Oberflächenveredelung von Pflastersteinen und Platten

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Möglichkeiten und Verfahren
Oberflächenveredelung
von Pflastersteinen und Platten
Trotz der Flaute im Bauwesen ist das Volumen an
Betonpflaster, insbesondere an veredelten Produkten für den Garten- und Landschaftsbau kaum
zurückgegangen. Allerdings hat sich der Preiskampf
erheblich verschärft. Neue Verfahren der Oberflächenveredelung sind hinzugekommen, eingeführte Verfahren werden in mehreren Arbeitsgängen
miteinander kombiniert. Die Vielzahl der verschiedenen Veredelungsmethoden ist inzwischen fast
unüberschaubar geworden. Der vorliegende Bericht
versucht, eine gewisse Systematik in die verschiedenen Methoden zu bringen, einen Überblick über
die verschiedenen Methoden zu geben und die
wesentlichen Maschinenlieferanten zu den einzelnen Methoden aufzulisten. Dies erfolgt im Wesentlichen an Hand der Pflastersteinfertigung und lässt
sich sinngemäß auf die Plattenfertigung übertragen.
Im Fertigungsablauf wird hierbei unterteilt nach Frischbehandlung und Behandlung nach der Aushärtung, wobei hier wieder
zu unterscheiden ist zwischen integrierten Anlagen und separaten Behandlungszentren.
Fertigungsfrischseite
Frischauswaschen
Hier hat sich als gängigstes Verfahren das Frischauswaschen
durchgesetzt. Es werden im allgemeinen Steine mit Vorsatz
gefertigt, wobei teilweise mit Pigment eingefärbt wird, teilweise aber auch wertvolle farbige Natursande zum Einsatz kommen. Durch geeignete Auswahl von Düsen und Regulierung
des Druckes des Waschwassers können die unterschiedlichsten
Effekte der Oberfläche erzielt werden. Dies reicht von einer
recht guten Imitation des Sand- oder Kugelstrahlens bei Verwendung von feinem Vorsatz und feinen Düsen mit hohem
Auswaschdruck bis hin zum Erzielen des klassischen Waschbetons bei Einsatz von grobem Vorsatzmaterial. Hier muss mit
geringerem Druck gearbeitet werden, um ein Ausspülen der
einzelnen Körner zu vermeiden. Wichtig ist ein gutes Nachspülen mit Schwallwasser, um Schlierenbildung zu vermeiden.
Eine besonders interessante Variante bietet Schlosser-Pfeiffer
an: Auswasch und Nachspülstation sind getrennt, sodass das
Nachspülen besonders gründlich erfolgen kann. Ebenso ist ein
Oszillieren der Düsenreihen von Vorteil, um eine Streifenbildung auf der Oberfläche zu vermeiden. Als Lieferanten kommen hier in erster Linie die jeweiligen Lieferanten der Steinfertigungsmaschinen in Frage. Praktisch jeder Hersteller hat heute
seine eigene ausgereifte Konstruktion im
Dipl.-Phys. Günter Becker (*1944), über
Programm,
sodass
30 Jahre bei Schlosser-Pfeiffer, die meiste
dieser Zeit als Geschäftsführer. Seit 2000
auch die Einbindung
selbstständiger Unternehmensberater für
in das Steuerungsdie Betonindustrie und freier Mitarbieter
programm der Geder BFT für den Bereich der Stein- und
samtanlage auf diese
Plattenproduktion. Seit 2001 fester Mitarbeiter des Instituts für Fertigbau und
Art und Weise am
Fertigteiltechnik in Weimar.
unproblematischsten
gelöst ist.
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Possibilities and methods
Enhancing the surface
finish of concrete paving
blocks and slabs
Despite the general sluggishness in the construction market, the volume of concrete block pavement
has hardly declined at all. This applies in particular
to products with high-quality surface finish for garden and landscape construction. But the price war in
this segment of industry has considerably escalated. New processes for providing concrete products
with high-quality surface finish have been introduced, established processes are being combined
with each other in several work cycles. The variety
of the methods available has become almost bewildering. The following report tries to bring a certain
systematic approach to the subject by providing a
survey of the various methods available, together
with a listing of the major machine suppliers for the
respective methods. Most of the examples used
come from paving block production, which can be
analogously applied to slab production.
The production flow is divided up into the treatment of fresh
concrete products and the treatment following curing. With
regard to the latter, a distinction is again made between treatment in integrated systems and separate treatment centers.
