NO145378B - Fremgangsmaate for fremstilling av poroese, vannpermeable og frostsikre terrakotta-fliser som er anvendbare som dekke av grunn - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte

for fremstilling av terrakottafliser som er anvendbare som dekke av grunn, idet nevnte fliser er frostsikre, er porøse og vann-gjennomtrengelige.

Det er allerede i tidligere kjent teknikk foreslått

å fremstille teglsten eller fliser av terrakotta, hvis indre gjøres porøst for å gjøre dem lettere eller forenkle fremstillingen av dem, med henblikk på fremstilling av materialer for bygging av vegger eller skillevegger med spesielle egenskaper når det gjelder lydisolering.

Disse teglstener eller fliser ble laget av en blan-

ding av leire og et brennbart stoff, idet det brennbare stoffet ble forbrukt under brenningen, og etterlot inne i teglstenen porer eller celler som er lukket eller som kommuniserer med hverandre avhengig av hva disse stenene er tenkt brukt til.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av fliser som kan brukes til fremstilling av dekke av grunn og ikke for fremstil-

ling av vegger eller skillevegger, idet nevnte fliser i foreliggende tilfelle må ha alle nedenfor beskrevne egenskaper:

- de må ha mekanisk motstandskraft som gjør det mulig

å bruke dem som dekke for grunn, særlig for idrettsbaner og spesielt tennisbaner eller lignende,

- de må være frostsikre, dvs. de må ikke ødelegges

etter påfølgende frysing og tining.

- de må ha interkommuniserende porer slik at det

dannes kar av slike dimensjoner at belegget kan absorbere vannet ved kapillaritet opp til metning og,når metningspunktet er nådd, tillate vannet å strømme ved permeabilitet.

Ifølge oppfinnelsen skal det forståes at et dekke har en tilfredsstillende kapillaritet og permeabilitet dersom det på mindre enn 15 sekunder kan absorbere 10 cm^ vann som helles på et sted på dets horisontale overflate.

Dette og andre mål oppnåes ved foreliggende oppfinnelse , hvis første formål derfor er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av terrakottafliser som kan brukes for fremstilling av et grunndekke, idet nevnte fliser er frostsikre, er porøse og vann-permeable, idet nevnte fremgangsmåte er karakterisert ved følgende trinn:

- intim sammenblanding av 100 volumdeler leire med

80 til 160, fortrinnsvis 120 til 135, volumdeler tørr, ikke-sammenpresset sagflis, idet nevnte sagflis i hovedsak utgjøres av partikler hvis gjennomsnittsdiameter ligger mellom 0,5 og 4 mm, - tilsetning av vann til blandingen slik at det totale vanninnhold er mellom 8 og 30 vekt% beregnet på vekten av blandingen,

- forming av flisene under trykk,

- tørking av flisene,

- brenning av flisene ved en temperatur mellom den temperatur over hvilken terrakottaen oppnådd fra leiren er frost-sikker, og smeltetemperaturen for nevnte leire, og

- sliping av flisenes overflate.

De faste grenser angående dosering av blandingen av leire og sagflis, såvel som graderingen av sagflisen, må overholdes nøye siden de garanterer sikkerheten når det gjelder å oppnå de resultater sorti forespeiles av oppfinnelsen.

Dersom disse grenser for dosering og/eller gradering ikke overholdes, har de oppnådde fliser redusert ytelse med den risiko i tillegg at en viss del av disse fliser ikke er egnet for de tenkte anvendelser. Spesielt er det relative volum og den gradering som brukes på sagflisen som blandes med leiren, be-stemmende faktorer når det gjelder garanti for absorbsjon ved kapillaritet av vann som renner på flisene og dets strøm gjennom nevnte fliser ved permeabilitet.

Den leire som velges er den som vanligvis brukes i teglverk på grunn av sin kvalitet, og spesielt dens mangel på følsomhet overfor frost-sprekking, når leiren er brent ved en temperatur høyere enn den temperatur over hvilken terrakottaen er frostsikker.

