Renere teknologi til undgåelse af biologisk vækst på murværk, tegl- og betontage
5 Materialer
| 5.1 | Indledning |
| 5.2 | Produktionsprocesser |
| 5.2.1 | Teglmursten og tegltagsten |
| 5.2.2 | Muremørtel og pudsmørtel |
| 5.2.3 | Kalksandsten |
| 5.2.4 | Natursten |
| 5.2.5 | Murværk |
| 5.2.6 | Betontagsten |
5.1 Indledning
Projektet omfatter følgende materialer:
 | murværksmaterialer inkl.: - teglmursten - kalksandsten - natursten - muremørtel - pudsmørtel - kalkede murværksoverflader - malede murværksoverflader |
| tegltagsten |
| betontagsten |
Der er i projektet dog især fokuseret på mursten, tegltagsten og betontagsten.
I dette afsnit gives en kort beskrivelse af de materialer, som projektet omfatter. Formålet med beskrivelsen er at give en overordnet forståelse for produktionsprocesser og materialeegenskaber.
5.2 Produktionsprocesser
5.2.1 Teglmursten og tegltagsten
Produktionen af teglprodukter varierer mellem forskellige produkttyper. I denne beskrivelse af produktionsprincipper skelnes mellem mursten og tagsten.
Alle tegltyper gennemgår de samme overordnede produktionsprincipper (blanding, formning, tørring og brænding).
Et typisk produktionsforløb er beskrevet nedenfor:
| Gravning og transport af ler |
| Lagring af råler |
| Blanding og sumpning |
| Bearbejdning |
| Formning |
| Tørring |
| Sætning på ovnsvogne |
| Brænding |
| Eventuel glasering af teglsten |
| Eventuel produktion af tegloverliggere |
| Pakning og emballering |
Gravning og transport af ler
Ler udvindes med gravemaskine og transporteres med lastbiler fra lergrav til produktionssted.
Lagring af råler
Ved værket sker oftest en udendørs (eventuel overdækket) lagring af råleret. Vognlæssene fordeles i lag, hvorved der opnås en opblanding og en lerkvalitet der er nødvendig for processen.
Hydratkalk anvendes som hjælpemiddel til stabilisering af råleret i våde perioder. Bariumkarbonat tilsættes for at neutralisere sulfat, så misfarvning af stenoverflader undgås.
Råmaterialets indhold af jern og kalk er afgørende for, om teglet bliver gult eller rødt. Der findes efterhånden teglsten i samtlige farvenuancer fra rød over rosé til gul.
Blanding og sumpning
Fra udendørs lager transporteres råleret til kasseføder. Denne transport foregår ofte med gravemaskine. Fra kasseføder føres råleret via transportbånd til lersumpen. Skal f.eks. to lertyper blandes benyttes to kassefødere - en til hver lertype - til opnåelse af det ønskede blandingsforhold. I lersumpen udlægges råmaterialerne efter forskellige blandingsprincipper, hvor størst mulig blanding tilstræbes.
Eventuel tilsætning af hydratkalk og bariumkarbonat/chlorid sker i denne delproces.
Eventuel tilsætning af sand, chamotte og savsmuld sker enten kort før lersumpen, i lersumpen eller umiddelbart efter sumpen. Sand og chamotte tilsættes som magringsmiddel. Savsmuld tilsættes leret for at lette tørrings- og brændingsprocessen.
Bearbejdning
Fra lersumpen transporteres leret via transportbånd til kollergang og herfra videre til valseværk, hvor yderligere homogenisering af produktionsleret sker. Under bearbejdningen tilsættes eventuelle manganforbindelser. Manganforbindelserne anvendes i mindre mængder som farvestof.
Formning
Produktionsleret æltes i en forælter, hvorefter blandingen opvarmes til 30-45°C ved hjælp af en gasbrænder eller ved damptilsætning.
Mursten
Mursten formes enten i en blødstenspresse eller en strengpresse:
I en blødstenspresse trykkes leret ned i forme og derefter afsættes den formede sten på stålplader, på brædder eller lægter, som automatisk transporteres bort fra maskinen.
Maskinsten formes på en vakuum strengpresse. Strengpressen består af en aksel med en snegl, der er indesluttet i en cylindrisk kappe. Leret presses af sneglen frem mod udløbet, der er forsynet med et mundstykke, der bestemmer stenenes dimensioner, og eventuelt en indsats, der bestemmer huludformningen. Den sammenhængende lerstreng, der af sneglen presses ud af mundstykket, bliver på afskærerbordet skåret i sten.
