DE3228278A1 - Roofing tile and process for the production thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Dachziegel sowie Verfahren zu seiner HerstellungRoof tiles and process for their manufacture
Die Erfindung betrifft keramisch gebrannte Dachziegel.The invention relates to ceramic-fired roof tiles.
Dachziegel sind klein- und großflächige, flache, profilierte Körper, die aus einer keramischen Masse durch Brennen hergestellt werden. Sie werden gegebenenfalls engobiert oder glasiert zur Abdeckung von Dächern verwendet.Roof tiles are small and large-area, flat, profiled bodies, which are made from a ceramic mass by firing. You will if necessary Engobed or glazed used to cover roofs.
Dachziegel sollen in der Regel einen relativ dicht gebrannten Scherben aufweisen. Die auf die Sichtfläche aufgetragene Glasur oder Engobe sorgt für eine nahezu feuchtigkeitsdichte Oberfläche, die auch Schmutz abweist bzw. sich leicht reinigen läßt, während der Scherben feinstkapillar und feinstporös ist und Feuchtigkeit, insbesondere Wasserdampf, aufnehmen, speichern und wieder abgeben kann.Roof tiles are usually said to be a relatively tightly fired shard exhibit. The glaze or engobe applied to the visible surface ensures a almost moisture-proof surface, which also repels dirt or is easy to remove can be cleaned while the body is finely capillary and finely porous and moisture, especially water vapor, can absorb, store and release again.
Der dichte Scherben bedingt ein relativ hohes Gewicht.The dense body causes a relatively high weight.
Der dichte Scherben bedingt ferner mengenmäßig den Einsatz von viel keramischer Masse. Die Masse muß so eingestellt sein, daß der Scherben beim Brennen und Abkühlen formstabil bleibt und die vorbestimmten Abmessungen aufweist.The dense body also requires the use of a lot in terms of quantity ceramic mass. The mass must be adjusted in such a way that the shard when burning and cooling down remains dimensionally stable and the predetermined dimensions having.
Aufgabe der Erfindung ist, unter Verwendung üblicher keramischer Massen Dachziegel herzustellen, die bei gleichen Abmessungen leichter sind und weniger keramische Masse zu ihrer Herstellung erfordern.The object of the invention is to use conventional ceramic masses To produce roof tiles that are lighter and less with the same dimensions require ceramic mass for their production.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Scherben sandwichartig geschichtet ausgebildet ist und aus mindestens einer Scherbenschicht, die eine. für den Scherben übliche Festkörperstruktur aufweist, sowie mindestens einer mit Makroporen durchsetzten Scherbenschicht besteht, wobei die Scherbenschichten aufgrund des keramischen Brandes miteinander versintert und/oder verschmolzen oder anderweitig,z.B.According to the invention, this object is achieved in that the shards is formed in a sandwich-like manner and consists of at least one layer of sherds, the one. has the usual solid-state structure for the cullet, as well as at least consists of a layer of body interspersed with macropores, the layers of the body sintered and / or fused together due to the ceramic fire or otherwise, e.g.
durch Verklebung, miteinander verbunden sind.by gluing, are connected to each other.
Der neue Dachziegel weist eine Sichtoberfläche auf, die der eines üblichen Dachziegels entspricht; denn die Schicht aus dem Scherben mit der üblichen Struktur bildet die Sichtfläche. Gleichwohl gewährleistet die mit Makroporen durchsetzte Schicht eine erhebliche Reduzierung des Gewichts und erfordert im Zusammenhang damit eine wesentlich geringere Menge an keramischer Masse.The new roof tile has a visible surface that is similar to that of a corresponds to the usual roof tile; because the layer from the broken glass with the usual Structure forms the visible surface. Nonetheless, it ensures that it is interspersed with macropores Layer a significant reduction in weight and requires associated with it a much smaller amount of ceramic mass.
Der geringere Masseeinsatz bedingt wiederum geringere Wärmeenergiemengen zum Brennen, so daß durch die Erfindung die Herstellung von Dachziegeln insoweit sehr verbilligt wird.The lower use of mass, in turn, results in lower amounts of thermal energy for burning, so that by the invention the production of roof tiles to that extent is very cheap.
