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Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit polierter Oberfläehe aus Zement.
Es ist allgemein bekannt, Gegenstände mit glatter Oberfläche durch Giessen von Knnstmassen in Formen aus Metall, Glas usw., die selbst glatte (polierte) Oberflächen aufweisen, herzustellen. Bei
Verwendung von Zementen jedoch, sogar der besten Sorten, wie Portlandzement von der besten Beschaffen- heit, als Formmaterial liessen sieh bisher keine befriedigenden Resultate erzielen, man erhielt Oberflächen, denen die Glätte fehlt, die eine Unzahl kleiner Vertiefungen aufweisen und daher der Veränderung unter- worfen und porös waren. Zwecks Erzielung besserer Ergebnisse hat man schon versucht, den Zement mit verschiedenen Stoffen zu vermengen, ohne aber hiedurch zu ganz befriedigendenResultaten zu kommen.
Die vorliegende Erfindung bringt nun den Vorschlag, zur Durchführung des Verfahrens von ton- erdereichen Zementen auszugehen, als welche solche verstanden werden, in welchen das Verhältnis von
Kieselsäure und Tonerde zu den basischen Bestandteilen, Kalk und Magnesia grösser, als 0-6 ist, vorteilhaft annähernd 1 beträgt ; diese tonerdereichen Zemente werden auf eine polierte oder emaillierte Fläche gegossen und mit derselben ungefähr 12 bis 18 Stunden in Berührung gelassen.
Aus solchen tonerdereichen Zementen gelangt man im Gegensatz zu den gewöhnlichen, nicht ton- erdereiehen Zementen, aus welchen man selbst nach einer drei-bis vierfachen Zeitdauer nur Stücke mit einer glatten oder matten, aber nicht glänzenden Oberfläche erhält, zu Gussstücken, deren Oberfläche vollkommen glatt und glänzend ist und ein Aussehen besitzt, als wäre sie verglast.
Zur Durchführung des Verfahrens können Formen von verschiedener bekannter Art zur Verwendung gelangen. Die Formen können aus Glas, gebranntem Ton, emailliertem Metall, gefirnisstem Sandstein usw. mit so glatt als möglich polierten oder emaillierten Flächen sein oder aus plastischen Stoffen, wie Wachstuch, Linoleum usw., selbst bestehen oder damit überzogen sein. Ebenso können auch irgendwelche mit einem Firnis überzogene Stoffe insbesondere bei komplizierteren Formen Verwendung finden. Die Oberflächen der Formen können natürlich auch in bekannter Weise mit Verzierungen oder eingravierten Inschriften versehen sein, die mit entsprechenden Stoffen imNegativ oder Relief auf den Formoberfläehen hergestellt werden.
In eine solche Form von bekannter Art wird der tonerdereiche Zement in passender Konsistenz und in passender Menge je nach der Grösse der Form und der Bestimmung des zu erhaltenden Stückes eingebracht. Die Konsistenz kann zwischen der nur wenig formbarer Mörtel und ganz flüssigen Mörteln liegen. In vielen Fällen kann die Herstellung in mehreren übereinanderliegenden Lagen erfolgen, wobei die oberste Fläche dünn und reich an feinem Material ist, während die Füllung aus gröberem Material erfolgt.
Sobald die Formmasse in der Form ist, kann man in bekannter Weise die oberflächlich vorhandenen
Luftblasen entweder durch Schütteln der Form oder durch wiederholtes Stossen entfernen, oder man kann evakuieren ; gegebenenfalls können auch beide Methoden gemeinsam angewendet werden. Man kann auch noch andere bekannte Verfahren, wie z. B. Pressen, Stampfen u. dgl., anwenden, doch ist dies nicht un- bedingt notwendig.
Man wartet nun ab, bis die Masse in der Form abzubinden und zu erhärten begonnen hat, und erhält sodann nach dem Entfernen der Stücke aus der Form Gegenstände, deren Oberfläche ebenso poliert oder emailliert aussieht, wie die Wände der benutzten Form. So zeigt beispielsweise eine Platte, die auf
Glas erzeugt wurde, nach der Entfernung des Glases für einen unbefangenen Beobachter das Aussehen, als ob sie noch mit einer Glasplatte bedeckt wäre. Dabei hat der Gegenstand den Vorteil, dass, da das Email nur eine oberflächliche Schichte bildet, die Fehler, welche im Körper vorhanden sind, und bei Glas oder selbst in einem stärkeren Firnisüberzug zutage treten würden, nicht sichtbar sind.
