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Verfahren zur Herstellung von Baublöcken mit einer resistenten Außenschicht
und nach dem Verfahren hergestelltes Produkt. Es isttbekannt, daß man mit Hilfe
verschiedener Verfahren Betonmaterialien ein so ästhetisch ansprechendes Aussehen
wie möglich zu geben versucht. Diese Verfahren bestehen in der Regel nur aus Einmischungen
verschiedener Art, wie Zerkleinerungen von Marmor, Gra--iit, Quartz oder anderen
für diesen Zweck verwendbaren Mine-, ra!ie:1i. Um dabei das beste und unter ästhetischem
Gesichtspunkt vorteilhafteste Er,7ebnis erzielen. zu können, müssen die Endprodukte
nach der Beimischung einer Schleifung und Polierung unterwrfen werden. Eine Glasurschicht
nach konventionellem Verfahren auf dem genannten Material anzubringen, läßt sich
aus verschiedenen technischen Gründen nicht ausführen und unter ökonomischem Gesichtspunkt
würde ein solches Material wegen der Ungeeignetheit des gewöhnlichen Ballastmaterials
sowie. aus brenntechnischen Gründen sehr teuer ausfallen. Man müßte sich außerdem
die Frage stellen, ob ein solches Material noch immer als ein Betonmatorial anzusehen
wäre;
ein konventionelles Brennverfahren und eine übliche' Glasurmethode
dürfte vielmehr zu keramischem Material hinführen. Die Bezeichnung Beton dürfte
mit anderen Worten nicht mehr zutreffend sein, trotz des in das Material eingehenden
wässrigen Bindemittels.
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Vorliegende Erfindung bezweckt ein Verfahren zu schaffen, mit dem
ohne Brennung oder andere Erwärmung des Betonmaterials dieses mit einer resistenten
Außenschicht versehen werden kann, die sich nicht von einem Glasurüberzug, wie er
im allgemeinen bei keramischen Materialien, z.B. bel solchen mit glänzender Oberfläche
vorhanden ist; unterscheiden läßt.
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Die Herstellung der Baublöcke nach der Erfindung findet so statt,
daß die Komponenten Zement, basische Hochofe,nschlacke und Sand, sämtlich fein Umahlen
und fein gesiebt, mit fein zerkleinerten, jedoch nicht zermahlenen Teilen von Glasfiber
und/oder Mineralwollefiber gemischt werden, welche.letztgenannten Materialien vorher
in einem hierfür vorgesehenen . Apparat zerkleinert und gesiebt werden, bis kleine,
nicht gemahlene Partikel mit noch glänzenden Oberflächen und mit einer Größe von
ungefähr 5 My. (Micron) entstehen. Maxi fügt nun Wasser und, falls gewünscht, Farbstoff
hinzu,, sowie evtl. wasserabstoßendeMittel, wie z . B. Paraffinöl, Nttnaphtaline
u. dgl . welche Stoffe im Wasser emulgiert sind
oder mit denen das
Fibermaterial eingefeuchtet worden ist. Die äußerst feinen Tropfen der genannten
Zusätze können durch Adhäsion an den feinen, festen Partikeln in dem Betongemisch
haften und dadurch Veranlassung geben, daß das Material in erstarrtem Zustande kein
Wasser aufnimmt oder durchläßt. Anstatt des desintegrierten Glasfiber- und/oder
Mineralwollematerials kann man mit Vorteil gewaschenen, glänzenden Seesand und/oder
zerkleinerten, nicht gemahlenen, sortierten Feldspat verwenden, welche beiden Materialien
ihre glänzenden Kristallflächen noch besitzen. Die Mischung sämtlicher eingehenden
Komponenten und des Wassers mit dem gegebenenfalls emulgierenden Mittel soll einer
innigen Vermischung in einer schnell drehenden Vorrichtung, wie z.B. einem Spezialdesintegrator
od.dgl. unterworfen werden, da ein langsam drehender Mischapparat üblicher Bauart
ein wesentlich schlechteres Ergebnis zur Folge hat. Nach einer evar;l. nochmaligen
Zugabe von Wasser, so daß die Mischung dünnflüssig wird, wird diese in eine geeignete
wasserdichte Formgegossen, die z.B. aus poliertem rostfreiem Stahlblech, emailliertem
Eisen, Kunststoff oder Glas mit einer ebenen glatten Oberfläche bestehen kann, in
die gegebenenfalls ein gewünschtes Muster eingraviert
oder-eingelegt
ist. Die Masse wird mittels Vibration ausgeglichen, und die Schicht hat zweckmäßig
eine Dicke. von zwei bis drei Millimetern, jedoch nicht mehr als fünf Millimeter.
