FI64934C - Kalksandtegel med foerhoejd vithet. - Google Patents

Description

i: .'m.· -1 r_, „„ KUULUTUSJULKAISU

W (11) UTLAGGNI NGSSKRIFT 64934 • (4S) (51)K*jiuVci.3 C 04 B 31/28, 31/14 SUOMI—FINLAND pi) 790371* (22) Hikemtepihft—Anceknlnpdsg 05.02.79 (23) Alkupllvi—GiMghatadag 05.02.79 (41) Tulkit (vlklMkai — WlvK offantilg qQ Qq ^tantti, ja rekisteri hai I Itu* («) N*tiviWp™on |. kuuLMka™ ,™,- ‘ Pätene· och refieterstyreisen AnaMcan uthgd och utijkrtftan p«blic*nd ox.xu. oo (32)(33)(31) Pyr**«*y «μοΛοιι*—8«flrd priori*·* (71) Oy Partek Ab, 2l600 Pargas, Suomi-Finland(FI) (72) Lauri Yrjö Olavi Lundelin, Kaarina, Markku Ilmari Leiritie, Parainen, Suomi-Finland(FI) (7b) Berggren Oy Ab (5^) Menetelmä korostetun visuaalisen vaikutuksen tekevän kalkkihiekkatiilen valmistands eksi - Förfarande för framställning av ett kalksandtegel med förhöjd visuell effekt

Keksintö kohdistuu menetelmään korostetun visuaalisen vaikutuksen tekevän kalkkihiekkatiilen valmistamiseksi valkoisesta kalkkikivimurskeesta, joka ei osallistu tiilen sidontapro-sessiin.

Tavanomaisen kalkkihiekkatiilen väri tasa- ja lohkopintana on vaalean harmaa. Markkinoiden vaatimusten perusteella on eri maissa kehitetty normaalista vaalean harmaasta väristä huomattavasti valkoisempia kalkkihiekkatiililaatuja. Normaalin luonnonhiekan sijasta on tällöin käytetty vaaleata murskattua kvartsia, SiC^/ tiilen runkoaineena. Tällaisia markkinoilla olevia tuotteita ovat esim. Ruotsissa jo kauan markkinoitu ^ilexi-tiili ja Suomessa valmistettu ^kahi-tiili.

Tavallista kalkkihiekkatiiltä voidaan myös tehdä jonkin verran vaaleammaksi lisäämällä valmistuksen yhteydessä tiilimassaan valkoista, hienojakoista titaanidioksidia, TiC^-pigmenttiä. Pigmenttiä lisätään tiilimassaan yleensä 1-4 %. Pigmentin korkean hinnan vuoksi tiili ei yleensä enää ole kilpailukykyinen, jos pigmenttipitoisuus ylittää 3 %. Myös näin saadun 2 64934 tiilen tekniset ominaisuudet huononevat, lähinnä julkisivu-tiileltä vaadittu erittäin hyvä pakkasen kestävyys, jos pigmenttiä lisätään tiilimassaan yli 3 %.

Saksalaisesta hakemusjulkaisusta DE-OS 1 916 893 on myös tunnettua käyttää kalkkihiekkatiilen valmistuksessa tiilelle halutun värin aikaansaamiseksi mineraalisina lisäaineina erilaisia lisäaineita, kuten maasälpää, lasimursketta yms.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on valmistaa visuaalisesti valkoisuudeltaan korostettua kalkkihiekkatiiltä. Keksinnön tunnusmerkit ilmenevät seuraavasta patenttivaatimuksesta.

Valkoisuudeltaan korostetun tiilen valmistusmenetelmä ja raaka-aineet poikkeavat huomattavasti nykyään markkinoilla olevien kalkkihiekkatiilien vastaavista valmistustavoista ja raaka-aineista. Yllättäen on todettu, että erittäin valkoisia kalkki-hiekkatiiliä voidaan valmistaa poikkeamalla suuresti kalkkihiekkatiilen tavanomaisesta valmistustavasta käyttämällä tiili-massan päärunkoaineena inerttiä, tiilen sideainerungon muodostumiseen osallistumatonta kiteistä kalkkikivimursketta ja luonnon kvartsihiekkaa, jonka SiC^-pitoisuus on pieni. Tämän on tehnyt mahdolliseksi se, että sideaine saadaan muodostumaan erityisesti optimoitujen komponenttien, hienon kvartsipitoisen luonnonhiekan ja kalkin, CalOHjj, välisessä optimoidussa reaktiossa, jolloin tiilen sideainerungon muodostaa massaan edullisesti jakautunutJalsiumhydrosilikaatti. Pääosa massan tilavuudesta muodostuu kuitenkin valkoisesta täyteaineesta, joka antaa tiilelle visuaalisesti korostetun valkoisen vaikutelman sekä tasapintaisena että lohkottuna.