Zur Erzielung von Oberflächen mit Malereien durch Zusatz von geeigneten Farbstoffen, der entweder nur in einer dünnen Oberflächenschicht erfolgen kann, nachdem der Guss stattgefunden hat, oder vorher der ganzen Masse einverleibt werden kann, werden auf die Oberflächen der Form geeignete Farben, gegebenenfalls unter Zusatz einer bestimmten Menge von Zement, aufgetragen, welche dann durch den Giessvorgang auf den Zement übertragen werden. Man erhält auf diese Weise eine verzierte Oberfläche, die mit allen gewünschten feinen Ornamenten ausgestattet sein kann, und die man leicht mittels Pinsel oder Schablone u. dgl. herstellen kann, um auf diese Weise alle Effekte zu erzielen, die sich mit der Malerei oder mit Fresken herstellen lassen.
Man wird in diesem Fall die bemalte Oberfläche zweckmässig mit trockenem Zement bestäuben, bevor man den Guss vornimmt, um ein Zerstören oder Zerkratzen der Malerei zu vermeiden.
Man kann auch die Farbe innig mit dem tonerdereichen Zement vermischen und trocken auf die Form aufstäuben, worauf man noch Zement und feuchten Mörtel aufbringt.
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Man kann auch die Oberfläche der Form mit Farbe ohne Zement verzieren, die entweder mit Wasser oder mit Terpentin oder einem andern ähnlichen Träger angerührt ist, der mehr oder weniger vollständig verdunstet und dem Abbinden des Zements nicht schadet, z. B. White Spiritus, Alkohol usw.
Der Zement durchdringt während des Abbindens und Erhärtens die Farbe derart, dass sie gleichsam ver- steinert. und mit ihm ein Ganzes von ausserordentlicher Festigkeit bildet. Man erhält auf diese Weise, da die Farbe ohne Zusatz von Zement angewendet wird, der sie trüben oder ihre Schattierung verändern könnte, und wobei die Farbe beim Erhärten an der Oberfläche des Zements bleibt, sehr schöne Färbungen von grosser Reinheit, die in Verbindung mit dem Glanz der Oberfläche zu ausserordentlich dekorativen Effeliten führen, die sich den schönsten Pastellzeiehnungen vergleichen lassen.
Der Farbstoff wird in diesem Fall durch das Abbinden und Festwerden des Zements an der Oberfläche des Gussstückes festgehalten und erhält dadurch beim Auftreffen des Lichtes eine möglichst grosse Leuchtkraft.
Bei Anwendung von Terpentin oder andern Trägern, wie White Spiritus, Alkoholen u. dgl., erhält man Produkte, die ähnlich fettig sind wie gewisse Druckfarben, so dass man auf die Formen, in denen der Zement gegossen werden soll, bekannte Druckverfahren anwenden kann.
Man kann schliesslich das bekannte Verfahren zur Herstellung von Belagplatten aus Zement mittels Matrizen oder Schablonen, die man mit Zement und Farbe füllt, anwenden, wobei man entweder eine Oberfläche erhält, die geradezu emailliert ist, oder eine solehe, die ein sehr schönes Aussehen und sehr gute Beschaffenheit hat, ohne dass man ein Press-oder Stampf vei fahren anwenden muss.
Eine andere Art zur Verzierung der Oberfläche des tonerdereichen Zements besteht erfindunggemäss darin, dass man denselben mit Füllstoffen, wie z. B. Sand, zerkleinerten Steinen, Metallabfällen, Asbestfasern und ähnlichen Stoffen mischt. Es hat sich gezeigt, dass die Mischung des Zements mit den genannten Füllstoffen je nach der chemischen Zusammensetzung und namentlich je nach dem geringeren oder höheren Tonerdegehalt und Gehalt an andern Stoffen im Gemisch, der Oberfläche eine gewisse natürliche Verzierung wie Marmorierung, sonstige Musterung, Narbung, wie bei Leder, Strahlen-oder Kristallmuster usw. zu verleihen gestattet.
