinerte Schamotte für keramische Platten aus plastischen Tonen bekannt.

Weiterhin sind keramische Massen bzw. feuerfeste Baustoffe aus Ton und kieselsäurehaltigen Stoffen bekannt, bei deren Herstellung Soda, Alkali- und Erdalkalisilikate, Chloride und Borate als Flußmittel verwendet werden.

Schließlich ist es bekannt, keramischen Massen Eruptivgesteine als Versatzstoffe zuzusetzen, und zwar

ίο wegen ihres Gehalts an Pigmenten.

In allen diesen Fällen soll jedoch ein plastisches Grundmaterial — in der Hauptsache plastische Tone — zur Herstellung von keramischen Formkörpern verwendet werden.

Es wurde jedoch gefunden, daß feingemahlene Eruptivgesteine ein plastisches Bindevermögen besitzen, wenn sie mit Soda oder ähnlichen Na,O-haltigen Verbindungen, skelettbildendem Material in bestimmten Mengenbereichen und Wasser zu einer formbaren Masse verarbeitet werden, so daß es nicht notwendig ist, plastische Tone als Grundmaterial für die Herstellung von Belagplatten zu verwenden. Die Verwendung des feingemahlenen Eruptivgesteins ermöglicht eine bessere Kontrolle der Herstellungsbedingungen und liefert Belagplatten mit einer ausgezeichneten Witterungs- und Chemikalienbeständigkeit.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von baugewerblichen Belagplatten unter Verwendung von Eruptivgesteinen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß 5 bis 50 Gewichtsprozent Feldspat, Zeolith oder andere Eruptivgesteine mit einer Feinheit unter 100 μ als Bindemittel, 45 bis 90 Gewichtsprozent grobkörniges skelettbildendes Material über 0,5 mm in Form von Schamotte, Porzellangrieß, Basalt, Granit oder Sand, 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Soda oder ähnlich Na₂O-haltige Verbindungen, wobei davon 5 bis 10 Gewichtsprozent Ton sein können, und gegebenenfalls farbgebende Oxide unter Zusatz von Wasser gemischt, durch Pressen verformt und bei einer Temperatur von 950 bis 1200° C gebrannt werden.

Man brennt so lange, bis man (in Abhängigkeit vom gewünschten Verwendungszweck) eine Porosität von 0 bis 14% erhält, worauf man das gebrannte Material stufenweise abkühlt.

Als Bindemittel können natürliche Eruptivgesteine, wie Dazit (Quarzandesit), Dazittuff, Rhyolit, Rhyolittuff, Perlit, Klinoptilolit usw., verwendet werden, deren Feldspatanteil sich aus einem Natron- und Kalifeldspatgemisch zusammensetzt, die einen hohen Siliciumdioxidgehalt besitzen und die weniger als 20%, jedoch mehr als 8% Aluminiumoxid enthalten. Außerdem enthalten diese Gesteine noch etwa 1 bis 3% Eisen- und Erdalkalioxid. Vorzugsweise liegt die Korngröße des Bindemittels überwiegend unter 60 μ (10 bis 20% können aber auch eine Korngröße von über 60 μ besitzen). Dem Bindemittel werden zwecks Herabsetzung seines Schmelzpunktes als Zusatzstoff 0,5 bis 20% Soda oder ein ähnliches alkalihaltiges Material, wie Wasserglas, Pottasche, Calcium- oder Natriumsilicofiuorid, zugesetzt. Als Zusatzstoff verwendet man innerhalb der obigen Mengengrenzen auch Ton, Dolomit, hauptsächlich hohe, erdalkalioxid- und alkalioxidhaltige, natürliche oder künstliche Materialien. Vorteilhaft kann auch Natriumchlorid verwendet werden.

Als skelettbildendes Material kann ein solcher Stoff verwendet werden, dessen Korngröße über 0,5 mm liegt und dessen Schmelzpunkt mindestens gleich oder

höher als der Schmelzpunkt des feingemahlenen Bindemittels ist. Das skelettbildende Material kann also auch ein grobes Mahlgut sein, dessen Qualität mit derjenigen des Bindemittels übereinstimmt. Zu diesem Zweck verwendet man ein Schamottemahlgut, Porzellangrieß, Porzellanscherben, Basalt, Granitmahlgut, Quarzsand oder deren Gemische. Das skelettbildende Material ist zweckmäßig ein Mahlgut mit einer Korngröße von 0,5 mm oder darüber, mit gleichmäßiger oder unterschiedlicher Korngrößenverteilung. Wird als skelettbildendes Material in großer Menge Siliciumdioxid, d. h. quarzhaltiges Material, verwendet, so soll zweckmäßig dessen Umwandlung in Cristobalit bzw. Tridymit unterstützt werden. Zu diesem Zwecke setzt man dem Ansatz einen Mineralisator, z. B. Flußspat, Aluminiumfluorid, Natriumfluorid usw., sowie Metallpulver, deren Schmelzpunkt über der üblichen Brenntemperatur liegt, oder deren Gemische zu, und zwar in Mengen von weniger als 3 %.

