DE19828717A1 - Plattenartiger Werkstoff, Herstellungsverfahren, Mörtelmischung und Klebstoff zur Verarbeitung desselben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung richtet sich einerseits auf einen plattenartigen Werkstoff zum Bauen von Kachelöfen, mit einem Substrat auf Schamottebasis mit einem Emailüberzug; ferner auf eine Mörtelmischung zur Herstellung dieses Werkstoffs, mit einem Anteil von 80-85 Gew.-% Schamotte, 10-15 Gew.-% Zement, ferner Stabilisatoren und Elektrolyte; darüber hinaus auf ein Herstellungsverfahren mit den Verfahrensschritten: Mischen, Anrühren, Gießen, Aushärten, Entformen, Überziehen mit Email, Brennen; sowie auf einen Klebstoff aus Kachelkleber und Schamotte, der eingefärbt auch als Fugenkleber eingesetzt werden kann.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen plattenartigen Werkstoff zum Bauen von Kachelöfen, Sockelsitzbänken, Wandheizelementen od. dgl., eine Mörtelmischung und ein Verfahren zur Herstellung desselben sowie einen Klebstoff zu dessen Verarbeitung.

Nicht nur während eisiger Wintertage sind Kachelöfen in der Lage, neben der Wärme für den Körper auch Behaglichkeit für die Seele zu spenden; zu jeder Jahreszeit vermag ein gelungenes Design den Geist zu erfrischen. Andererseits muß ein derartiger Kachelofen jedoch bislang in mühevoller Handarbeit aus Ziegeln hochgemauert und sodann mit Putz und/oder Kacheln verblendet werden. Dieses Verfahren ist nicht nur äußerst mühsam und daher kostenintensiv, gerade bei starken Temperaturschwankungen ausgesetzten Kachelöfen kann die Kombination derart unterschiedlicher Werkstoffe wie Ziegel, Zement, Kacheln und Putz infolge temperaturbedingter Spannungen sehr schnell zu Rißbildungen führen.

Aus diesen Nachteilen des vorbekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, einen plattenartigen Werkstoff zum Bauen von Kachelöfen, Sockelsitzbänken, Wandheizelementen od. dgl. zu schaffen, der in der Lage ist, den Zusammenbau eines Kachelofens abzukürzen und darüber hinaus temperaturbedingten Rißbildungen oder sonstigen Beeinträchtigungen der Ofenverkleidung entgegenwirkt. Untrennbar verknüpft mit dieser Problemstellung ist die weitere Aufgabe, eine Mörtelmischung sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Platten zur Verfügung zu stellen sowie Verbindungsmittel, welche die Entfaltung der vorteilhaften Werkstoffeigenschaften fördern.

Der erfindungsgemäße Werkstoff zeichnet sich durch einen mehrschichtigen Aufbau aus mit einem Substrat auf Schamottebasis, welches einen Emailüberzug trägt. Hierbei kann das Substrat die Funktion einer gemauerten Ziegelwand übernehmen, so daß eine erfindungsgemäße Platte selbsttragend ausgebildet sein kann. Da das Substrat auf Schamottebasis aufgebaut ist, sind die physikalischen Eigenschaften denen von Keramikkacheln sehr ähnlich, so daß selbst bei erheblichen Temperaturschwankungen zwischen diesen Elementen keine Spannungen oder Risse auftreten. Die erfindungsgemäßen Platten eignen sich daher in idealer Form zur Kombination mit Keramikkacheln und erlauben besondere, estethische Gestaltungen. Der erfindungsgemäße Emailüberzug schafft eine temperaturstabile Oberfläche, die darüber hinaus farblich und/oder strukturell an die verschiedensten Geschmacksrichtungen angepaßt werden kann, insbesondere läßt sich dadurch jegliche Art von Putz naturgetreu nachempfinden.

Seine vorteilhaften Eigenschaften erhält der erfindungsgemäße Werkstoff durch seine Zusammensetzung, mit

• - 80 bis 85 Gew.-% Schamotte,
• - 10 bis 15% Gew.-% Zement,
• - 0 bis 8 Gew.-% Stabilisatoren, sowie
• - 0,1 bis 1,5 Gew.-% Elektrolyte.

