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Dekorativer Kunststein Die bisher erzeugten, hauptsächlich für Grabmalsteine
und -für Verkleidungsplatten im Baufach verwendeten@Kunststeine bestehen in der
Regel aus mit Portlandzement verkitteten Körnungen von Kalkgestein bzw. Marmor,
allenfalls unter Beimengung von Erdfarben oder Zementfarben. Da in neuerer Zeit
vielfach dunkle Steine verlangt werden, wurden in derKunststeinindustriehäufigschwarze
Kalksteine (Ulmersand) oder schwarzer Marmor (belgischer Marmor) in Bindung mit
Portlandzement verwendet. Kalksteine bzw. Marmor verlieren jedoch, wenn sie dem
Wetter ausgesetzt werden, binnen weniger Monate sowohl ihre schwarze Farbe wie auch
die Politur; sie werden hellgrau bis schmutziggelb, wodurch das Aussehen des ganzen
Kunststeines unschön wird. Die Beimischung von Erdfarben, Zementfarben und Anilinfarben
zur Masse ergibt keinen befriedigenden Erfolg, da die Farbe und Politur selbst bei
nachträglicher Oberflächenhärtung mit Fluaten oder Imprägnierung mit Ölen, Überziehen
mit Wachs- und Schellackpolituren usw. sich nicht als, dauerhaft erweist.
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Auch der als. Bindemittel verwendete Portlan.dzement zeigt ferner
eine geringe Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen und Säuren, wie solche
besonders in- den Großstadtatmosphären (in den Rauchgasen) auftreten. Die Folge
ist, daß im Laufe der Zeit die Körnungen aus den verwitterten Zementschichten ausfallen
und das ganzeProldukt dadurch der Verwitterung und dem Verfalle ausgesetzt ist.
Zu, allem gelingt es auch nicht, durch die bekannten Portlandzementkunststeine die
Natursteine ihrem äußeren Aussehen nach derart nachzuahmen, daß von einer befriedigenden
Imitation gesprochen werden könnte.
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Die Erfindung setzt sich zum Ziel, ein künstliches Hartgestein zu
schaffen, welches im Aussehen und in seinen Eigenschaften, insbesondere in seiner
Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Einwirkungen, den natürlichen
Hartgesteinen, wie Granit, Syenit, Labrador und anderen, im höchsten Maße nahekommt
und somit einen vollwertigen Ersatz für die meist aus Schweden eingeführten natürlichen
Hartgesteine bilden kann.
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Ein künstliches Hartgestein, welches diesen Anforderungen entspricht,
besteht aus Tonerdezement und mineralischen Körnungen und ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche infolge ihrer Bearbeitung in der bei
Hartgesteinen üblichen Weise im wesentlichen aus inderOberflächeneben.e des Steines
durchschnittenen Hartgesteinskörnungen (zweckmäßig von einem Durchmesser unter io
mm) gebildet ist, die durch den Tonerdezement verkittet sind.
Die
Hartgesteinskörnungen, z. B. Körnungen von Granit, Syenit, Gabbro, Diabas, Diorit,
Labrador u. dgl., weisen, naturgemäß die gleichen technologischen Eigenschaften
auf wie das Hartgestein selbst, aus welchem sie hergestellt wurden. Sie haben ferner
die Eigenschaft der tiefdunklen bis schwarzen Färbung, die allen Einflüssen des
Wetters und selbst konzentrierter Säure standhält. Die Hartgesteine sind-im höchsten
Grade polierfähig, lassen spiegelglasartige Polituren erreichen und behalten diese
unverändert durch beliebig lange Zeiträume. Die Körnungen werden am besten in Steinbrechern
in einer Größe bis etwa iommDurchmesser hergestellt.
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Tonerdezernent weist bekanntlich eine bedeutend höhere Zug- und Druckfestigkeit
auf als Portlandzement und zeigt eine hoheBindekraft. Diese letztere ist es vor
allem, die es ermöglicht, Hartgesteinskörnungen zur Herstellung künstlicher Steine
heranzuziehen, indem dieser Zement imstande ist, die Körnungen so. stark zu binden
und in ihren Bettungen zut erhalten, daß der erhärtete Kunststein in der gleichenWeise
wie das natürlicheHartgestein bearbeitbar ist. Aus einer Bettung von Pörtlandzement
würden hingegen die Körnungen bei der für Hartgesteine erforderlichen weiteren steinmetzmäßigen
bzw.maschinellen Bearbeitung herausgesprengt werden. - Der fertige Kunststein weist
durch. Zusammenwirkung dieser beiden Komponenten eine außerordentliche Druckfestigkeit
und Härte auf und ist ferner gegen Einflüsse der Witterung, gegenRauchgase undSäureangriffe
sehr widerstandsfähig.