Kalkkikiveä olevan täyteaineen käyttäminen kovettuvissa perus-massoissa on tunnettua. On esim. ennestään tunnettua sekoittaa kalkkikiveä betoniputkien perustilassaan. Myös kalkkihiekka-tiilissä on aiemmin käytetty luonnonväristä kivitäytettä esteettisen vaikutuksen aikaansaamiseksi. Yleensä tähän asti tunnetut täyteaineet ovat kuitenkin sellaisia, jotka reagoivat h 3 64934 käytetyn perusmassan kanssa. Tämä on ollut välttämätöntä valmiin tuotteen normien mukaisten lujuusarvojen saavuttamiseksi .

On myös valmistettu kalkkihiekkatiiltä, jonka kiviaines on raesuuruudeltaan 5-8 mm. Kiviaines sisältää kuitenkin myös Si02:ta, minkä vuoksi se ei ole inerttinen, koska Si02:ta sisältävät kiviainekset ovat inerttisiä vain silloin, kun niiden raesuuruus on 10 mm ja siitä yli.

Laboratoriokokeissa on todettu, että lujuusnormit voidaan saavuttaa ja vieläpä ylittää, vaikka käytetty täyte- ja runko-aine on keksinnön mukaisesti inerttinen. Tämä on kuitenkin mahdollista vain ottamalla huomioon määrätyt edellytykset ja komponenttisuhteet.

Keksinnön mukaisen tiilen valkoinen täyte- ja runkoaine on kiteinen. Koska valittu aine ei reagoi käytetyn sideaineen kanssa, pysyvät sen pinnat muuttumattomina, mikä seikka lisää tiilipintojen valonheijastuskerrointa. Täten aikaansaadaan huomattava visuaalisen vaikutuksen eli siis valkoisuuden korostuminen.

Jotta uuden valmistusmenetelmän erot tulisivat selvästi esille tavanomaisen kalkkihiekkatiilen valmistukseen nähden, verrataan seuraavassa tunnettua menetelmää ja siinä käytettyjä aineita keksinnön mukaiseen menetelmään ja siinä käytettyihin aineisiin, erityisen valkoista kalkkihiekkatiiltä valmistettaessa. Tavanomaiset kalkkihiekkatiilet valmistetaan sammuttamattomasta kalkista, kvartsihiekasta ja vedestä. Em. aineet sekoitetaan keskenään maakosteaksi massaksi, jolloin kalkki sammuu kalsiumhydroksidiksi, Ca(OH),». Massa puriste- 2 ^ taan korkealla paineella, 20-30 MN/m , tiiliraakileiksi, jotka käsitellään autoklaavissa 1,2-1,8 MPa:n höyrynpaineen alaisena, jolloin kalkki,(Ca(OH)2, kvartsihiekka, Si02 ja vesi, H20 reagoivat keskenään muodostaen kalkkihiekkatiilen sideaineen, kalsiumhydrosilikaatin, CHS.

4 64934

Tavanomaisessa kalkkihiekkatiilessä massan kuiva-aineesta kalkkia, CaCOH^/ on 8-12 % ja kvartsihiekkaa 92-88 %. Kvartsihiekan SiO^-pitoisuuden tulee olla vähintään 70-75 % ja samoin tulee käytetyn hiekan raejakautuman olla sellainen, että siitä saadaan syntymään puristuksen aikana tiivis ja koossapysyvä tiiliraakile. Myös tulee valmiin kalkkihiekka-tiilen huokoisuuden olla sellainen, että tiili on pakkasen-kestävä. Huokoisuuteen vaikuttaa käytetyn hiekan raejakautu-ma, jonka yleensä tulee täyttää seuraavat vaatimukset:

Raekoko Läpäisy mm % <0,125 10-30 <0,250 30-40 <0,5 55-65 <1,0 70-100 <2,0 90-100 <4,0 100

Tunnettuja valkoisia kalkkihiekkatiiliä tehdään yllä olevan periaatteen mukaisesti käyttämällä valkoista murskattua kvartsihiekkaa, jonka SiO^-pitoisuus on yleensä ainakin 90 %.