Die Makroporen erscheinen auch auf der Rückseite des Dachziegels, wobei in der rückseitigen Fläche die Makroporen bruchteilhaft auftreten. Dadurch erhalten die Dachziegel eine gute Griffigkeit bei der Handhabung und bieten für die Haftung mit einem Mörtel eine günstigere Oberfläche, weil der Mörtel in die offenen Makroporen eindringen und sich dort verankern kann.The macro pores also appear on the back of the roof tile, the macropores appear in a fraction of the surface on the back. Through this obtain the roof tiles have a good grip when handling and offer a more favorable surface for adhesion with a mortar because of the Mortar can penetrate into the open macropores and anchor itself there.
Die Makroporen verleihen dem Dachziegel zudem eine bessere Wärmedämmf,ähigkeit, so daß das Baumaterial auch insoweit verbessert wird.The macropores also give the roof tile better thermal insulation, so that the building material is also improved to that extent.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dachziegels werden zur Erzeugung der Makroporen übliche sogenannte Ausbrennstoffe verwendet, die der keramischen Masse zugesetzt werden. Bevorzugt werden geschlossenzellige Schaumstoffkügelchen, insbesondere aus Polystyrol, in Form von porösen Kügelchen (geschäumtes Styropor).To produce the roof tile according to the invention are used to produce the so-called burn-out materials used for macropores, and ceramic ones Mass can be added. Closed-cell foam beads are preferred, especially made of polystyrene, in the form of porous beads (foamed styrofoam).
Zweckmäßig ist, handelsübliche Polystyrolkörnungen mit einer Körnung zu verwenden, die in Abhängigkeit von der Dachziegeldicke zwischen 1 und 6 mm Durchmesser liegt, wobei sich die Verwendung der Korngröße 1 bis 3 mm Durchmesser als vorteilhaft erweist.It is advisable to use commercially available polystyrene grains with one grain to be used, depending on the roof tile thickness between 1 and 6 mm in diameter is, the use of the grain size 1 to 3 mm in diameter to be advantageous proves.
Aus den geschäumten Polystyrolkügelchen entstehen im Scherben Kugelporen, die die Masse durchsetzen und etwa die gleiche Größe aufweisen wie die Schaumstoffkügelchen.The foamed polystyrene spheres create spherical pores in the body, which enforce the mass and are about the same size as the foam beads.
Vorzugsweise wird der Ausbrennstoff, insbesondere die vorgeschäumte Polystyrolkörnung, in Mengen von 30 bis 65 Vol.-% der keramischen Masse zugesetzt, woraus Scherbenschichten mit Rohdichten von 1,4 bis 0,7 g/cm3 resultieren. Die Rohdichte des Dachziegels eraibt sich aus der Rohdichte der Makroporenschicht und der dichten Scherbenschicht.The burnout material, in particular the pre-expanded Polystyrene grain, added in amounts of 30 to 65% by volume of the ceramic mass, This results in layers of body with bulk densities of 1.4 to 0.7 g / cm3. The bulk density of the roof tile arises from the bulk density of the macropore layer and the dense one Body layer.
In Kombination mit den Ausbrennstoffen oder anstelle letzterer können auch andere porosierende mineralische Granulate wie z.B. Perlit, Vermiculit, Trass oder dergleichen verwendet werden, die während des Brandes schmelzen und eine Pore bilden.In combination with the burnout materials or instead of the latter also other porous mineral granulates such as perlite, vermiculite, trass or the like which melt during fire and a pore can be used form.
Keramische Massen mit Ausbrennstoffen und mit mineralischen porosierenden Granulaten zu porosieren, ist bekannt. Beispielsweise wird in der DE-OS 22 43 850 als bekannt beschrieben, keramische Leichtbaustoffe, z.B.Ceramic bodies with burn-out materials and with mineral porosity It is known to porosize granules. For example, DE-OS 22 43 850 described as known, ceramic lightweight building materials, e.g.
Ziegelsteine und andere Tonerzeugnisse, herzustellen, indem man dem Ton brennbare organische Stoffe wie z.B.Bricks and other clay products to be made by adding that Clay flammable organic substances such as
Sägemehl, Kohlenstaub oder dergleichen zumischt und dann brennt. Ferner wird als bekannt angegeben, daß man der keramischen Rohmasse als Ausbrennstoff Kunstharzhohlkörper, insbesondere in Kugelform, zumischt. Nachteilig soll bei der kontinuierlichen Herstellung von großformatigen, leichten keramischen Erzeugnissen sein, daß bei der Verarbeitung mit Schneckenpressen der erforderliche hohe Druck zur Beschädigung oder Zerstörung der Hohlkörper führt und es bei niedrigem Druck zu Entmischungen kommen kann. Zudem soll bekannt sein, daß man leichte keramische Erzeugnisse dadurch herstellen kann, daß man der keramischen Rohmasse anorganische Leichtzuschlagstoffe wie z.B. Perlit, Leca oder Vermiculit zusetzt. Auch in diesem Fall soll die Verarbeitung der Masse schwierig sein.Sawdust, coal dust or the like is mixed in and then burns. Further is stated as known that the ceramic raw material is used as a burn-out synthetic resin hollow body, especially in spherical form. It is said to be disadvantageous in continuous production of large-format, lightweight ceramic products that be in processing with screw presses the necessary high pressure for damage or destruction the hollow body leads and segregation can occur at low pressure. In addition should be known that lightweight ceramic products can be made by that inorganic lightweight aggregates such as perlite, Leca or vermiculite added. Also in this case the processing of the mass should be to be difficult.