Wenn die Masse in der Form, gewöhnlicherweise nach ein bis drei Stunden, in eine
festere Konsistenz überzugehen anfängt, d.h. anfängt zu binden, wird das Auf- bzw.
Nachfüllen der Form vorgenommen, und zwar so, daß oben auf die erste dünne Schicht
gewöhnlicher Beton geeigneter Konsist.eund bis zur gewünschten Höhe aufgebracht
wird, der hinsichtlich Zusammensetzung und Füllstoffen ganz mit dem nach allgemeiner
Praxis bei der Herstellung üblicher Betonprodukte verwendeten Beton übereinstimmt.
Es ist jedoch keine zwingende Bedingung, daß man eine bis drei Stunden wartet, bis
das Auf- bzw: Nachfüllen stattfindet, vielmehr kann dies geschehen unmittelbar nachdem
sich die dünne Bodenschicht stabilisiert hat, wenn nur die Schichtbildung dadurch
nicht gestört oder heeinflußt wird. Dagegen ist es sehr wichtig, dat der in genannter
Weise gegossenen ersten Betonschicht während der Erstarrung kein überschüssiges
Wasser zugeführt wird, z.B. durch besonderes Begiessen, da das Wasser hierdurch
die Möglichkeit htttte," zwischen die künftige resistente Außenschicht und die Form
zu dringen. Durch die Zugabe von überschüssigem Wasser würde auch Luft eingeführt
und hierdurch könnte auch der Bindungsvorgang der unteren Schicht gestört werden.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Bindungsverlauf für das Produkt als Einheit unter
Unterdruck erfolgt. Gegebenenfalls kann,man die
Vorrichtung, in
der die Materialien mit Wasser gemischt werden, unter Vakuum setzen, wodurch die
Luftblasen sich vergrößern und leicht entweichen. Unter gewissen Umständen kann
es vorteilhaft sein, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der man entweder die Form
erhitzen oder abkühlen kann. Die Abhärtung der oberen Schicht kann auch in anderer
Weise stattfinden, z.B. mit Hilfe von Dampf, nassen Sägespänen oder sehr sparsamer,
kontrollierter Wasserbegiessung. Falls ein passender Accelerator dem zuletzt zugeführten
üblichen Beton zugegeben wird, kann auch die Bindungszeit beträchtlich abgekürzt
werden, wodurch män eine vielfach größere Produktion, pro Formeinheit gerechnet,
erreicht. Beispiel 1: 1 Volumenteil gewöhnlicher Zement, 1 '° feingemahlener
und feingesiebter Sand, 1 @r n @f tt Schlacke 50 bis 70 Gramm feinverteilte,
nicht zerquetschte Glas- und/oder Steinwollefiber pro Liter der übrigEnangegebenen
Materialteile.
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Wasser, Farbstoff und eventl. wasserabstossende Mittei..
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Herstellung des; mit resistenter Schicht versehenen tongl®cks nach
der Beschreibung.
Beispiel 2: 1 Volumenteil gewöhnlicher Zement,
1 " feingemahlener, feingesiebter Sand 2 tr @t n Schlacke, 50-70 Gramm Glas- urid/oder
Steinwollefiber nach Beispiel 1, Farbpigment, wasserabstossende Mittel nach Wunsch,
und Wasser bis zur gewünschten Leichtflüssigkeit: Herstellung des Blocks laut vorheriger
Beschreibung.
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Beispiel 3: 2 Volumenteile gewöhnlicher Zement, 3 " feingemahlener,
feingesiebter Schlacke, 1 » r1 " Sand, 50-70 Gramm Glas- und/ oder Steinwollefiber
nach Beispiel 1, Farbpigment, etc. nach. Beispiel 1 falls gewünscht, y
Wasser bis zur gewünschten LeichtflUssigkeit. Herstellung des Blockes nach
der vorherigen Beschreibung: Beispiel 4s 1 Volumenteil gewöhnlicher Zement, 2 "
Schlacke nach Beispiel 1',' 50-70 Gramm Glas- und/oder Steirlwollefiber, nach Beispiel
1, Wasser eto. nach vorigen Beispielen:' Herstellung des Blockes
wie su»r:
Beispiel 5: Weisse Außenschicht
1 Volumenteil
weisser Zement, 2 - 5 % feingemahlenes; feingesiebtes Quartzmehl, .
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50-70 Gramm Glas- und/oder Steinwollefiber nach Beispiel 1, Wasser
bis zur gewünschten Leichtflüssigkeit. Herstellung des Blockes wie zuvor.