Keksinnön mukaisen valkoisen kalkkihiekkatiilen valmistusmenetelmässä pääraaka-aineet ovat siis kalkki, hieno luonnon-kvartsihiekka ja karkeampi valkoinen, kiteisestä kalkkikives-tä murskattu runkoaine.

Keksinnön mukaisessa kalkkihiekkatiilessä käytetyn luonnon-hiekan tulee hienoudeltaan olla esimerkiksi seuraavan kaltainen:

Seulakoko Läpäisy mm % 0,063 20-60 0,125 60-70 0,250 70-90 0,50 90-100 li 5 64934 Tässä valkoisessa kalkkihiekkatiilessä pääosan runkoaineesta muodostaa kuitenkin valkoinen, autoklaavikäsittelyssä kalkin kanssa reagoimaton kiteinen kalkkikivi. Tällainen kiviaine on usein helpoimmin saatavissa, ja se on myös halvempaa kuin valkoinen murskattu kvartsihiekka. Valkoista inerttiä kalkkikivi-mursketta lisätään tiilimassaan 70-40 % halutun loppuvärisävyn mukaan. Valkoinen kiviaine on olennaisesti karkeampaa kuin sideaineessa käytetty luonnon kvartsihiekka. Sideaineen osuus kalkkihiekkamassasta on 30-60 %. Sideaine muodostuu sammutetusta hienojakoisesta kalkista, Ca(OH)_, jonka ominaispinta 2 ^ on suurempi kuin 1000 m /kg ja sen pitoisuus on 14-28 % sideaineesta. Luonnon kvartsihiekan vapaa SiC^-pitoisuus on suurempi kuin 75 %, mutta ei ylitä 85 %:a. Kvartsihiekan ominais- 2 pinta on 100-400 m /kg. Hiekkaa on sideaineessa 86-72 %.

Valkoisen kalkkikivimurskeen raejakautuman tulee olla esim. seuraavan kaltainen:

Raekoko Läpäisy mm % 0,125 5-15 0,250 20-40 0,50 30-50 1.00 40-70 2.00 60-100 4.0 80-100 6.0 90-100

Seuraavassa on parin esimerkein kuvattu keksinnön mukaisen valkoisen kalkkihiekkatiilen koostumusta, valmistusta ja ominaisuuksia sekä vertailun vuoksi tavallisen kalkkihiekkatiilen ja tunnetun valkoisen kalkkihiekkatiilen ominaisuuksia.

Esimerkki 1

Raaka-aineet sekoitettiin keskenään homogeeniseksi massaksi seuraavassa suhteessa:

Koostumus:

Kalkki 14 %

Luonnonhiekka 43 %

Kalkkikivimurske 43 % 6 64934

Seokseen lisättiin vettä 5 % kuivapainosta ja siitä puristettiin tiiliraakileet 25 MPa:n paineella. Raakileita käsiteltiin autoklaavissa 5 tuntia 16 baarin höyrynpaineella.

Käytetty kalkki oli ns. teollisuushienokalkkia, jonka aktiivinen kalkkipitoisuus, Ca(OH)2 oli 82,9 %. Luonnonhiekan raejakautuma oli seuraavanlainen: 44,8 % läpäisi 0,063 mm seulan, 80 % 0,125 mm:n ja 95 % 0,250 mm:n seulan. Hiekan kvartsipitoisuus oli 85 %. Kalkkikivimurskeen raejakautuma oli seuraava: 15 % läpäisi 0,125 mm:n seulan, 24 % 0,250 mm:n, 35 % 0,5 mm:n, 55 % 1,0 mm:n ja 78 % 2,0 mm:n ja 100 % 4,0 mm:n seulan.

Näin tehdystä valkoisesta kalkkihiekkatiilestä määritettiin tekniset ominaisuudet: 3

Tiheys 2020 kg/m

Vedenimukyky 11,1 % 2

Puristuslujuus 63,7 MN/m

Valkoisuus 69,5 % MgO-vertailukappaleen valkoisuudesta

Pakkasenkestävyys Täyttää SFS-standardin 2803 mukaiset vaatimukset, ts. kestää 25 sulatus-ja jäädytyskertaa rikkoutumatta

Esimerkki 2

Raaka-aineet sekoitettiin keskenään homogeeniseksi massaksi seuraavassa suhteessa.

Koostumus:

Kalkki 14 %

Luonnonhiekka 43 %

Kalkkikivimurske 43 %

Tiilet valmistettiin samalla tavalla kuin 1. esimerkissä.