Tagsten
Tagsten formes enten i en strengpresse eller i gipsforme.
Vingetagsten formes i en vakuum strengpresse efter samme princip som ved formning af maskinsten, dog uden indsats til huludformning. På afskærerbordet bliver lerstrengen skåret i tagsten og derefter afsættes stenen på lægter, som automatisk transporteres bort fra maskinen.
Falstagsten formes i gipsforme. I en dertil indrettet maskine trykkes leret som allerede er vakuumstrengpresset ned i en underform, hvorefter en overform presses ned mod underformen. Efter presningen afsættes den færdigpressede sten på lægter, som automatisk transporteres bort fra maskinen.
Herefter transporteres stenene til tørring.
Tørring
Tørring af sten foregår enten i tørrekamre eller i tunneltørringsanlæg.
Tørringsprocessen styres ved regulering af luftmængderne i til- og afgangsspjældene og lufttemperaturen i tørreluften, således at optimalt tørringsforløb opnås. Nogle tørrekamre har installeret individuelle gasbrændere.
I et tørrekammer er stenene stationære. Her ændres luftmængder og -temperatur som funktion af tiden.
I et tunneltørringsanlæg er stenene mobile, og tunneltørreriet er inddelt i zoner med forskellige lufttilstande.
Sætning på ovnsvogne
Fra tørrekamre/tunneltørringsanlæg transporteres stenene til sættemaskinen, som sætter stenene på ovnsvogne i et forprogrammeret stablesystem.
Brænding
Umiddelbart før ovnen er der ofte placeret en forvarmer, hvor ovnsvognene holdes klar til indkøring i ovnen. Ovnsvognene køres ind i tunnelovnen. Styringen af brændingen sker via en PC. Toptemperatur og øvrige temperaturindstillinger afhænger af produkttype. Under brændingen foregår der i lermassen en række fysiske og kemiske processer, hvorved leret omdannes til tegl.
Brænding med underskud af ilt (reducerende brænding) kan bl.a. anvendes til at opnå farvespil.
Brændingsprocessen har stor indflydelse på teglets porøsitet. Poreforholdene er af afgørende betydning for de brændte produkters egenskaber mht. vandoptagelse og vandafgivelse.
Pakning og emballering
Fra ovnen transporteres stenene videre til aflæssermaskiner, hvor de aflæsses. Sten klar til salg palleteres og emballeres med krympeplast i en krympemaskine. Sten til eventuel glasering eller tegloverliggere transporteres videre til respektive område.
Eventuel glasering
Stenene påføres den ønskede glasur, enten ved dypning eller sprøjtning, og transporteres herefter til tørring. Når glasuren er tør, brændes stenene på ny.
Eventuel produktion af tegloverliggere
Teglsten udfræses. Stål lægges i de udfræsede teglsten og mørtlen støbes ned i de udfræsede sten og omkring stålet. Overliggeren hærdner ved stuetemperatur.
5.2.2 Muremørtel og pudsmørtel
Mørtel er en blanding af uorganiske bindemidler, tilslagsmaterialer, evt. tilsætningsstoffer og vand. Bindemidlet er her i Danmark ofte en blanding af hydratkalk og cement eller udelukkende cement. Der er dog også mørtler baseret på en blanding af hydraulisk kalk og hydratkalk eller alene på hydratkalk. Tilslagsmaterialet er som regel sand.
Mørtlerne er porøse. Porøsiteten afhænger primært af tilslagets kornstørrelsesfordeling samt af bindemiddeltilsætningen.
Kornstørrelsesfordelingen for tilslag til muremørtler ligger typisk (men ikke nødvendigvis) inden for følgende grænsekurver, mens pudsmørtlers tilslag ofte vil være finere (og dermed have en højere gennemfaldsprocent på de groveste sigter).
Figur 5.1:
Normkurvens grænser (DS 414)
Vådmørtel
Et typisk produktionsforløb kan skitseres som følger:
| Oplagring af råmaterialer |
| Læskning |
| Dosering og blanding |
Oplagring af råmaterialer, læskning
Sand lagres i udendørs silo. Kalken modtages enten i form af brændt kalk eller som hydratkalk og lagres i lukkede siloer. Brændt kalk tilsættes den ønskede vandmængde til fremstilling af hydratkalk.