Die spezifizierten Anteile beziehen sich auf die Trockenmischung. Erfindungsgemäß ist der Zementanteil besonders niedrig, so daß dessen von Ton und/oder Keramik abweichende, physikalische Eigenschaften bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff nicht in Erscheinung treten. Entsprechend kann der Schamotte-Anteil hochgesetzt werden, so daß dessen mit Ton und Keramik verträglichen Eigenschaften das physikalische, insbesondere Temperaturverhalten des erfindungsgemäßen Werkstoffs prägen. Außerdem bildet die Schamotte einen Untergrund, auf dem der erfindungsgemäße Emailüberzug hervorragend haftet.

Für die Trockenmischung sieht die Erfindung die Verwendung eines Schamottepulvers in Form von gebrochenem oder gemahlenem, gebranntem Ton vor, insbesondere mit einem Körnungsspektrum von 0-7 mm. Eine derartige Kornabstufung führt nach dem Abbinden des Zements zu einer hochfesten Platte, deren Stabilität die entsprechenden Eigenschaften von Beton übertrifft.

Alternativ und/oder kumulativ zu der Verwendung eines reinen Schamotte-Pulvers kann auch Gußschamotte verwendet werden, wobei die Ton- und/oder Keramikpartikel durch einen Feuerfestzement, insbesondere einen Hochtemperatur-Aluminiumhydrat-Zement, teilweise zu gröberen Körnern miteinander verbunden sind.

Ein ähnlicher feuerfester Zement eignet sich auch als Bindemittel für das Schamottegranulat und ist in der Lage, auch extreme Temperaturveränderungen, wie sie bei Öfen im Normalfall gar nicht erreicht werden, ohne Schäden zu überdauern.

Zur chemischen Stabilisierung werden Substanzen auf alkalischer Basis verwendet.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, zur Erhöhung der Fließfähigkeit des Gußmörtels und/oder zur Verbesserung der Bindekraft des Zements pulverförmige Elektrolyte in einer kleinen Menge beizufügen. Diese Elektrolyte dienen dem Zweck, die zum Anrühren notwendige Wassermenge herabzusetzen, ohne daß dadurch die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Werkstoffs beeinträchtigt werden. Andererseits führt die verringerte Menge des zum Anrühren benötigten Wassers zu einer Reduzierung der Abbindezeit und insbesondere zu einer deutlichen Senkung des dabei auftretenden Schwundes. Dies führt dazu, daß die aufgebrachte Emailschicht nicht durch geometrische Veränderungen des Substrats abgestoßen wird und somit ähnlich fest haftet wie bisher allenfalls nur auf Metall. Ferner bleibt diese innige Verbindung auch bei hohen Temperaturen stabil. Diesem Zweck dient auch die Erhöhung der Bindekraft des Zements, so daß dessen Anteil gesenkt werden kann, wodurch das Temperaturverhalten besser auf Ton, Keramik und insbesondere Email abgestimmt wird.

Da das Substrat des erfindungsgemäßen Werkstoffs eine mit Beton vergleichbare Härte aufweist, können auch bereits bei geringen Wandstärken selbsttragende Platten hergestellt werden. Zur Herstellung von Kachelöfen haben sich Platten mit einer Wandstärke zwischen 2 und 6 cm bewährt.

Um die Stabilität der erfindungsgemäßen Platten weiter zu erhöhen, ohne gleichzeitig das Plattengewicht zu vergrößern, können an der Rückseite Versteifungstege angeordnet sein. Eine andere Maßnahme zur Erhöhung der Stabilität besteht darin, in den Gußmörtel Armierungsgitter einzulegen, die bspw. aus einem Fasergewebe der verschiedensten Werkstoffe bestehen können.

Einem besonderen Anwendungsfall als sogenannte "Heizwände" folgend, welche einerseits an eine (Zentral-)Heizung angeschlossen sein können, andererseits in dem betreffenden Raum eine behagliche Wärme verbreiten, können in den Gußmörtel Heizelemente, insbesondere in Form von Heizschlangen, eingegossen sein. Diese Heizschlangen können einerseits als Rohre zur Führung eines zirkulierenden Wärmeübertragungsmediums ausgebildet sein, andererseits ist es möglich, auch elektrische Heizdrähte zu verwenden.

Die Gestaltungsmöglichkeiten für den erfindungsgemäßen Werkstoff sind vielfältig und keineswegs auf ebene Platten begrenzt. Denkbar sind hierbei die unterschiedlichsten, dreidimensionalen Gestaltungen, bspw. gewölbte, kuppelartige Formen als oberer Abschluß eines Kachelofens, dreidimensional gestaltete und in einem Stück hergestellte Ofensitzbänke oder auch Zierelemente wie eingeformte oder aufgeklebte Ornamente und/oder Skulpturen.