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Die künstlichenHartgesteine gemäß derErfindung unterscheitden sich
im äußeren Aussehen von den Natursteinen fast gar nicht. Sie sind wegen ihrer außerordentlichen
Ähnlichkeit mit natürlichen Hartgesteinen hauptsächlich für die Grabmalindustrie
und für die Verwendung bei Luxusbauten geeignet. In diesem Zusammenhang ist darauf
hinzuweisen, daß Inschriften und Vergoldungen in der gleichen Weise wie bei natürlichen
Hartgesteinen angebracht werden können und wie bei diesen haltbar sind. Ausblühungen
treten nicht auf. Auch kann man Werkstücke in der Weise herstellen, daß die äußeren
Schichten eines Werkstückes aus künstlichem Hartgestein ausgeführt werden, während
die Füllung in der üblichen Weise aus Portlandzementbeton bestehen kann. Auch diese
Werksteine, mit einem inneren .Kern von durch Partlandzement verkitteten mittelfeinen
Schotter oder Riesel, zeigen die Vorteile des künstlichen Hartgesteins.
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Die hohe Zug- und Bruchfestigkeit des künstlichen Hartgesteins ermöglicht
es, auch Platten von großen Abmessungen, je nach der Größe von 15 bis
30 mm Stärke, ohne Schwierigkeit herzustellen. Einlagen von Draht, Metallstäben,
Rabitznetzen u. dgl. sind nicht nötig, können aber zu besonderer Erhöhung der Sicherheit
bei großen Verkleidungsplatten auf Bauten ohne Nachteil eingebettet werden. Solche
Platten können überall unter gleichen Voraussetzungen wie Natursteinplatten an den
Fassaden versetzt und verankert werden. Ein Ausspringen der Zapfen und Bandeisen
ist bei der Härte des Materials nicht zu befürchten.
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Die Säurefestigkeit des künstlichen Hartgesteins, welche sowohl auf
der des Tonerdezements wie auf der der Hartgesteinskörnungen beruht, ferner- der
Umstand, daß :die Steine auch gegen Fettstoffe unempfindlich sind sowie die Beständigkeit
gegen mechanisches Abscheuern, Wetzen, Kratzen ermöglicht es auch, die Steine als
Tischplatten und Pultplatten für den Haus- und Geschäftsbedarf zu verwenden. Von
anderen Verwendungsmöglichkeiten sei schließlich noch auf die Auftragsarbeit, z.
B. das Ausbessern von ausgetretenen Stiegenstufen, hingewiesen; wenn die ausgetretenen
Flächen mit künstlichen Hartgesteinen aufgetragen werden, wird eine sehr große Haltbarkeit
gegen Abtreten erreicht.
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Das Verfabren' zur Erzeugung künstlicher Hartgesteine gemäß der Erfindung
sei im folgenden an Hand der Herstellung eines würfelförmigenBetom erkstückes beschrieben;.
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Es wird eine Mischung wie für Portland= zementkunststeinehergestellt
; das Mischung sverhältnis ist je nach der beabsichtigten Imitation verschieden.
In der Regel werden ein Teil Tonerdezement und drei Teile Hartgesteinskörnung (allenfalls
auch Steinmehl) verwendet. Der Mischung dieser Bestandteile wird Wasser beigesetzt,
bis sich eine plastische Masse bildet. Gleichzeitig -wird die Füllmasse (Portlandzementbeton)
in einem größeren Mischungsverhältnis, z. B. i : 7, hergestellt. Diese besteht aus
feinem Schotter (Maurersand) und wird je nach Bedarf mit Portlandzement oder Tonerdezement
versetzt. Auch hier ist die Wasserbeigabe nur eine geringe. Es folgt nun die Einschlagarbeit.