Obwohl somit seit langem bekannt ist, daß man keramische Produkte porosieren kann, ist es bisher nicht gelungen, diese Möglichkeit auf Dachziegel zu übertragen. Erst die erfindungsgemäße Idee, ein Sandwichelement zu schaffen, öffnet den Weg, die Vorteile porosierter keramischer Produkte auch für Dachziegel zu nutzen.Thus, although it has long been known that ceramic products can porosity, it has so far not been possible to use this option on roof tiles transferred to. Only the inventive idea of creating a sandwich element, opens the way to the advantages of porous ceramic products also for roof tiles to use.
Nach der Erfindung können zwei oder mehr Schichten vorgesehen werden; die Schichtdicke ist wählbar. Vorteilhaft ist, bei einem zweischichtigen Sandwichdachziegel ein Schichtdickenverhältnis von 1:2 bis 1:8 zu wählen, wobei das Verhältnis der Rohdichten der Scherbenschichten zwischen 0,35 und 0,67 liegen sollte.According to the invention, two or more layers can be provided; the layer thickness can be selected. It is advantageous with a two-layer sandwich roof tile to choose a layer thickness ratio of 1: 2 to 1: 8, the ratio of the The bulk densities of the body layers should be between 0.35 and 0.67.
Das Glasieren oder Engobieren der Schicht mit dem dichten Scherben wird wie üblich ausgeführt.Glazing or engobing the layer with the dense body is carried out as usual.
Vorteilhaft ist, alle Schichten des Dachziegels aus der gleichen Masse aufzubauen, so daß die porosierte Schicht sich von der dichten Schicht lediglich durch die Makroporen unterscheidet.It is advantageous that all layers of the roof tile are made of the same mass build up so that the porous layer is only separated from the dense layer differs through the macropores.
Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung des neuen Dachziegels sieht vor, daß zunächst die mit dem Porenmittel versetzte keramische Masse in eine Form gebracht, ggf. leicht gepreßt und anschließend die Schicht aus der dichten keramischen Masse aufgebracht wird, woraufhin wiederum ein Pressen stattfinden kann. Die Reihenfolge kann auch umgekehrt sein. Anschließend wird in der üblichen Weise keramisch gebrannt. Dabei bildet sich ein fester, unlöslicher Verbund der Schichten untereinander, so daß ein einstückiqer Körper mit Schichten unterschiedlicher Rohdichte, vorzugsweise aber gleicher Scherbenmaterialzusammensetzung, entsteht. Die erfindungsgemäßen Dachziegel lassen sich auch nach dem Trockenpreßverfahren herstellen. Die Herstellung aus plastischen Massen im Naßpreßverfahren sowie aus flüssigen Massen durch Gießverfahren wird bevorzugt.A convenient method of making the new roof tile looks like this before that first the mixed with the pore means ceramic mass in a mold brought, possibly lightly pressed and then the layer of the dense ceramic Mass is applied, whereupon pressing can take place in turn. The chronological order can also be the other way around. Then it is ceramically fired in the usual way. A solid, insoluble bond between the layers is formed, see above that a einstückiqer body with layers of different bulk density, preferably but with the same composition of the cullet material. The roof tiles according to the invention can also be produced by the dry pressing process. The manufacture from plastic Preference is given to masses in the wet pressing process and from liquid masses by means of casting processes.
Kombinationen dieser bekannten Verfahren sind ebenfalls möglich.Combinations of these known methods are also possible.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern.The following example is intended to explain the invention in more detail.
Beispiel Es wird eine plastische Ziegelmasse aus Ton hergestellt.Example A plastic clay brick mass is produced.