Darüber hinaus können in dem erfindungsgemäßen Werkstoff auch Ausnehmungen vorgesehen sein, bspw. um eine Luftzirkulation zu ermöglichen, wie sie bei Warmluftöfen gang und gäbe ist. Weiterhin können Vertiefungen eingeformt werden, in die sodann Dekorkacheln eingeklebt werden können.

Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit ist dadurch gegeben, daß das Email mit entsprechenden Farbstoffen vermischt werden kann, um die unterschiedlichsten Farbtöne zu erhalten. Auch ist es möglich, ein matt erscheinendes Email zu verwenden oder Zusatzstoffe beizufügen, um eine besondere Struktur zu erreichen. Schließlich ist es möglich, mit unterschiedlich gefärbten Emailpulvern Steintexturen, insbesondere Marmorierungen, hervorzurufen, Ornamente oder gar bildhafte Darstellungen zu gestalten.

Die erfindungsgemäßen Platten können auf verschiedenartigem Weg verarbeitet werden. Besonders eignet sich das Vermörteln derartiger Platten, andererseits können sie auch verklebt werden. Für die erstere Verbindungstechnik eignet sich insbesondere eine Mörtelmischung, die dem Substratwerkstoff entspricht, da solchenfalls infolge identischer Werkstoffeigenschaften Rißbildungen selbst bei extremsten Temperaturbelastungen völlig ausgeschlossen sind.

Um auch bei einer Klebetechnik für einheitliche Eigenschaften zwischen Klebstoff und zu verklebenden Platten Sorge zu tragen, sieht die Erfindung vor, zu diesem Zweck einen zum Verkleben von Ofenkacheln geeigneten Klebstoff, insbesondere einen Feuerfestbinder mit dem doppelten bis fünffachen, vorzugsweise etwa dreifachen Schamotte-Anteil zu vermischen. Bei einer derartigen Zusammenmischung wird gewährleistet, daß auch der verwendete Klebstoff weitgehend übereinstimmende Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist wie die zu verklebenden Platten.

Wie oben bereits ausgeführt, ist die erfindungsgemäße Mörtelmischung identisch mit der eigentlichen Werkstoffzusammensetzung der erfindungsgemäßen Platten. Diese Mörtelmischung kann daher gemäß dem im folgenden beschriebenen Verfahren zur Herstellung derartiger Platten verwendet werden. Dabei wird diese Mörtelmischung zunächst mit Wasser angerührt und sodann in die gewünschte Form gegossen, wo sie anschließend aushärten kann. Sobald der Werkstoff eine ausreichende Härte erreicht hat, wird er entformt und mit Email überzogen und schließlich gebrannt. Im Gegensatz zu der üblichen Verarbeitung von Keramik wird das erfindungsgemäße Substrat kalt abgebunden, was weitaus energiesparender und somit preiswerter ist. Das abschließende Brennen dient ausschließlich dem Aufschmelzen des Emails und kann daher bei deutlich niedrigeren Temperaturen stattfinden als dies beim Brennen von Ton notwendig wäre.

Im Gegensatz zu dem Herstellungsverfahren üblicher Kacheln wird bei der vorliegenden Erfindung ausschließlich oder überwiegend Schamotte aus gebranntem Ton verwendet. Während bei Kacheln bis zu Hälfte ungebrannter Ton verwendet wird, damit während des Sinterns eine Vielzahl von Poren verbleiben, welche durch Lufteinschlüsse das Temperatur-Speichervermögen verbessern, ist bei dem erfindungsgemäßen Werkstoff vor allem die Haftfähigkeit des Emails ausschlaggebend. Diese ist auf gebranntem Ton weit besser als auf ungebranntem Ton, weshalb bevorzugt - gegebenenfalls bis auf geringe Verunreinigungen - Schamotte aus bereits gebranntem Ton eingesetzt wird, so daß trotz der Kaltverfestigung durch Abbinden des Zements ein optimaler Haftgrund für die Email-Überzugsschicht gewährleistet ist. Die Formgebung erfolgt durch Gießen mit anschließendem, vorzugsweise mehrstündigem Aushärten. Nach dem Entformen kann nahezu unverzüglich die Emailschicht aufgebracht werden, die anschließend in einem Ofen eingebrannt wird.