Det foretrekkes å bruke leire med god kohesjon, om-fattende et minimum av fremmedstoffer som er meget ren og homogen,' fri for kalkpartikler, pyritt.eller lignende. Disse leirer er fortrinnsvis jernholdige slik at de gir flisene en rød tone etter brenningen, hvilket kan være ønskelig, dersom det skal lages dekke til en tennisbane.

For å bli,mekanisk motstandskraftig etter brenning

må leiren være fet og plastisk, dvs. spesielt må den ha et"høyt aluminiumoksyd-silikat-innhold,.da .dette i tillegg forenkler sam-menblandingen . og formingen under trykk.

Den leire som .befinner seg på overflaten av forekomsten skal unngås, da den er fuktigere og mindre ren.

En fagmann på området kan på grunnlag av ovenstående angivelser velge den leire som vil passe for .fremstilling av fliser ifølge oppfinnelsen, eller å tilpasse den leire som står til hans disposisjon, eksempelvis ved å tilsette silisiumoksyd i form av sand, eller jernoksyd, osv.

Sagflisen som brukes er sagflis a.v tre med lav densitet, som f .eks ...myk tre og nåletre...Det foretrekkes å ikke bruke tre med høyere densitet, f.eks. høyere enn 0 ,8 , • hvilket vanligvis har for stor varmeverdi og således ville risikere å forsøke ut-brudd av brann i visse ovner.

Det er også ønskelig ikke å bruke ved som inneholder

en stor mengde tannin, som f.eks. ek eller kastanje, idet tannin gir en overveiende brun farve på flisene.

Sagflisen må i tillegg være helt tørr for å tillate sikting av den, lett måling av dens volum og en nøyaktig bereg-ning av det endelige vanninnhold i blandingen som skal formes under trykk.

Ennvidere må sagflispartiklene ha en diameter mellom 0,5 og 4 mm og fortrinnsvis mellom 1 og 3 mm.

Partikler med mindre diameter har den ulempe at de bare svekker de brente fliser mekanisk uten å gi de kapillari-tets- og permeabilitets-egenskaper som er nødvendige for oppfinnelsen .

Når det gjelder partikler med større diameter, med-virker de ikke optimalt for å oppnå kapillaritetseffekten.

I tillegg er det ønskelig at sagflispartiklene har en kortere lengde enn 4 mm. For lange partikler kan være kilde til ulemper lik dem som forårsakes av for store partikler. De kan dessuten frembringe fabrikasjonssvakheter under formingen.

For å oppnå en egnet sagflis er det eksempelvis mest fordelaktig å føre sagflis fra en storbladet sag inn i en trommelsikt som gjør det mulig å fjerne for små og for store partikler. Den roterende trommelsikt har den fordel fremfor den vi-brerende sikt at den ikke lar for lange partikler passere.

Den valgte leire og sagflis blandes i de forhold som er angitt ovenfor.

Med volum av leire menes det volum som leiren opptar i forekomsten, før den tas ut og ekspanderer, idet det sistnevnte øker nevnte volum betydelig. Det er av liten betydning at leiren i forekomsten omfatter vann i mellomrommene, siden dette vannet bare meget lite påvirker leirens volum.

Med volum av sagflis menes et volum av tørr, ikke-sammenpresset sagflis, som eksempelvis helles over i en målebe-holder og jevnes ut med kanten av nevnte beholder.

Leiren overføres til. klump-knusere, sten-fjerriere, møller og valser. Det foretrekkes å utføre valsing før leiren blandes med sagflisen for å unngå at nevnte sagflis knuses.

Blandingen av leire og sagflis må være så homogen som mulig. Dette kan oppnås ved en rekke sammenblandinger ved hjelp av blandemaskiner med tettliggende blader, og meget flere enn ved fremstilling av vanlig terrakotta.

Blandingen må omfatte fra 8 til 30 vekt% vann beregnet på vekten av blandingen med henblikk på at formingen skal skje under trykk. Dette vanninnhold kan variere, hovedsakelig ifølge typen av forming under trykk som anvendes, og må velges slik at det er så lavt som mulig.