Einem Teil der Masse werden poröse Styroporkügelchen eines Durchmessers zwischen einem und zwei mm in einer Menge von 45 Vol.-t zugemischt. Aus der das Porenmittel enthaltenden keramischen Masse wird auf dem Boden einer Form eine 6 mm dicke Schicht gebildet. Auf diese Schicht wird eine 2 mm dicke Schicht aus der normalen plastischen Masse aufgebracht. Anschließend wird wie üblich getrocknet und gebrannt. Der gebrannte Dachziegel weist nach dem Brennen die üblichen Schwindwerte auf und ist formgetreu geblieben. Im Vergleich zu einem Dachziegel, der aus der kein Porenmittel enthaltenden Masse wie üblich hergestellt wird, besitzt der erfindungsgemäße Dachziegel ein um 44 % geringeres Gewicht. Der Wärmeenergiebedarf beim Brennprozeß konnte um 47 % reduziert werden (bezogen auf das Produkt).Part of the mass becomes porous styrofoam balls of one diameter between one and two mm in an amount of 45 vol.-t. From the that Ceramic mass containing pore agents is placed on the bottom of a mold in a 6 mm thick layer is formed. A 2 mm thick layer of the normal plastic mass applied. Then it is dried as usual and burned. The fired roof tile shows the usual shrinkage values after firing and has remained true to form. Compared to a roof tile from the no pore agent-containing mass is produced as usual, has the inventive Roof tiles are 44% less in weight. The heat energy requirement during the firing process could be reduced by 47% (based on the product).
Zur Herstellung engobierter oder glasierter Dachziegel werden die gleichen Massen, wie im Beispiel beschrieben, verwendet und eine Engobe oder farbige Glasuren aufgetragen. Nach dem Brennen zeigt sich, daß sich die Dachziegel nicht verzogen haben. Die Sichtseite ist von der Sichtseite eines üblichen Dachziegels nicht zu unterscheiden.For the production of engobed or glazed roof tiles, the the same masses, as described in the example, are used and an engobe or colored Glazes applied. After firing it shows that the roof tiles are not have warped. The visible side is from the visible side of a conventional roof tile indistinguishable.
Es ist überraschend, daß die gebrannten Dachziegel trotz unterschiedlicher Struktur in den Scherbenschichten keinerlei Verziehen beim Trocknen und Brennen zeigen, wenn man bedenkt, daß die Kombination unterschiedlicher Massen, insbesondere bei dünnen, plattenförmigen, großflächigen Produkten, in der Regel zu Problemen beim Trocknen, Brennen und Abkühlen führt. Bei Einhaltung bestimmter Grenzen im Verhältnis der Schichtdicken und im Verhältnis der Rohdichten der Massen können Schwindungsprobleme ausgeschaltet werden.It is surprising that the fired roof tiles despite different Structure in the body layers no warping during drying and firing demonstrate, when you consider that the combination is different Masses, especially in the case of thin, plate-shaped, large-area products in the Usually leads to problems with drying, firing and cooling. If certain Limits in the ratio of the layer thicknesses and in the ratio of the bulk densities of the masses shrinkage problems can be eliminated.
Nachdem die Idee der Sandwichdachziegel offenbart ist, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die Einstellung unterschiedlicher Rohdichten der Schichten dadurch zu gewährleisten, daß die Basisschicht ähnlich einem Langlochziegelstein mit Löchern versehen wird, die vorzugsweise vollständig durch die Schicht gehen. Diese Verfahrensvariante kann in Kombination mit der zusätzlichen Porosierung ausgeführt werden, wobei die Löcher dazu dienen können, die Sichtschicht auf der Oberfläche der Basisschicht zu verankern, indem Material aus der Sichtschicht in die Löcher gepreßt wird. Zum gleichen Zweck kann vorgesehen sein, daß die Kontaktflächen zwischen den Schichten profiliert sind oder andere Oberflächenstrukturen tragen, die die Haftung der beiden Schichten begünstigen.Now that the idea of sandwich roof tiles is revealed, it also lies In the context of the invention, the setting of different bulk densities of the layers thereby ensuring that the base layer is similar to an elongated brick is provided with holes, which preferably go completely through the layer. This process variant can be carried out in combination with the additional porosity The holes can be used to create a visible layer on the surface anchor the base layer by pulling material from the facing layer into the holes is pressed. For the same purpose it can be provided that the contact surfaces between the layers are profiled or have other surface structures that support the Promote adhesion of the two layers.
Zweckmäßig kann zudem sein, an sich bekannte Flußmittel zwischen die Kontaktflächen der Schichten bei der Herstellung zu bringen, die eine innige Versinterung und/ oder Verschmelzung der Kontaktflächen gewährleisten.It can also be useful to place fluxes known per se between the Bring contact surfaces of the layers during manufacture, which is an intimate sintering and / or ensure fusion of the contact surfaces.