Infolge der Verwendung von Elektrolyten zur Verbesserung der Fließeigenschaften genügt für das Anrühren bereits eine Wassermenge von etwa 19%, bezogen auf die Menge des Schamottepulvers. Wie oben bereits ausgeführt, kann dadurch der Schwund während der Abbindephase erheblich reduziert werden. Die verwendeten Formen können aus Holz, Gips, Eisen, Aluminium etc. gefertigt sein. Nach dem Einfüllen wird der angerührte Gußmörtel in der Form durch Rütteln verdichtet, wobei den thixotropen Eigenschaften des Gußmörtels entsprechend Luftbläschen entfernt werden und sich eine der vorgegebenen Form entsprechende Oberflächenstruktur ergibt. Hierbei wurde gefunden, daß die Stabilität des ausgehärteten Werkstoffs um so höher ist, je kürzer die Rüttelzeit gewählt wird, und je geringer die Rüttelfrequenz ist.

Der eingefüllte und durch Rütteln verdichtete Gußmörtel sollte etwa bei Zimmertemperatur aushärten. Bei Temperaturen unterhalb von 15°C können Probleme mit dem Abbinden des Mörtels auftreten, eine Erhöhung der Temperatur über die übliche Zimmertemperatur ist jedoch nicht erforderlich. Bei Einhaltung der oben spezifizierten Verfahrensparameter beträgt die typische vorläufige Aushärtezeit etwa fünf Stunden. Anschließend kann der Substratkörper sofort ausgeformt und weiterverarbeitet werden.

Nun schließt sich der Emailauftrag an. Dieser kann nach unterschiedlichen, bekannten Auftragstechniken erfolgen. Eine besonders einfache Verarbeitungstechnik ist das Aufpulvern, wobei ein mehlartiges Granulat gegebenenfalls durch eine Schablone hindurch aufgestreut wird. Andererseits kann das Email auch durch eine Flüssigkeit in einen pastösen Zustand versetzt werden, so daß es aufgemalt werden kann. Schließlich ist auch eine dünnflüssige Einstellung möglich, die ein Aufsprühen erlaubt.

Vorzugsweise wird die Emailschicht ausschließlich auf der Außen- oder Vorderseite des Substratkörpers aufgetragen, da sich der erfindungsgemäße Mörtel wie auch der erfindungsgemäße Klebstoff weitaus besser mit dem Substratkörper verbindet als mit der Emailschicht.

Die Brenntemperatur richtet sich vor allem nach dem Schmelzpunkt des verwendeten Emailpulvers und liegt vorzugsweise zwischen 400°C und 850°C.

Es wurde gefunden, daß der erfindungsgemäße Werkstoff seine maximale Härte erst nach einem Zeitraum von etwa 20 bis 30 Tagen erhält, so daß es sich empfiehlt, die Platten für einen entsprechenden Zeitraum vor der Weiterverarbeitung zu lagern.

Neben dem Vermauern der erfindungsgemäßen Platten ist auch ein Verkleben derselben möglich. Damit der hierbei verwendete Klebstoff hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften möglichst gut auf den plattenförmigen Werkstoff abgestimmt ist, sieht die Erfindung hierfür einen Fliesenkleber mit Schamotteabmagerung vor.

Besonders bewährt hat sich hierbei ein Klebstoff mit folgender Zusammensetzung:

• - 50-80%, insbesondere 54-58% Schamotte,
• - 6-16%, insbesondere 12-16% Aluminiumhydrat-Zement,
• - 2-6%, insbesondere 4-5% Feuerfestbinder 108,
• - 12-30%, insbesondere 23-30% Natriumwasserglas.

Optimale Klebeeigenschaften werden hierbei mit einem Schamotteanteil in dem unteren Spektrum des angegebenen Bereichs erzielt, jedoch kann der Schamotteanteil ohne weiteres bis etwa zu dem angegebenen Grenzwert erhöht werden. Es empfiehlt sich hierbei, die übrigen Bestandteile in etwa gleichem Verhältnis zu reduzieren.

Auch für diesen Klebstoff kann als Schamotte ein gebrannter Steingutton mit einer Körnung von etwa 0 bis 0,5 mm Verwendung finden.