Diese Musterungen können beliebig abgeändert werden, je nachdem man die Mischung ansetzt und noch Farbstoffe zusetzt, die die Entstehung der natürlichen
Farben nicht hindern, jedoch die Schattierung und das Aussehen etwas beeinflussen. Stellt man eine Verzierung durch Malerei her, so ist der Grund an und für sich schon geschmückt und gibt dem ganzen Guss- stück dann sein besonderes Aussehen.
Die Oberflächen aus poliertem oder halbpoliertem Zement, wie sie oben beschrieben wurden, sind praktisch wasserundurchlässig, d. h. ein darauffallender Wassertropfen wird nicht aufgenommen, sondern verdunstet langsam, ohne durch die praktisch undurchlässige Schicht ins Innere einzudringen. Es hat sich ferner gezeigt, dass die Flüssigkeiten diese glatte und praktisch undurchlässige Schichte nur bis zu einer sehr geringen Tiefe benetzen ; immerhin kann auch diese schwache Benetzung unter Umständen unangenehm sein, trotzdem die Benetzung selbst auch rasch durch Verdunstung verschwindet.
Um diesen erwähnten Übelstand zu verhindern, kann die Oberfläche mit einem flüssigen Fett in der Kälte überzogen werden, z. B. mit rohem oder gekochtem Leinöl oder auch mit jedem andern Öl, oder mit einem geschmolzenen fettartigen Stoff, z. B. Stearin, Paraffin od. dgl. ; schliesslich kann auch ein Fett oder Öl in einem Lösungsmittel angewendet werden u. dgl. mehr. Man lässt den gewählten Stoff während einer der Art des Stoffes entsprechenden Zeit in die Zementmasse eindringen und entfernt den Überschuss, der nicht mehr eindringt, von der Oberfläche. Auf diese Weise findet eine leichte Imprägnierung der obersten Schichte statt, welche vollkommen undurchlässig wird, trotzdem sie von keinem Firnis oder keiner sonstigen Schutzschicht aussen überzogen ist, da man ja den Überschuss abwischt.
Die Oberfläche benetzt sich dann nicht mehr, und die Flüssigkeiten laufen und gleiten ab, ohne auch nur für die kürzeste Zeit eine Spur zu hinterlassen. Überdies wird der Stoff, welchen man dem Zement zugesetzt hat und der in die Hohlräume eingedrungen ist, nicht mehr durch den Zement zerstört, wie dies der Fall ist, wenn man Zement, wenn seine Oberfläche nicht geglättet oder emailliert ist, mit einer Ölschichte bedeckt, wobei sich bekanntlich das Öl verseift und zu Staub zerfällt.
Das beschriebene Verfahren gestattet die Erzeugung zahlreicher industrieller und kunstgewerblicher Produkte, von welchen die folgenden genannt werden :
1. kunstgewerbliche Gegenstände für Bauzwecke, mit polierter oder emaillierter Aussenseite, z. B. mit einer dünnen Schicht unter einer andersartigen Masse oder aus einer homogenen Masse.
2. Anwendung, um Stücken, die aus Zement geformt sind, z. B. Säulenteilen, Geländerpfosten, Kandelabern, ihre letzte Vollendung zu geben.
3. Herstellung von dickeren oder dünneren Deckplatten als Ersatz für Marmor, Schiefer, Stuck usw.
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5. Herstellung von Füllungen mit Insehiiften und Mustern zum Ersatz von Blech oder Emailblech.
6. Verwendung zur künstlerische Dekoration und Erzielung eines sehr widerstandsfähigen Produktes von wesentlich höherer Haltbarkeit als die bisher bekannten Freskenverzierungen. Alle diese genannten Anwendungen des beschriebenen Verfahrens liefern mit den angeführten tonerdereiehen Zementen ausserordentlich zufriedenstellende Ergebnisse.