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Beispiel 6: Weisse Außenschicht
.1 Volumenteil weisser
Zement . 2 - 5 % Titanoxyd (Ti02) 50-70 Gramm Glas- und/oder Steinwollefiber, nach
Beispiel 1.
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Wasser ete. nach den vorigen Beispielen. Herstellung des Blockes wie
zuvor. Beispiel 7: 1 Volumenteil Cement. 3 Volumenteile zerquetschter,
glänzender, reiner Seesand. Körner-_größe 0,5 mm. mit Variationen ab- und aufwärts.
Wasser, Farbpigment etc. und eventl. nachherige Silikonbehandlung.
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Beispiel 8: 1 Volumenteil Cement. 2 Volumenteile Sand wie in
Beispiel 7.
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Beispiel 9: 1 Volumenteil Cement, 2 Volumenteile Sand wie im
Beispiel 7. 1 Volumenteil Feldspat mit zweckmäßiger Krönergröße von 0,5 mm bis aufwärts
3.0ä 5,0 mm. Die Körnergröße des Ballastmaterials wird von Fall bis Fall bzw. der.
evtl. eingetretenen Variationen kontrolliert.
Beispiel 10:
1 Volumenteil Cement. 2 bis 3 Volumenteile _ Feldspat, zerquetscht und gesiebt oder
gradiert,. bis die bete Dichtheit eingetreten ist. Die ' feinsten Fraktionen des
Feldspates können durch feinen Seesand ersetzt werden mit einer Körnergröße von
0,5 mm abwärts.
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Beispiel 11: 1 Volumenteil Cement, 1 Volumenteil Seesand nach
Beispiel 7. 25 bis 35 Gramm desintegrierte, nicht gemahlene Fiber von Glas- und/oder
Mineralwolle. Wasser, Farbpigment und evtl. nachherige Silikonbehandlung.
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Prüfungsergebnis: Produkt nach. der Erfindung hergestellt und
etwa 1 4 Tage alt.
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Die Frostbeständigkeit nachwiederholten Abkühlungen von -20 Grad C
und Auftauungen bis +20 Grad C ist gut: Noch nach 20 durchgeführten Probevorgängen
keine Tendenz zum Zerbrechen, Rissbildung oder Abblettern der blanken Außenschicht.
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Die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, 100%, bei erhöhter Temperatur
ist ebenfalls gut: Es wurde Erhitzung im Autoklaven bei 120 Grad C während 4 Stunden
durchj#eführts Kein Anschwellen durch Feuchtigkeitsaufnahme zwischen der Außenschicht
und der Betonunterlage. Die Außenschicht war etwas matter nach beendeter Behandlung.
Keine andere Beeinflüssung merk bar. Beständigkeit im kochenden Wasser; Auslaugung:
Behandlung während 4 Stunden bei 120 Grad C im Autoklaven. Keine
Veränderung
oder Beeinflussung merkbar mit Ausnahme, daß die Oberfläche etwas matter geworden
ist. Der Verdampfungsrückstand der Laugungslösung war unbedeutend. Die Zugabe der
angegebenen Menge feinverteilter ungequetschter, noch blanker Fiber von Glas- und/oder
Steinwolle gibt ein Optimum bei einer Beimischung von zwischen 50 bis 70 Gramm pro
Liter der übrigen eingehenden Materialteile, welche Tatsache aus dem Diagramm, Figur
1, hervorgeht. In Figur 2 ist schematisch angegeben, wie ein Schnitt durch einen
Block aussieht, der nach dem Verfahren hergestellt worden ist. Wenn man die resistente
Außenschicht durch ein Mikroskop näher studiert, kann man die Außenschicht in die
in Fig. 2 schematisch angegebenen Bereiche unterteilten. Dabei bedeutet die Ziffer
1 eine konventionelle Betonplatte 2 zeigt teilweise zerkleinerte Gläsfiberpartikel
nebst Körnern von größerem Umfang aus Zement, Schlacke und Sand: Mit Ziffer 3 ist
die eigentliche Außenschicht bezeichnet, die aus Glasfiberpartikein und Zwischenfraktionen
von Zement, Sehlacke und Sand, mäßiger Größe besteht, welche Partikel nicht die
feinste, fibröse Schicht aus Glas- und/oder Steinwollefiber passiert
| haben® Die Zifzer 4- zeigt schließlich kolloidale Gelen
nebst |
| dem ä@@°.zk@@. der oitigehenden Momponenten au@ |
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ist die glatte Oberfläche der Gießform veranschaulicht: Es sei
bemerkt, daß in der Schicht 4 keine Glasfiberteile oder Fraktionen davon vorhanden
sind. Vermutlich trägt die angegebene Schicht 3, die aus einem Glasfiberskelett
oder Teppich besteht, dazu bei, der Außenstruktur des l.terals die charakteristischen
"Tiefe" zu geben, die sich in einigen glasartigen Mineralien muschelartigen Bruches,
wie amoghem Marmor oder Feldspat, erkennen lassen.