Dosering og blanding
Sand og hydratkalk doseres efter vægt og blandes. Vand tilsættes under blandingen.
Tørmørtel
Et typisk produktionsforløb kan skitseres, som følger:
| Oplagring af råmaterialer |
| Dosering og blanding |
Oplagring af råmaterialer
Sand lagres i udendørs silo. Kalken modtages i form af hydratkalk og lagres i lukkede siloer. Cement lagres i lukket silo.
Dosering og blanding
Sand, hydratkalk og cement doseres efter vægt og blandes. Eventuelle tilsætningsstoffer, farvestoffer og/eller filler iblandes.
5.2.3 Kalksandsten
I Danmark produceres udelukkende facadesten med tilslag af knust bjergartsmateriale og/eller brændt flint. Der skelnes mellem følgende produkttyper: mursten, skaller og petringer.
Produktionen kan skitseres, som følger:
| Oplagring af materialer |
| Dosering af materialer |
| Blanding |
| Presning |
| Stabling til autoklaver |
| Autoklavering |
| Halvfabrikatalager |
| Evt. kløvning og savning af halvfabrikata |
Oplagring af materialer
Sand graves fra egen grav og opbevares i åben silo udendørs. Knust bjergartsmateriale, brændt flint og brændt kalk opbevares ligeledes i lukkede siloer udendørs.
Dosering og transport af materialer
Sand, knust bjergartsmateriale og brændt flint doseres efter vægt og blandes. Kalk tilsættes, hvorefter blandingen føres via forælter og transport over i tvangsblander.
Blanding
Blandingen foregår i en tvangsblander. Under blandingen tilsættes vand.
Presning
Via et bånd føres blandingen til pressen. Presningen er mekanisk presning og trykket styres ved strømeffekt.
Sætning og transport til autoklaver
Efter presning sættes stenene på vogne ved hjælp af en sættemaskine. Herefter køres vognene til autoklaver.
Autoklavering
Stenene køres ind i autoklaverne. Autoklaveringen sker ved en temperatur på ca. 200°C og et tryk på 15 atm. Hele processen tager ca. 8-10 timer.
Her reagerer kalken med siliciumoxid i sandkornenes overflade og danner vandholdigt silikat. Den del af kalken, som ikke bindes, bliver efterhånden karbonatiseret af luftens kuldioxid.
Halvfabrikatalager
Efter autoklaven losses stenene automatisk over på træpaller og køres til udendørs halvfabrikatalager.
Evt. kløvning og savning af halvfabrikata
Halvfabrikata sættes på bånd og halveres ved kløvning i kløvemaskine. Petringer fremstilles ved savning. Specialsten forvandes. Efter kløvning og savning føres stenene via bånd til stablemaskine.
5.2.4 Natursten
Der fokuseres i projektet alene på granitter og gnejser. Granit/gnejs er en naturligt forekommende bjergart, der består af mineralerne kvarts, feldspat og glimmer. Granit/gnejs er et hårdt materiale som generelt er ru og kornet i overfladen, men som kan poleres. Farven varierer fra grå/sort til grå/rødlig.
Granit/gnejs er sammenlignet med tegl mindre porøs og optager væsentligt mindre vand.
5.2.5 Murværk
Murværk begrænses i dette projekt til ovennævnte byggesten sammenføjet i forbandt ved brug af mørtel.
Der er forskellige former for overfladebehandling af murværk. Overfladebehandlinger kan foruden egentlige pudslag omfatte filtsning, sækkeskuring, vandskuring, kalkning mv. For nærmere beskrivelse af disse overfladebehandlinger henvises til Tegl 18 [33].
Derudover kan der være tale om en overfladebehandling i form af imprægnering, forsegling eller maling.
Afhængig af overfladebehandlingen kan materialets overfladeruhed samt egenskaber mht. vandoptagelse og afgivelse ændres.
5.2.6 Betontagsten
Betontagsten fremstilles af cement og sand som blandes til mørtel. Tagstenene extruderes af denne mørtel, og opnår herved stor styrke og tæthed. Tagstenene er normalt gennemfarvede ved tilsætning af jernoxider, i brune, gule og røde farver. Tagstenene har, som alle cementbaserede produkter, en tendens til kalkudfældninger på overfladen. Tagstenene kan være malede, hvilket mindsker kalkudfældningen. Udfældningerne vil normalt med tiden vaskes af af regnvand. Nye stens pH-værdi er på 12-14. Efterhånden som de karbonatiserer bliver pH neutral.