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In eine Form aus Holz oder Eisen oder einem anderen tauglichen Stoff
wird zuerst durch Anpressen eine den Verhältnissen entsprechend starke Feinschicht
eingepreßt. Diese Schicht kann im allgemeinen etwa i bis 4. cm stark gemacht werden,
je nach Größe des Werkstücks. Mit dem Auftragen der Feinschicht aus künstlichem
Hartgestein wird gleichzeitig immer auch die Füllmasse (Beton) eingefüllt, bis die
Form voll ist.
Gleichzeitig --mit dem Auffüllen der Form wird das-
eingebrachte Material so fest --als möglich gestampft, allenfalls mit Hilfe .von
Maschinen. Statt dessen kann die Feinschicht auch mit Preßlüft eingeschleudert werden.
- Die. Form kann nach. Abschluß der Einschlagarbeit:sofort entfernt.werden. . Die
Flächen: :des Werkstücks '. wer den mit =einem angefeuchteten Reibfrett (aus Stahl)
- leicht überrieben, bis- sich allfällige Poren schließen.
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Nach 12 bis 2,0 Stunden Abfindungsdauer wird. das Werkstück in den
folgenden 24 Stunden dauernd mit Wasser begossen oder bespritzt. Eine besonders
hohe Härte wird erreicht, wenn das bereits erhärtete Werkstück wenigstens z Tage
in ein gewöhnliches Wasserbad gelegt wird. Hernach kann das Werkstück zum Austrocknen.
ins Freie- gebracht werden.
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Die weitere Bearbeitung richtet sich je nach dem gewünschten Effekt.
'Es sei z. B. angenommen, daß ein schwärzer schwedischer Granit nachgeahmt werden
soll. Die Imitation gerade dieses Gesteins war das. bisher unerreichte: Ziel der
Kunststeinindustrie, indem .die H@erstellung'#'.einer guten Imitation dieser. Natursteine
auf scheinbar unüberwindliche:- Hindernisse stieß. --Zu -diesem Zweck wird das Werkstück
zunächst mit: grober, mittlerer und feiner Stahlkörnung unter Anwendung von Rundschleifmaschinen
geschliffen. Traktisch erscheint-'eine >Bearbeitung von.. Hand wegen der Härte des
Materials ausgeschlossen. Nach diesem Vorschlzifverfahren wird eine Mischung von
i Teil Toner dezement und 3 Teilen schwarzen schwedischen -Granitstaubes unter Zugabe
von Wasser hergestellt und diese Mischung auf das nasse Werkstück trocken aufgestreut
und mit einem glatten Steinstück (Granit) in die noch bestehenden Poren zwischen
den Hartgesteinskörnungen der angeschliffenen Fläche eingerieben, bis keine Pore
mehr sichtbar ist. Nachdem diese Ausspachtelung 12 Stunden erhärtet ist und weitere
i bis 112 Tage mit Wasser bestäubt wurde, wird mit dem Schlcifprozeß fortgefahren,
indem die Fläche nun wieder maschinell mit groben, mittleren und ganz feinen Carborundumkörnern
oder Schmirgel geschliffen wird, bis sich ein matter Glanz einstellt. Dieses Schleifverfahren
mit Carborundumkörnern ergibt eine' Fläche; bei welcher die abgeschliffenen Hartgesteinskörner
um den Bruchteil eines Millimeters höher liegen als die sie umgebende Zementbettung.
Die Differenz zwischen Bettung und Körnung wird nun mit Nitrocelluloselacken ausgefüllt.