Zum Anfärben der Belagplatten werden dem Bindemittel farbabgebende Oxide in einer Menge von weniger als 5°/o> bezogen auf das Gewicht des Ansatzes, zugesetzt. Die Oxide können mit dem Bindemittel und mit dem gegebenenfalls verwendeten Zusatz zur Herabsetzung des Schmelzpunktes gemeinsam vermählen werden. Als farbabgebende Oxide können Kobaltoxide, Chromoxide, Kupferoxid, Manganoxid usw. verwendet werden, mit denen blaue, gelbe, grüne und schwarze Schattierungen erzielbar sind. Es können auch mehrfarbige und gemusterte Ausführungen erhalten werden.

Das skelettbildende Material und das Bindemittel sowie die gegebenenfalls verwendeten Zusätze und farbabgebenden Oxide und Mineralisatoren werden unter Zusatz von so viel (3 bis 15°/₀) Wasser miteinander vermischt, daß ein Pressen möglich ist. Der zusammengemischte Ansatz wird durch Pressen auf die gewünschte Plattengröße geformt. Die Plattenabmessungen können innerhalb weiter Grenzen, z. B. von 10 · 10 cm bis 40 · 40 cm gewählt werden. Die Plattenstärke kann zwischen 0,5 und 3 cm liegen, aber auch größer sein. Aus dem Material können auch verschiedene Formstücke durch Pressen hergestellt werden. Die Platten oder Formstücke werden in einem Tunnelofen hintereinander ohne Form auf eine waagerechte Platte mit glatter oder geriffelter, rauher Oberfläche gelegt, die vorher mit einem höherschmelzenden Material, das das Zusammenbacken mit der Unterlage verhindert, z. B. mit einem Quarzmehl mit hohem Siliciumgehalt oder mit Bauxit, Tonerde-Mahlgut oder Flugasche- oder Quarzerdemahlgut usw., bestreut wurde, und anschließend stufenweise auf eine Temperatur von 950 bis 1200° C aufgeheizt, auf dieser Temperatur gehalten und schließlich stufenweise abkühlen gelassen. Die Brenndauer hängt von den Abmessungen der Platten ab. Die gepreßten Platten können mit geriffelter oder rauher Rückseite hergestellt werden, wodurch eine dauerhafte Befestigung an der Tragfläche gesichert wird. Das Belagplattenmaterial kann in den verschiedensten Farben sogar mit einer fluoreszierender Oberflächenausbildung von spiegelglatter bis zur rauher Qualität hergestellt werden. Das Material ist nach dem Brennen frostbeständig, wetterfest, säurefest und lichtecht und kann sowohl als Frontverkleidung als auch als Bodenbelag und Innenwandverkleidungselement verwendet werden. Es kann nach Bedarf gereinigt und mit Wasser oder Chemikalien abgewaschen werden.

Die angegebenen Rohstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Platten stehen in großen Mengen zur Verfügung. Die Anwendung des Verfahrens innerhalb weiter Grenzen ist durch die Feldspatbasis des Grundstoffes möglich und sichert vorteilhafte Viskositätsverhältnisse.

Die bevorzugten Bereiche für die SiO₂-haltigen Grundstoffe im Material sind 50 bis 85°/₀ bzw. 7 bis 20°/₀ für die Al₂O₃-haltigen Grundstoffe. Der bevorzugte Anteil der Bindemittel liegt etwa im Bereich von 9 bis 30°/₀.

Die Erfindung ist durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

10 °/o feingemahlenes Dazittuff (Bindemittel)
0,5 % Kobaltoxid (Farbstoff)
4% Natriumcarbonat (Zusatzstoff)
10 % hellfarbig brennbarer Ton (Zusatzstoff)
(zur Sicherung der Festigkeit
im Rohzustand)

75,5 % Dazittuffgrieß, Korngröße 0,5 bis 3,0 mm (skelettbildendes Material)

Der Rohstoff wird mit Wasser gemischt und zu Platten gepreßt, die wie folgt aufgeheizt werden: Aufheizen auf 1100°C während 5 Stunden; hierauf 3 bis 5 Stunden bei dieser Temperatur halten; schließlich Abkühlung über mindestens 10 Stunden. Die Platten haben eine Stärke von 15 mm.

Die scheinbare Porosität der Platten beträgt etwa 1 bis 2%.

Die auf diese Weise hergestellten Belagplatten haben eine gleichmäßige blaue Farbe, sind glänzend und besitzen eine hohe Bruchfestigkeit.