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Was die Eigenschaften der widerstandsfähigen Außenschicht angeht,
so ist in dieser die Wasserabsorbtion geringer als im übrigen Beton. Für eine bestimmte
Wassermenge nimmt es somit eine beträchtlich längere Zeit in Anspruch, dies: durch
die Außenschicht hindurchzudrängen, als wenn die Betcgschicht nicht mit einer solchen
Schutzhaut versehen wäre. Man hat ferner bei vorgenommenen Proben gefunden, daß
beispielsweise die Biege- und Schlagfestigkeit der Außenschicht gröBerIst als in
dem Beton im übrigen, nämlich ca. 120 Kgfem2 für die Außenschicht gegenüber nur
ca. 55-60 Kg/cm2 für konventionellen Beton beträgt.
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Die widerstandsfähige Außenschicht scheint auch einem guten Schutz
gegen Angriffe chemischer Art, wie z.B. Oasen, die freie oder gelöste Schwefeldioxyde
enthalten, geben zu können. Ebenso kann auch ein Ausfällen von Kalk am ton, die
auf freien Kalk zurUokzuführen ist, mehr oder Wensr durch die dichte widerstandsfähige
Außenaohioht veedsn werden.
EirßIwesentlichen Vorteil unter ästhetischem
Gesichtspunkt bedeuten die außerordentlichen Möglichkeiten, glatte Außenschichten
in den verschiedensten Mustern, wie z.B. in Reliefausführung herstellen zu können.
Es ist sogar möglich, handgemahlte Motive für z:B. Wände und Dächer auszuführen;
genau so, wie man keramische Produkte: vor dem Brennen dekoriert. Dank der guten
Biege- und Schlagfestigkeitswerte der Außenschicht hat es sich als möglich herausgestellt,
die Schicht auch als separate Einheiten, und zwar ohne Versteifung durch konventionellen,
nachher gegossenem Beton, in Stärken zwischen 5 bis 10 Millimeter und in großen
Stücken herzustellen. Damit man sicher ist, daß keine Kalkausfällungen auf der glänzenden
Außenschicht stattfinden, welche Kalkausfällungen auf anwesenden freien Kalk zurückzuführen
sind, und durch Einwirkung von Wasser und Luft auf den Beton entstehen und bis auf
die Fläche hinausdrängen, ist es vorteilhaft, die genannte Außenfläche mit einer
Schutzschicht solcher Art zu versehen, welche sich chemisch mit dem darunter liegenden
Material, insbesondere mit dem wässrigen Bindemittel vereinigt. Wenn man somit die
feuchte oder besser die hauptsächlich trockene, glänzende Oberfläche, nachdem man
den Baublock aus der Form herausgenommen hat, mit an und für sich bekannten Chemikalien,
wie alkalisch reagierenden Silikonlösungen, behandelt, z.B. durch Aufspritzen der
Lösung auf die Oberfläche des Blockes und anschließendes
Trocknen
des Produkts für ca. 24 Stunden, erhält man eine nicht sichtbare Außenschicht auf
der oberen glänzenden Fläche, die dem Einfluß von Feuchtigkeit und Wasserbegießung
wie auch der Einwirkung von Wetter und Wind widerstehen kann. Man kann auch Kieselsäure
in Gel-Form in genau angepaßten Mengen der Mischung zugeben,. welche Kieselsäuregele
sich mit dem freien Kalk zu unlöslichem Kalciumsilikat vereinigt. Die Kieselgelreaktion
findet natürlich in Wasserlösung statt. Auf diese Weise erhält man ein verhältnismäßig
leichtes Material, das bezüglich seiner Verwendung mit Asbestzementprodukten verglichen
werden kann, jedoch kann die genannte Schicht des Produktes nach der Erfindung wegen
ihrer ästhetischen Vorteile in erster Linie dort verwendet werden, wo Materialien
von Asbestzementnatur nicht in Frage kommen dürfen. Die Außenschicht in der Dimension
von 5 bis 10 mm. Dicke hergestellt erscheint auch zweckmäßig für Holzmontage auf
Masonite, Gips u.dgl. und läßt sich auch da verwenden, wo z.B. Kefelplatten aus
verschiedenen Gründen als nicht zweckmäßig angesehen werden.