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Eine Ausführungsform der Erfindung bezieht sieh schliesslich auf die Anwendung des Verfahrens zur Erzielung glänzender und durchscheinender Oberflächen aus ganz bestimmten tonerdereiehenZementen, u. zw. verwendet man einen tonerdereichen Zement von der angegebenen Zusammensetzung, der weniger als 1'5% gebundenes Eisen enthält. Dieser Zement, der gleichfalls rein oder in Mischung mit Füllstoffen (Sand, Kieselstein, Asbest, Metalle u. dgl. ) mit oder ohne Farbstoffe bestehen kann, wird dann in der gleichen Weise, wie vorstehend angegeben wurde, verformt. Mittels eines solchen Zements erhält man eine glänzende Oberfläche, wie man sie wie oben beschrieben aus tonerdereichen Zementen erzielen kann, doch ist das so erhaltene Produkt ausserdem im Gegensatz zu den auf gewöhnliche Art hergestellten Stücken noch durchscheinend.
Man kann somit aus tonerdereichen Spezialzementen Stücke erhalten, die mit keramischen Gegenständen in Wettbewerb treten können, da sie ähnlich durchscheinend sind. Dies stellt einen wichtigen technischen Vorteil dar, da die Herstellung von Gegenständen, die in der Kälte abbinden, im Vergleich zu den keramischen Brennprozessen billiger und einfacher ist.
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lichen tonerdereichen Zementen bedeutende Mengen Eisen, im allgemeinen 5 bis 15%, enthalten sind.
Die Erfinder haben festgestellt, dass reines Calciumaluminat Alors. CaO, d. h. eine Verbindung,
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und Widerstandsfähigkeit besonders gute Erzeugnisse liefert, aus denen man Platten herstellen kann, die sich besonders als Belag oder Kacheln eignen.
Die Lichtdurchlässigkeit der erfindungsgemäss hergestellten Produkte macht sie besonders geeignet, mit Füllstoffen an und für sich sehr verschiedene Muster zu bilden, da das Material an sich durchscheinend ist und diese Eigenschaft noch die gewöhnliehen dekora- tiven Effekte, die bei der Kristallisation von tonerdereichen Zementen eintreten, zu steigern vermag. Die in Rede stehenden Produkte besitzen helle Farbe, lichtgrau, lichtgelb oder weiss, was sie für die Anwendung zu Zierzwecken besonders geeignet erscheinen lässt, da sie zufolge der hellen Farbe und Lichtdurchlässigkeit besondere Leuchtkraft besitzen.
Man kann die Gegenstände noch durch Zusatz von Farbstoffen färben oder sie verzieren, indem man die Form vor der Füllung mit angerührten Farben, mit oder ohne Zusatz von Spezialzementen, auskleidet, die sich dann im Augenblicke des Abbindens mit der Füllmasse verbinden und die Verzierungen, Zeichnungen, Inschriften od. dgl. bilden können. Die Farbe kann auch als trockenes Pulver aufgebracht werden ; man kann die Form vor oder nach der Füllung mit Zement bestäuben, um zu verhindern, dass die Zeichnung zerstört wird. Die Spezialzemente, insbesondere Monokalziumaluminat, können zweckmässig in sehr dünner Schichte aufgetragen werden, um an dem teuren Material zu sparen, und können mit normalem Tonerdezement beliebiger Dicke bedeckt werden oder mit Portlandzement, ohne dass man das Erhärten oder Abbinden der ersten dünnen Schichte abwarten müsste.
Unter diesen Bedingungen bindet die ganze Masse trotz der verschiedenen Zusammensetzung der übereinanderlagernden Schichten ohne weiteres gleichzeitig ab, und das Arbeiten ist sehr wirtschaftlieh, trotz der Verwendung von verhältnismässig teuren Ausgangsstoffen und trotzdem bisher im allgemeinen die Verwendung einer Mischung von verschiedenen Zementen als nicht vorteilhaft angesehen wurde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit polierter Oberfläche durch Giessen von Zement in Formen, deren Innenflächen selbst emailliert oder poliert sind, dadurch gekennzeichnet, dass tonerdereiche Zemente, in welchen das Verhältnis von Kieselsäure und Tonerde zu den basischen Bestandteilen,
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Fläche gegossen und mit derselben 12 bis 18 Stunden in Berührung gelassen werden.