Der verwendete Feuerfestbinder enthält etwa 50-80%, insbesondere etwa 70% Kaliumsilikat, sowie 10-30%, vorzugsweise 18 bis 19% SiO₂ und 0 bis 10%, vorzugsweise etwa 3,5% P₂O₅. Dieser Feuerfestbinder kann zur Bindung von mineralischen Rohstoffen bis zu einer Temperaturbelastungsgrenze von 1300°C Verwendung finden.

Das verwendete Natriumwasserglas hat vorzugsweise einen Beaumégrad zwischen 35-45%.

Zur Einfärbung dieses Klebstoffs können keramische Farbkörper beigemengt werden. Diese werden vorzugsweise dem Steingutton hinzugefügt, sodann wird dieser bei einer Temperatur von 1080°C bis 1200°C gebrannt, auf eine Körnung von etwa 0-0,5 mm gebrochen und als Schamotteanteil oder -zusatz für die Herstellung des Fliesenklebers verwendet. Hierbei richtet sich die Menge des Zusatzes nach der gewünschten Farbintensität.

Der somit eingefärbte Klebstoff kann als Füllmasse für die Fugen zwischen den erfindungsgemäßen Platten verwendet werden und zu diesem Zweck auch einen relativ hohen Schamotteanteil aufweisen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:

Fig. 1 einen unter Verwendung erfindungsgemäßer Platten hergestellten Kachelofen; sowie

Fig. 2 einen Schnitt durch zwei miteinander verfugte Platten.

Die perspektivische Darstellung eines zeitgemäßen Kachelofens 1 gemäß Fig. 1 läßt erkennen, daß im Zuge moderner Wohnarchitektur auch Kachelöfen substantielle Änderungen erfahren haben. Insbesondere ist die Oberflächenstruktur aufgelockert worden, indem neben mit Ofenkacheln 2 verkleideten Bereichen auch größere Flächen 3 durch bevorzugt weiß verfugtes Mauerwerk gebildet sind. Diese zusammenhängenden, weißen Flächen heben - insbesondere vor ebenfalls weiß verputzten Wänden 4 - die gemauerte, massive Struktur eines Kachelofens 1 besonders elegant hervor und tragen außerdem zu einer Beruhigung des ästhetisches Gesamteindrucks bei, so daß Akzente wie bspw. Dekorkacheln 5 im besonderen Umfang zur Geltung gelangen.

Bei der Erstellung weiß verputzten Mauerwerks 3 im Bereich eines Kachelofens 1 werden bislang feuerfeste Ziegel, insbesondere Klinkerziegel verwendet, und diese werden sodann verputzt. Diese Vorgehensweise ist einerseits äußerst mühselig, andererseits muß das tragende Mauerwerk eine gewisse Mindeststärke aufweisen, damit sich während des Mauerns eine ausreichende Stabilität ergibt, worunter besonders die Konstruktion von Warmluftöfen leidet, bei denen der eigentliche Brennraum durch ein wenigstens zweischaliges Mauerwerk umgeben ist, zwischen dessen Schalen ein mit einem unterseitigen Lufteinlaß 6 und oberseitigen Luftauslässen 7 kommunizierender Hohlraum zur Zirkulation der zu erwärmenden Luft vorhanden ist. Denn durch das zweischalige, dicke Mauerwerk erscheinen derartige Kachelöfen 1 im Verhältnis zu der Größe des eigentlichen Brennraums sehr voluminös. Da andererseits die Wärmeabgabe eines Kachelofens 1 mit der Größe des betreffenden Raums korrespondiert, ergeben sich - bezogen auf die Raumgröße - relativ klobige Ofenabmessungen.

Schließlich hat das Mauerwerk und insbesondere der Putz 3 einen von den Ofenkacheln 2 stark abweichenden Wärmeausdehnungskoeffizient, so daß Rißbildungen insbesondere im Bereich der Trennfugen 8 zwischen Ofenkacheln 2 und verputztem Mauerwerk 3 gehäuft auftreten.

Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem für große, vorzugsweise verputzte Flächen 3 eines Kachelofens 1 der erfindungsgemäße, plattenartige Werkstoff 9 Verwendung findet. Aufgrund von dessen Stabilität ist es möglich, die Wandplatten 9 mit einer relativ geringen Stärke von 2 bis 6 cm herzustellen und bis zu einer Höhe von etwa 2,5 m einstückig auszubilden. Bei dem dargestellten Kachelofen 1 können daher die Frontplatte 10 des Hauptteils, die Frontplatte 11, 12 der Seitenteile sowie weitere, großflächige Elemente wie bspw. der Unterbau 13 der Ofensitzbank 14 aus jeweils einstückigen Elementen hergestellt werden, aus denen der Ofen 1 baukastenartig zusammengesetzt wird. Hierdurch entfällt der arbeitsintensive Verfahrensschritt des Hochziehens von Ziegelmauern sowie der anschließende Verputzvorgang. Denn die erfindungsgemäßen Platten 9 sind an ihrer Vorderseite 15 vorzugsweise putzartig strukturiert und außerdem mit einer Emailschicht 16 überzogen, welche bevorzugt weiß gehalten ist, um die Substanz und Farbe üblicherweise verwendeten Putzes zu erzeugen. Natürlich können auch andere, auf die Ofenkacheln 2 abgestimmte Färbungen des Emails 16 hergestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Platten 9 können Durchbrechungen 24 zum Einsetzen von Kacheln 25, bspw. mit Luftaustrittsöffnungen 7, aufweisen, oder Vertiefungen, in welche Dekorkacheln 5 eingeklebt werden können. Ferner ist es möglich, nicht nur ebene Platten 9, sondern auch dreidimensionale Gestaltungen einstückig herzustellen wie bspw. den gesamten Unterbau 13 der Ofensitzbank 14, Podeste 17 od. dgl.

Die erhärteten Platten 9 bestehen zu einem relativ großen Anteil, nämlich zu 80 bis 85 Gew.-% aus Schamotte, während der als Bindemittel verwendete Zement zu einem relativ geringen Anteil von etwa 10 bis 15 Gew.-% vorliegt. Die verwendete Schamotte setzt sich wiederum aus gebranntem Ton und/oder aus Keramik zusammen und hat somit einen üblichen Ofenkacheln 2 entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizient, so daß Rißbildungen im Bereich der kritischen Fugen 8 nicht auftreten können. Der hohe Schamotteanteil wird erst ermöglicht durch die Reduzierung des Zementanteils, der wiederum durch die Verwendung von Elektrolyten erreicht wird, welche die Bindefähigkeit des Zements heraufsetzen. Elektrolyte mit derartigen Eigenschaften werden in anderen technischen Gebieten eingesetzt. Hieraus resultiert auch eine besonders hohe Festigkeit der erfindungsgemäßen Bauplatten, die mit der Festigkeit von Beton vergleichbar oder sogar noch höher ist. Aus diesem Grund kann die Wandstärke der Ofenbauplatten 9 gegenüber dem bisher verwendeten Mauerwerk deutlich reduziert werden auf bspw. 2 bis 6 cm, so daß insbesondere bei Warmluftöfen 1 mit einem zweischaligen Gehäuse die Gesamtabmessungen reduziert werden können, was sich wiederum vorteilhaft auf die Ästhetik auswirkt.

Der ebenfalls durch Elektrolyte erreichbare, geringe Schwund verbessert die Haftfähigkeit der aufgebrachten Emailschicht 16.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die erfindungsgemäßen Ofenbauplatten 9 zu Erhöhung ihrer Vielseitigkeit auch modular ausgebildet und sodann zu den verschiedenartigsten Gestaltungen zusammengesetzt werden können. Zu diesem Zweck können an den umlaufenden Kanten bzw. Stirnseiten 18 der erfindungsgemäßen Ofenbauplatten 9 nut- bzw. dazu korrespondierende, federartige Profilierungen 19, 20 vorgesehen sein.

Diese Profilierungen 19, 20 greifen vorzugsweise mit geringem Spiel ineinander, so daß zwischen den aneinandergefügten Bauplatten 9 ein Raum zur Aufnahme eines Klebstoffs 21 oder Mörtels verbleibt. Als Mörtel kann vor der Verarbeitung mit Wasser angerührter Gußmörtel Verwendung finden, dessen Zusammensetzung etwa dem Werkstoff der Bauplatten 9 selbst entspricht. Andererseits kann auch ein Klebstoff 21 verwendet werden, der im Verhältnis zu handelsüblichem Ofenkachelkleber, insbesondere Feuerfestbinder, einen besonders hohen Schamotteanteil enthält.