Käytetty kalkki oli ns. teollisuushienokalkkia, jonka aktiivinen kaLkkipitoisuus, Ca(OH)2 oli 82,9 %. Luonnonhiekan raejakautuma oli seuraavanlainen: 44,8 % läpäisi 0,063 mm seulan, 80 % 0,125 mm:n ja 95 % 0,250 mm:n seulan. Hiekan kvartsipitoisuus oli 80 %. Kalkkikivimurskeen raejakautuma oli seuraava: 15 % läpäisi 0,125 mm:n seulan, 32 % 0,250 mm:n, 50 % 0,5 mm:n, 75 % 1,0 mm:n ja 100 % 2,0 mm:n seulan.

li 7 64934 Näin tehdystä valkoisesta kalkkihiekkatiilestä määritettiin tekniset ominaisuudet:

Tiheys 2050 kg/m

Vedenimukyky 10,5 % 2

Puristus lujuus 52,3 MN/m

Valkoisuus 70,2 MgO-vertailukappaleen valkoisuudesta

Pakkasenkestävyys Täyttää SFS-standardin 2803 mukai set vaatimukset, ts. kestää 25 sulatus- ja jäädytyskertaa rikkoutumatta

Esimerkki 3

Keksinnön mukainen kalkkihiekkatiili tehtiin seuraavalla massa-koostumuksella :

Kalkki 12 %

Luonnonhiekka 38 %

Kalkkikivimurske 50 %

Tiilet valmistettiin samalla tavalla kuin 1. esimerkissä ja niiden ominaisuudet määritettiin:

Tiheys 1850 kg/m3

Vedenimukyky 13,5 % 2

Puristuslujuus 25,4 MN/m

Valkoisuus 71,0 % MgO:n valkoisuudesta

Pakkasenkestävyys Täyttää SFS-standardin 2803 vaatimukset.

Käytetyn luonnonhiekan raejakautuma oli: 50 % läpäisi 0,63 mm:n seulan, 75 % läpäisi 0,125 mm:n ja 100 % 0,250 mm:n seulan. Hiekan kvartsipitoisuus oli 77 %. Kalkkikivimurskeen raejakautuma oli: 10 % läpäisi 0,125 mm:n seulan, 18 % 0,25 mm:n, 30 % 0,5 mm:n, 46 % 1,0 mm:n, 62 % 2,0 mm:n, 82 % 4,0 mm:n ja 100 % 8,0 mm:n seulan.

Tavallisen teollisessa valmistuksessa olevan SFS-standardin 2803 mukaisen kalkkihiekkatiilen vastaavat tekniset ominaisuudet ovat: 64934 8

Tiheys 1900 kg/m^

Vedenimukyky 12,3 % 2

Puristuslujuus 23,5 MN/m

Valkoisuus 63,1 % MgO:n valkoisuudesta

Pakkasenkestävyys Täyttää standardin SFS 2803 vaati mukset.

Standardin mukaisen kalkkihiekkatiilen koostumus on seuraava:

Kalkki, jonka akt. CaiOH)--pitoisuus 91 % 12 %

Luonnonhiekka 88 %

Luonnonhiekan SiC^-pitoisuus on 78 %. Hiekan raejakautuma on olennaisesti edellä kuvatun mukainen.

Valkoisuusmittaus suoritettiin myös murskatusta kvartsista valmistetusta tunnetusta vaaleasta julkisivutiilestä. Kvartsin Si02~pitoisuus oli 90 %. Arvoksi saatiin 64,5 % MgO:n valkoisuudesta. Mittausten mukaan siis keksinnön mukaisella tavalla valmistettu valkoinen kalkkihiekkatiili on yli 5 %-yksikköä vaaleampi kuin aikaisemmilla valmistusmenetelmillä saadut tuotteet. Valkoisuusero on myös selvästi havaittavissa silmämääräisesti.

Edellä kuvatut esimerkit osoittavat, että tekniset laatuvaatimukset täyttäviä korostettua valkoisuutta omaavia tiiliä voidaan valmistaa poikkeamalla huomattavasti tavanomaisesta kalkkihiekkatiilen valmistuksesta. Olennaista tällöin on, että visuaalisesti korostetun valkoisen värin antaa pääosin kiven täyte- ja runkoaineena käytetty valkoinen, kalkin kanssa reagoimaton kiteinen, valoa heijastava kalkkikivimurske. On selvää, että esimerkeissä mainituista seossuhteista voidaan huomattavasti poiketa seuraavan patenttivaatimuksen puitteissa ja täten saada aikaan erilaisen valkoisuuden omaavj a kalkki-hiekkatii Liä.

Il