Før det tilsettes vann må naturligvis det vann som eventuelt er til stede i naturlig form i leiren tas med i bereg-ningen, og bare det nødvendige tilskudd må tilsettes. Leiren, sagflisen og vannet kan blandes ved hjelp av en fukte-blande-maskin. En blanding av leire, sagflis og vann oppnås således i den tilstand og i den mengde som forutsatt ifølge oppfinnelsen.

Denne blanding underkastes deretter forming under trykk, noe som eksempelvis kan gjennomføres ved ekstrudering eller støping og pressing.

Dersom det velges ekstrudering, må blandingen fortrinnsvis omfatte fra 2 0 til 30 vekt% vann. En ekstruderingsmaskin brukes som utøver et trykk høyere enn 15 kg/cm 2 og om mulig høyere enn 2 0 kg/cm 2, og omfatter et avluftingssystem.

Dersom det velges støping og pressing, kan det brukes en blanding som omfatter mindre vann, eksempelvis fra 8 til 2 0 vekt% vann.

De formede, ubrente flisene plasseres på passende måte og tørkes så. Tørking utføres fortrinnsvis ved å blåse damp og deretter tørr luft på flisene.

Tørkingen foregår fortrinnsvis langsomt, siden de ubrente fliser fremstilt ifølge oppfinnelsen vanligvis omfatter mer vann enn konvensjonelle teglsten eller fliser. En slik tør-king kan fortrinnsvis vare i ca. 45 til 72 timer ved en temperatur på mellom 50 og 80° C.

De passende tørkede fliser brennes så ved en temperatur mellom den temperatur over hvilken terrakottaen er frostsikker og smelte- (eller forglassings-)temperaturen for leiren.

Den leire som faktisk er ansett å være frostsikker

og som kan brukes innenfor området for foreliggende oppfinnelse, har en temperatur under hvilken terrakottaen er mer eller mindre frost-følsom, men i alle fall ubrukbar. Denne temperatur, eller frost-følsomhetsterskel er for de fleste leirer mellom 850 og 950° C, og vanligvis rundt 940° C. Det velges leire som har smelte- eller forglassingstemperaturer klart over denne terskel.

Det er nødvendig innenfor oppfinnelsens område å brenne ved en temperatur lavere enn smelte- (eller forglassings-) temperaturen, for ellers ville det opptre smelting, minst på overflaten, og etter lang tid også i.sentrum, hvilken smelting ville tette igjen de karene som gir flisene deres kapillaritets-og permeabilitets-kvaliteter.

For i praksis å kunne regulere temperaturen i ovnen er det ønskelig å bruke leire for hvilken temperaturdifferansen mellom frost-følsomhetsterskelen og smeltetemperaturen er minst 40° C.

Med henblikk på å forbedre de mekaniske egenskaper for flisene er det i tillegg ønskelig å utføre brenningen ved en temperatur ganske nær sme1tetemperaturen, mens temperaturen må holdes lavere enn sistnevnte.

Med henblikk på å forbedre forbrenningen av sagflisen foretrekkes det å over-oksygenere ovnen sammenlignet med oksy-genering ved en konvensjonell terrakotta fremstilling.

De mekaniske egenskaper for flisene forbedres ved å underkaste dem en vann-herding når de forlater ovnen, idet flisene like før herdingen har en temperatur på over ca. 300° C.

Med henblikk på å sikre at alle porene i overflaten åpnes er det nødvendig å behandle overflatene hos hver fremstilt flis med pimpsten. Pimpstensbehandlingen kan tilpasses slik at den utgjøres av en maskinbehandling eller oppretting, slik at alle flatene er i rett vinkel, hvilket er meget ønskelig når det gjelder å fremstille et banedekke.

Flisene ifølge oppfinnelsen kan omfatte indre, langsgående kanaler av tverrsnitts-størrelsesorden på noen cm , som er dannet i deres tykkelse. I et grunndekke som er dannet av disse fliser plasseres disse kanaler ende mot ende, og dette letter avløp av vann som strømmer i den øvre del av dekket når metningspunktet er overskredet.

Fliser med indre avløpskanaler fremstilles naturligvis ved ekstrudering.

Det er ønskelig at deres tykkelse ligger mellom 4

og 6 cm. Den laveste verdi avhenger av kravene til mekanisk motstand, men den høyeste verdi er ikke kritisk.