Um die Haftfähigkeit des Klebers 21 oder Gußmörtels zu erhöhen, sind weder die Stirnflächen 18 der erfindungsgemäßen Bauplatten 9 noch deren Rückseiten 22 mit Email 16 überzogen, da der Substratwerkstoff 9 einen weitaus besseren Haftgrund für den Kleber 21 oder Gußmörtel bildet als ein Emailüberzug 16.

Wie Fig. 2 weiterhin zeigt, können die erfindungsgemäßen Ofenbauplatten 9 im Bereich ihrer Ränder fasenartige Abschrägungen 23 aufweisen, welche aus optischen Gründen nicht ausgefugt werden. Die Stoßfugen 21 zwischen zwei aneinandergesetzten Bauplatten 9 treten daher optisch kaum hervor, so daß die Einheitlichkeit einer damit erstellten Fläche 3 nicht beeinträchtigt wird.

Schließlich können an den Rückseiten 22 der erfindungsgemäßen Bauplatten 9 auch rippenartige Versteifungen angeformt sein, um die Stabilität zu erhöhen und dadurch die Wandstärke weiter reduzieren zu können. Zur Fixierung der erfindungsgemäßen Bauplatten 9 können dieselben auch im Bereich ihrer Rückseiten 22 zumindest bereichsweise festgeklebt oder -gemörtelt sein.

Die Mischung, mit der die erfindungsgemäßen Bauplatten 9 hergestellt sind, enthält 84 Gew.-% Schamotte mit einer Körnung von 0-7 mm, die mit 11 Gew.-% Zement vermischt wird. Zur chemischen Stabilisierung sind alkalische Verbindungen in einem Anteil von 4,4 Gew.-% beigemengt, und zur Erhöhung der Fließfähigkeit wie auch zur Verbesserung der Bindefähigkeit des Zements sind 0,6% Elektrolyt enthalten. Diese pulverförmigen Substanzen werden in trockenem Zustand gut vermengt, da in diesem Zustand eine weitaus gleichförmigere Vermischung der einzelnen Anteile erreicht werden kann als nach dem folgenden Anrühren mit Wasser. Denn infolge der erfindungsgemäßen Elektrolyte beträgt der Anteil des zum Anrühren verwendeten Wassers nur 19%, bezogen auf den Schamotteanteil. Der solchermaßen hergestellte Gußmörtel wird zum Abbinden in Formen eingefüllt und dort durch einen kurzen, niederfrequenten Rüttelvorgang verdichtet, so daß er in sämtliche Details der betreffenden Form hineinfließt. Sodann härtet der Gußmörtel bei einer Temperatur von mehr als 15°C, vorzugsweise bei Zimmertemperatur innerhalb eines Zeitraums von etwa 5 Stunden aus. Zwar ist der Abbindevorgang dadurch noch nicht abgeschlossen, die Substanz hat jedoch eine ausreichende Festigkeit, um aus der Form entnommen werden zu können. Auch kann nun bereits die Emailschicht auf die Vorderseite 15 des Substratrohlings 9 aufgebracht werden, was mit handelsüblichen Verfahren, insbesondere durch Aufpulvern, d. h. Aufstreuen einer mehlartigen Emailsubstanz erfolgt. Sodann wird die Bauplatte 9 bei einer Temperatur von etwa 450°C oder darüber gebrannt, wobei sich die Brenntemperatur primär nach dem Schmelzpunkt des verwendeten Emailpulvers richtet.

Der Werkstoff des Substrats 9 erreicht erst nach einem Zeitraum von etwa 25 Tagen seine maximale Härte, so daß vor der Verarbeitung ein Lagerungszeitraum von 20 bis 30 Tagen abgewartet werden sollte.

Claims (35)

1. Plattenartiger Werkstoff zum Bauen von Kachelöfen (1), Sockelsitzbänken (14), Wandheizelementen od. dgl., gekennzeichnet durch ein Substrat (9) auf Schamottebasis mit einem Emailüberzug (16).

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (9) folgende Bestandteile aufweist

• - 80 bis 85 Gew.-% Schamotte,
• - 10 bis 15 Gew.-% Zement,
• - 0 bis 8 Gew.-% Stabilisatoren, sowie
• - 0,1 bis 1,5 Gew.-% Elektrolyte.

3. Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schamotte aus gebranntem Ton und/oder aus Keramik besteht.

4. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Körnung der Schamotte von etwa 0 bis 7 mm

5. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schamotte Gußschamotte mit einem Feuerfestzement, insbesondere Hochtemperatur-Aluminiumhydrat-Zement, verwendet wird.

6. Werkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zement ein Feuerfestzement, insbesondere ein Hochtemperatur- Aluminiumhydrat-Zement, verwendet wird.

7. Werkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Stabilisatoren auf alkalischer Basis eingesetzt sind.

8. Werkstoff nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Elektrolyte mit die Verflüssigung des Gußmörtels und/oder die Bindefähigkeit des Zements unterstützenden Eigenschaften eingesetzt sind.

9. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wandstärke von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 cm.

10. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Versteifungsstege an der Rückseite (22).

11. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein oder mehrere eingelegte Armierungsgitter, insbesondere aus Gewebe.

12. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eingegossene Heizelemente, bspw. Heizschlangen.

13. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dreidimensionale Gestaltung, bspw. eine gewölbte, kuppelartige Form oder eingeformte oder aufgeklebte Skulpturen.

14. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausnehmungen (24), bspw. Luftein- oder -austrittsöffnungen (6), und/oder Vertiefungen, bspw. zum Einsetzen von Dekorkacheln (5) od. dgl.

15. Werkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein farbiges, strukturiertes und/oder bildhaft gestaltetes Email (16).

16. Mörtelmischung zur Herstellung und/oder Verarbeitung eines plattenartigen Werkstoffs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:

• - 80 bis 85 Gew.-% Schamotte,
• - 10 bis 15 Gew.-% Zement,
• - 0 bis 8 Gew.-% Stabilisatoren, sowie
• - 0,1 bis 1,5 Gew.-% Elektrolyte.

17. Mörtelmischung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schamotte, der Zement, die Stabilisatoren und/oder Elektrolyte die in den Ansprüchen 3 bis 8 spezifizierten Eigenschaften aufweisen.

18. Verfahren zur Herstellung eines plattenartigen Werkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Erstellung oder Verwendung einer Mörtelmischung nach Anspruch 16 oder 17;
• - Anrühren mit Wasser;
• - Gießen in eine Form;
• - Aushärten;
• - Entformen;
• - Überziehen mit Email;
• - Brennen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Anrühren auf je 3 bis 10, vorzugsweise etwa 5 Teile Mörtelmischung 1 Teil Wasser verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der angerührte Gußmörtel in der Form durch Rütteln verdichtet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der angerührte Gußmörtel etwa bei Zimmertemperatur aushärtet.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtezeit zwischen 2 und 10 Stunden, vorzugsweise etwa 5 Stunden beträgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Email aufgestreut, -gesprüht und/oder -gemalt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Email nur auf der Außen- oder Vorderseite aufgetragen wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenntemperatur zwischen 400°C und 850°C liegt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenartige Werkstoff nach dem Brennen für 10 bis 40 Tage, vorzugsweise 20 bis 30 Tage gelagert wird.

27. Klebstoff (21) zur Verarbeitung eines plattenartigen Werkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bestehend aus Kachel- und/oder Fliesenkleber mit Schamotteabmagerung.

28. Klebstoff (21) zur Verarbeitung eines plattenartigen Werkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

• - 50-80% Schamotte
• - 6-16% Aluminiumhydrat-Zement
• - 2-6% Feuerfestbinder
• - 12-30% Natriumwasserglas.

29. Klebstoff nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Schamotte eine Körnung von 0 bis 0,5 mm aufweist und/oder aus Steingutton gebrannt ist.

30. Klebstoff nach Anspruch 28 oder Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerfestbinder folgende Zusammensetzung aufweist:

• - 50-80% Alkalisilikat, insbesondere Kaliumsilikat
• - 10-30% SiO₂
• - 0-10% P₂O₅.

31. Klebstoff nach einem der Ansprüche 28-30, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumwasserglas 37/40% Be verwendet wird.

32. Klebstoff nach einem der Ansprüche 28 bis 31, gekennzeichnet durch einen Anteil von keramischen Farbkörpern.

33. Masse zum Ausfugen von Platten nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine Mischung aus ungefärbtem Klebstoff nach einem der Ansprüche 28 bis 31 und einem gefärbtem Klebstoff nach Anspruch 32, in einem durch die gewünschte Farbintensität vorgegebenen Mischungsverhältnis.

34. Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffs nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß Steingutton mit keramischen Farbkörpern vermischt, gebrannt, gebrochen und als Schamottanteil oder -zusatz verwendet wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenntemperatur zwischen 1080°C und 1200°C liegt.