Letzteres kann vornehmlich dann in Frage kommen, wenn die Herstellung der Dachziegel durch zweifaches Brennen erfolgt, indem zunächst die poröse Basisschicht gebrannt und anschließend die Deckschicht, die vorzugsweise schon die Rohglasur trägt, aufgetragen und dann der endgültige Brand durchgeführt wird. Welches der angegebenen Verfahren das günstigste ist, ist abhängig vom Verhalten der zu verwendenden Massen.The latter can primarily come into question when the production The roof tile is made by double firing, by first adding the porous base layer Fired and then the top layer, which is preferably already the raw glaze wears, applied and then the final fire is carried out. Which of the given procedures is the most favorable depends on the behavior the masses to be used.
In der Zeichnung ist schematisch ein Dachziegelscherben im Querschnitt abgebildet. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dachziegelscherbens, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dachziegelscherbens.In the drawing, a broken roof tile is schematically shown in cross section pictured. They show: FIG. 1 an embodiment of the broken roof tile according to the invention, 2 shows a further embodiment of the broken roof tile according to the invention.
Der erfindungsgemäße Dachziegelscherben weist die Basisschicht 1, die Deckschicht 2 und zweckmäßigerweise die Engobenschicht 3 auf. Die Deckschicht 2 besteht aus einem relativ dicht gebrannten Scherben mit üblicher Poren- und Kapillarstruktur. Die Basis schicht enthält dagegen die Feststoffstege 4, die die Kugelporen 5 umgeben, wobei die Feststoffstege 4 vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Deckschicht bestehen und die gleiche Struktur besitzen. Die Kugelporen sind durch Ausbrennen von Styroporkügelchen entstanden. Reste einer Styroporkugel sind in den Kugelporen als kleine Schmelzperlen noch erkennbar (nicht dargestellt).The broken roof tile according to the invention has the base layer 1, the cover layer 2 and expediently the engobe layer 3. The top layer 2 consists of a relatively densely fired body with the usual pore and capillary structure. The base layer, however, contains the solid webs 4 that surround the spherical pores 5, wherein the solid webs 4 are preferably made of the same material as the cover layer exist and have the same structure. The spherical pores are by burning out originated from styrofoam balls. Remnants of a styrofoam ball are in the ball pores still recognizable as small melting pearls (not shown).
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) kann vorgesehen sein, daß insbesondere in die porosierte Scherbenschicht 1 durchgehende, ganz oder teilweise mit dichter Scherbenmasse ausgefüllte Löcher 6 oder Näpfchen 7, die ebenfalls mit dichter Scherbenmasse ausgefüllt sein können, oder Ausnehmungen 8 eingebracht sind.According to a further embodiment of the invention (Fig. 2) can be provided be that in particular in the porous body layer 1 continuous, whole or Holes 6 or pans 7 partially filled with dense cullet mass, which are also can be filled with dense cullet mass, or recesses 8 are made are.
Die Erfindung ist auch übertragbar auf andere keramische flächige Produkte, bei denen die Lösung der aufgezeigten Probleme in gleicher Weise angezeigt erscheint. LeerseiteThe invention can also be transferred to other ceramic flat surfaces Products for which the solution to the identified problems appears in the same way appears. Blank page
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|---|---|
| DE (1) | DE3228278A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407443A1 (en) * | 1984-02-29 | 1985-08-29 | Buchtal Gmbh Keramische Betriebe, 8472 Schwarzenfeld | PANEL SHAPED COMPOSITE ELEMENT |
| DE4331590C1 (en) * | 1993-09-17 | 1994-08-11 | Porextherm Daemmstoffe Gmbh | Pressed insulating composite moulding |
| WO2000046463A1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-08-10 | Lafarge Braas Research & Development Ltd. | Roof tile and method of manufacture |
| EP1052338A3 (en) * | 1999-05-12 | 2002-12-11 | Relahtnefeit Projects CC | Insulation panel |
| DE102007027214A1 (en) * | 2007-06-13 | 2008-12-18 | Poegel, Hans Joachim, Dr. | Thermal insulation for house, has ceramic casting mass layers applied in casting form, where thermal insulation is made of organic material e.g. polystyrene, and used between wall components of house |
-
1982
- 1982-07-29 DE DE19823228278 patent/DE3228278A1/en not_active Withdrawn
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