Det er imidlertid mer spesielt et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe tynne fliser som er faste, dvs. uten indre avløpskanaler som spesielt kan brukes for fremstilling av utendørs idrettsbane-dekke, som f.eks. tennisbaner.

Av selvsagte grunner når det gjelder mekanisk motstand, må tykkelsen av flisene fortrinnsvis være over 1 cm. Det er imidlertid ikke nødvendig at denne tykkelse overstiger 3 cm, eller til og med 2 cm, da fremstillingen er mer komplisert under tørking og brenning når produktet er tykt.

Tynne fliser kan ikke fremstilles som sådanne ved ekstrudering under tilfredsstillende betingelser, da ekstruderingen kan forårsake en mer eller mindre markert vridning av produktet under tørking eller brenning. Støping og pressing må derfor velges ved fremstilling av tynne fliser direkte.

Det er imidlertid mulig å fremstille tynne fliser ved ekstrudering, idet det ekstruderte produkt består av to eller flere på hverandre liggende tynne fliser skilt fra hverandre av langsgående tverrstykker som utgjøres av produktet selv.

Avstandene mellom tverrstykkene! er dimensjonert slik at de kan tjene som ventilasjon under tørking og brenning.

Deres tverrsnitt har for dette formål i tykkelsen av det ekstruderte produkt en dimensjon som er større enn 10 mm, eksempelvis mellom 12 og 15 mm.

Overflaten av tverrsnittet av tverrstykkene kan be-grenses til det minimum som er nødvendig for at det ekstruderte produkt skal holde seg godt under tørking og brenning.

Disse tverrstykker knuses etter brenningen, eksempelvis ved saging eller maling, for å gi tynne fliser. Denne istyk-kerbryting av tverrstykkene utføres med fordel ved hjelp av et verktøy med tilstrekkelig tykkelse til samtidig å sikre adskil-lelse av flisene, og å opprette og pimpstenbehandle de av deres flater som befinner seg overfor hverandre.

Det er ønskelig å plassere de tynne fliser på et permeabelt underlag som lar vannet passere gjennom flisene slik at det kan forsvinne. Fremstilling av et dekke på en tennisbane kan eksempelvis foregå ved at de tynne flisene forenes eller forbindes med hverandre side mot side til et lag ved hjelp av

et permeabelt materiale som f.eks. betong uten finstoffer.

Det er klart at produktet som forener flisene og underlaget ikke må tette igjen porene til disse. Etter å være lagt, pimpstenbehandles dekket spesielt for å sikre at overflaten er plan.

Andre trekk ved fremgangsmåten og ved flisene ifølge oppfinnelsen vil fremgå av følgende ikke-begrensende eksempel, som gis som illustrasjon.

Eksempel 1.

Ved fremstilling av leire-sagflisblandingen anvendes Puisaye-leire fra Moutier Saint-Sauveur i Frankrike. Denne leire har en frostfølsomhetsterskel på ca. 940° C, og en forglassings-temperatur på ca. 990° C.

Etter å ha målt ut 100 volumdeler leire i sammenpresset tilstand, dvs. volumet av leiren i sin naturlige tilstand i forekomsten, føres nevnte leire inn i klump-knusere, sten-fjernere, møller og valser. Den siste kalandrering reguleres til 0,6 mm. Til leiren som er behandlet på denne måten tilsettes 130 volumdeler tørr, ikke-sammenpresset myktre-sagflis med gjennomsnittsdiameter på partiklene mellom 1 og 3 mm etter passering gjennom en dobbelt sikt.

Den således fremstilte blanding innføres i en fukte-blandemaskin av konvensjonell type, og vann tilsettes slik at vanninnholdet i blandingen blir ca. 24 vekt%.

Blandingen går så gjennom en serie blandemaskiner med nærliggende blader inntil det oppnås en utmerket homogenitet.