An Stelle von Nitrocelluloselacken können auch Nitrocellulosekitte, ferner Schellackkitte,
wie z. B. eine Mischung von Schellack, Manilakopalharz, der Asphalt, Graphit und
pulverisierter Anthrazit sowie Granitstaub zugesetzt sein können, und ähnliche Harzkitte
oder Feueremaille verwendet werden. Alle diese Materialien sind außerordentlich
hart, . in-tiefschwarzer Farrbe er= hältlich und, bis zu einem gewissen- Grade selbst
gegen kon.zentrierte@ Säurni- widerstandsfähig. -Sie bilden also auf.der-an sich
verhältnismäßig- säurebeständigen Zementschicht noch eine vollkömmen- -säurefeste
Schutzschicht und ergeben mit ihrer schwarzen Farbe in Zusammenwirkung ' mit der
schwarzen Farbe der schwedischen--Granitkörnungen eine wirklich tiefschwarze polierfähige
wetterfeste Oberschicht: Schließlich kann. -auch, wenn gewünscht, die Nitrocelluloseschicht
noch durch Behandlung mit Polierwasser öder Polierpasten oder geeigneten Polierpulvern
auf -Hochglanz -gebracht werden. -Bei Imitationen von natürlichen schwarzen Syeniten,
Gabbro, Labrador u. dgl. wird in gleicher Weise verfahren, nur daß statt der schwarzen
schwedischen Granitkörnungen solche von Syenit,: Diabas, Labrador u. dgl: verwendet
werden. -In allen diesen Fällen. ist das Bindemittel (Tonerdezement) aus der Oberfläche.verdrängt
und.durch einen Wetterfesten, - vorzugsweise - farbbeständigen und polierfähigen
Überzug überdeckt.-. --Soll ein. brauner schwedischer Granit nachgebildet
werden, so wird nach der bereits geschilderten Ausspachtelung und Fortsetzung des
Schleifvorganges bis zu jenem'Punkt, wo die abgeschliffenen Hartgesteinskörner um
ein geringes höher als die Zementbettungen liegen, ein weiterer Schleifprozeß mit
einer Carborundumscheibe vorgenommen, durch welchen die Granitkörner mit der Zementbettung
in eine Ebene gebracht werden. Die bräunliche Farbe des Tonerdezementes entspricht
der l\Taturfarbe des braunen schwedischen Granits, so daß weitere Maßnahmen zwecks
Färbung unterbleiben können.
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Poliert werden die Hartgesteinskörnungen im Kunststein in gleicher
Weise wie das natürliche Gestein, unter Verwendung von fein geschlämmtem Carborundum,
Trippel, Zinnasche o. dgl. Die Polierung der Hartgesteinskörner an der Oberfläche
erfolgt zweckmäßig vor der Ausfüllung der Poren, woran sich eine Politur der aufgefüllten
Zementoberfläche schließt. -In manchen Fällen kann man dem Tonerdezement auch, wenn
es wünschenswert erscheint, durch Zusatz von gefärbten natürlichen Gesteinsmehlen,
z. B. pulverisiertem Braunstein, eine tiefschwarze Färbung verleihen.
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Die Verwendung von Tanerdezement zur Zierstellung von schnell bindenden
und frostsicheren
Betonen, unter Zuschlag von groben, mittleren
und feinen Schotter bzw. Maurersand, ist bekannt. Hauptsächlich werden in dieser
Weise beanspruchte Pfeiler, Widerlager, Maschinenfundamente, Rohrleitungen, Futtersilos,
Kanäle, Bassins, Gerbgruben, Rübenwäschen, Behälter für chemisch aktive Stoffe usw.
hergestellt. Grobe Bruchstücke oder auch runde Körner, wie Kiesel und Sand, sind
aber für die Imitation von Natursteinen unbrauchbar. Zur Herstellung von Kunststeinen
ist schon vorgeschlagen worden, tonerdehaltige Zemente auf eine emaillierte oder
polierte Oberfläche zu gießen und in Berührung mit dieser Oberfläche der Abbindung
und ersten Erhärtung so lange zu überlassen, bis der Zement selbst nach Entfernung
der Form eine polierte Oberfläche aufweist. Auf der Oberfläche der Form können vor
dem Eingießen des Zementes Farben für sich oder in Mischung mit Zement aufgebracht
werden, ferner können auch sonstige Elemente, Dekorationsstücke u. dgl. auf die
Form gebracht werden, die dann beim Aufgießen des Zementes der Oberfläche einverleibt
werden. , Weiter kann man dem Zement auch Sand verschiedener Korngröße, gebrochene
Steine, Metallabfälle, Fasern, Asbeststaub u. dgl. einverleiben. Es gelingt aber
mit Hilfe dieses bekannten Verfahrens, welches die unmittelbare Gewinnung eines
Zementsteines mit polierter Oberfläche anstrebt, nicht, Imitationen von natürlichem
Hartgestein herzustellen. Hierzu ist es vielmehr erforderlich, daß durch Schneiden
der Kristalle in der Oberfläche des Steins Kristallflächen von Hartgesteinskörnungen
für das Auge freigelegt werden.