Beispiel 2

15% feingemahlenes Dazittuff (Bindemittel)

17o Eisenoxid (Farbstoff)

4 °/₀ Natronwasserglas (Zusatzstoff)
70% weißer Quarzsand, Korngröße 0,5 bis 1,5 mm

(skelettbildendes Material)
10 % Ton (wie im Beispiel 3)

Vorbereitung und Brennen wie im Beispiel 1. Die auf diese Weise hergestellten Belagplatten haben eine rote Farbe, eine glatte Oberfläche und sind etwas rauh. Die scheinbare Porosität beträgt etwa 9 %.

Beispiel 3
15% Dazittuff

5% Ton mit einem Glühverlust von 16,6% und folgender Zusammensetzung (Zusatzstoff):
54,3% SiO₂
4,8% Fe₂O₃
8,8% Al₂O₃
10,5% CaO
2,4% MgO

5 % Natriumcarbonat (Zusatzstoff)
0,3 % Cr₂O₃ (Farbstoff)
74,7 % Schamottemahlgut, Grieß mit einer Korngröße von 1 mm (skelettbildendes Material)

Das Formen und Brennen wird wie in den Beispielen 1 und 2 durchgeführt. Die erhaltenen Belagplatten haben eine hohe Verschleißfestigkeit und eine grüne bis gelblichgrüne Farbe sowie eine scheinbare Poro-

sität von etwa 6⁰I₀. Sie haben eine hohe Biegungsfestigkeit, die diejenige der nach den Beispielen 1 und 2 erhaltenen Platten bedeutend übersteigt. Sie können infolge ihrer Säurebeständigkeit ungefärbt zur Auskleidung von Beiz- und Gärbebehältern verwendet werden.

Im Rahmen der Erfindung sind außer den angeführten Beispielen zahlreiche weitere Ausführungsformen möglich. Bei Verwendung der angegebenen Grundstoffe können die neben dem skelettbildendem Material und den Bindemitteln angeführten Komponenten alternativ oder auch kombiniert verwendet werden.

Bei Verwendung der in den Ausführungsbeispielen angegebenen Materialien oder von Materialien mit anderer Zusammensetzung kann man auch so vorgehen, daß das Gesteinspulver unter Zugabe von schmelzpunkterniedrigenden Materialien in Schamotteformen gebracht wird, die vorher mit einem das Zusammenbacken verhindernden, bei höherer Temperatur schmelzenden Material bestreut wurden. In diesen Fällen wird das Brennen unter stufenweisem Erhitzen auf 1200° C bis zum Schmelzen durchgeführt, worauf der Formkörper auf dieser Temperatur: gehalten und schließlich stufenweise abgekühlt wird.
Das erhaltene Produkt ist eine Belagplatte mit marmorartigem, kristallinem Gefüge mit ausgezeichneten Eigenschaften. Die Platten können nach Wunsch auch in farbiger Ausführung, durch Zusatz von pulverförmigen Farbstoffen hergestellt werden.

Zu den angeführten Vorteilen der Erfindung und den vorteilhaften Eigenschaften der hergestellten Produkte ist noch zu bemerken, daß die Platten auch ohne Schleifen und Polieren ein gefälliges Aussehen haben.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von baugewerblichen Belagplatten unter Verwendung von Eruptivgesteinen, dadurch gekennzeichnet, daß 5 bis 50 Gewichtsprozent Feldspat, Zeolith oder andere Eruptivgesteine mit einer Feinheit unter 100 μ als Bindemittel, 45 bis 90 Gewichtsprozent grobkörniges skelettbildendes Material über 0,5 mm in Form von Schamotte, Porzellangrieß, Basalt, Granit oder Sand, 0,5 bis 20 Gewichtsprozent Soda oder ähnliche Na₂O-haltige Verbindungen, wobei davon 5 bis 10 Gewichtsprozent Ton sein können, und gegebenenfalls farbgebende Oxide unter Zusatz von Wasser gemischt, durch Pressen verformt und bei einer Temperatur von 950 bis 1200°C gebrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein feingemahlenes natron- oder kalifeldspathaltiges Gesteinsgemisch, wie Dazit, Dazittuff, Rhyolit, Rhyolittuff, Perlit, Klinoptilolit, Heulandit, verwendet wird, das 45 bis 75°/o Siliciumdioxyd, mehr als 10% Aluminiumoxid, weniger als 10°/₀ Eisen- und Erdalkalioxid sowie Strukturwasser enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Quarzsand als skelettbildendem Material fluoridhaltige Stoffe, zweckmäßig Calciumfluorid, Aluminiumfiuorid oder deren Gemische in Mengen von 1 bis 3 %, bezogen auf das Gewicht des Ansatzes, als Mineralisator verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als farbabgebende Oxide Kobaltoxid, Chromoxid, Eisenoxid, Kupferoxid oder Manganoxid verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die farbabgebenden Oxide mit dem feingepulverten Bindemittel und dem skelettbildendem Material gemeinsam vermählen oder im Gemisch mit dem Bindemittel vor dem Ausbrennen trocken oder feucht auf das gepreßte Formstück aufgestreut werden.