Den intime blandingen som er helt regulær og homogen og uten den minste klump, føres inn i en ekstruderingsmaskin som er utstyrt med et avluftingssystem. Trykket i ekstruderings-maskinen er av størrelsesorden 15 kg/cm <2>

De rette, parallellepipediske fliser som formes, an-bringes så i tørkere mens de holdes flatt for å unngå deforma-sjoner. Tørking gjennomføres ved å blåse damp, og deretter tørr luft i 72 timer ved 80°.C. .•'De tørkede fliser brennes i en ovn ved en temperatur nær 970° C i 24 timer med langsomt stigende temperatur.

De oppnådde flisene pimpstenbehandles til slutt og opprettes på de seks sidene.

En slik flis er til 48,4% av sitt indre volum permeabelt for vann, dvs. har 48,4% tomt rom. Ved neddykking av fli-

sen i vann kan nevnte flis beholde vann i 2 5% av sitt volum, dvs.

ca. 52% av dens tomrom fylles med vann. Inne i flisen kan det observeres kar som utgjøres av. tilstøtende porer med forskjellige diametere, sammenbundet og gående gjennom flisene i alle retninger.

Måling av porøsitet har gjort det mulig å fastslå at

55% av tomrommet utgjøres av porer med en diameter større enn 15 ^,um, 10% av tomrommet utgjøres av porer med diameter større enn 2 6 ^um og 90% av tomrommet utgjøres av porer med- diameter større enn 0,3 ^urn.

Sammenligningseksempel 1.

Fremgangsmåten fra eksempel 1 utføres med brenning

ved 92 0° C. Det oppnås fliser som har brun farve, er frost-

følsomme og derfor ubrukbare.

Sammenligningseksempel 2.

Fremgangsmåten fra eksempel 1 utføres, men brenningen foretas ved 990° C. Det oppnås mørkerøde fliser med begynnende forglassing i overflaten, fravær av porøsitet på overflaten og en betydelig reduksjon av porøsitet i sentrum.

Sammehligninqseksempel 3.

Fremgangsmåten fra eksempel 1 utføres, men det brukes

196 volumdeler sagflis pr. 100 volumdeler leire. Det oppnås en meget permeabel flis, men den er ubrukbar siden den er for sprø

og deformeres ved tørking og brenning.

Sammenligningseksempel 4.

Fremgangsmåten fra eksempel 1 anvendes, men det anvendes 60 volumdeler sagflis pr. 100 volumdeler leire. Det opp-

nåes en meget hård flis, som imidlertid er utilstrekkelig permeabel, har en overflate som er for jevn etter pimpstenbehandling og gjennomgår en svak nedbryting i tilfelle av frost. Flisen er derfor ubrukbar.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av terrakotta fliser som kan brukes som grunndekke, idet nevnte fliser er frostsikre, porøse og vann-permeable, karakterisert ved at 100 volumdeler leire blandes godt med 80 til 160 volumdeler tørr, ikke-sammenpresset sagflis som utgjøres av i hovedsak partikler hvis gjennomsnittsdiameter ligger mellom 0,5 og 4 mm, vann tilsettes til blandingen slik at det totale vanninnhold ligger mellom 8 og 3 0 vekt% beregnet på vekten av blandingen , flisene formes under trykk, flisene tørkes, flisene brennes ved en temperatur mellom den temperatur over hvilken den terrakotta som oppnås fra den anvendte leire er frost-sikker, og smeltetemperaturen for denne leire, og flisenes overflater slipes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at 100 volumdeler leire blandes godt med 12 0 til 135 volumdeler sagflis.

3. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 og 2, karakterisert ved at den leire som brukes oppviser en forskjell på minst 40° C mellom den. temperatur over hvilken terrakottaen er frost-sikker, og smeltetemperaturen.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at diameteren av de anvendte sagflispartikler ligger mellom 1 og 3 mm.

5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det: anvendes sagflis hvis partikkel-lengde er mindre enn 4 mm.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at formingen under trykk utføres ved støping og pressing.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at formingen under trykk utføres ved ekstrudering.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at ekstruderingen utføres under et trykk høyere enn 15 kg/cm .

9. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at brenningen utføres ved en temperatur nær ved, men lavere enn smeltetemperaturen.

10. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at brenningen utføres i en overoksygenert ovn.

11. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at flisene underkastes vann-herding ved utgangen av ovnen, idet temperaturen til flisene er minst 300°C før herdingen.