Fresh production site
Wash finish
Here, wash finishes applied to freshly made pavers have asserted themselves. The pavers are in general provided with facings, some of which are pigmented with color, while others
are produced with valuable colored natural sands. A great variety of surface effects can be created with suitable nozzles and
by regulating the pressure of the wash water. This ranges from
a rather good imitation of sand and shot-blasting achieved on
fine facings, using fine nozzles operated with high water pressure, to the classic exposed aggregate finish obtained with
coarse facing. Exposed aggregate finishes are obtained by
working with low pressure to avoid individual particles from
being washed out. Good rinsing afterwards is important to
avoid streaking. A variety of particular interest is offered by
Schlosser-Pfeiffer: Washing and rinsing stations are separate,
enabling especially effective rinsing. Oscillating nozzles
arranged in rows are also of advantage to avoid streak formation on the surface. Most suppliers of this kind of machinery
are also the suppliers of the block machine together with
which it is used. Virtually every manufacturer has nowadays his
own mature system in the program so that the integration into
the control program of the plant is the most unproblematic
solution.
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Bürsten
Brush finish
Ein weiteres, wenn auch nicht so weit verbreitetes Verfahren ist
das Strukturieren mit Bürsten. Der Aufbau des Vorsatzes ist wie
beim Auswaschen, die Steine erhalten dabei allerdings eine
aufgeraute Oberfläche.
Another system, if not quite as widely
applied, is that using a brush to create the
surface texture. The mix design of the facing is the same as the one used for wash finish, except that the finished obtained by
brushing is rougher.
Flammen
Eine hochinteressante, wenn auch sehr seltene Methode der
Oberflächenveredelung auf der Frischseite ist das Flammen. Bei
diesem Verfahren durchlaufen die Steine unmittelbar nach
dem Ausstoß aus der Maschine einen über die gesamte Breite
gehenden Feuerstrahl höchster Temperatur. Die plötzliche
Hitze verbrennt den Zement an der Oberfläche, sodass ein
dem Auswaschen ähnlicher Effekt entsteht. Gleichzeitig platzen
aber auch einzelne grobe Körner der Mischung auf, sodass
eine lebhaft strukturierte Oberfläche entsteht. Darüber hinaus
platzen die Kanten ab, sodass ein dem Rumpeln ähnlicher
Effekt auftritt. Das Verfahren wurde durch die Fa. Beton-Braun,
Amstetten, entwickelt und ist dieser Firma geschützt. (Bild 1
und 2). Für Platten liefert eine solche Einrichtung die Fa. Pellegrini.
Fertigungstrockenseite – integrierte Verfahren
Grundsätzlich ist es natürlich verführerisch, ein Verfahren in
den Fertigungskreislauf zu integrieren, um das zusätzliche
Handling von Rohlingen zu vermeiden. Allerdings ist jedes
Verfahren deutlich langsamer als eine moderne Hochleistungsfertigungsmaschine. Es muss daher unbedingt eine ausreichend große Brettpufferung vorhanden sein. Außerdem sind
gewisse Rücksichtnahmen bei der Produktionsplanung erforderlich.
Stocken
Beim Stocken gibt es zwei verschiedene Maschinentypen:
Sowohl mit linearen Balken als auch mit rotierenden Tellern.
Beim ersten Maschinentyp werden mehrere Stockhämmer, die
zwischen Schraubenfedern gelagert sind, in rascher Folge
durch einen Führungsträger – den sogenannten Stockbalken –
auf und ab bewegt. Die dabei durch Massenbeschleunigung
erzeugte Energie wird genutzt für den gewünschten Hammereffekt.
Die Stockhämmer sind mit Hartmetallstiften ausgerüstet für
einen wirkungsvollen Stockeffekt bei einer relativ hohen
Lebensdauer. Bei einer Band-Stockmaschine zum Beispiel werden die zu bearbeitenden Betonpflastersteine oder -platten mit
Hilfe eines Transportbandes durch das brückenförmige Stockaggregat gefördert. Das Hammerwerk besteht aus mindestens
drei hintereinander angeordneten Stockbalken mit jeweils versetzt eingebauten federgelagerten Stockhammerreihen, die
über die gesamte Arbeitsbreite reichen.
Beim Bearbeitungsvorgang schlagen die Hartmetallstockhämmer mit hoher Geschwindigkeit auf die durchlaufenden Betonteile und stocken die Oberfläche. Der dabei anfallende Oberflächenbruch und -staub wird sofort durch eine Direktabsaugung mit Breitdüsen, die innerhalb des Stockaggregates
angeordnet sind, in Auffangbehältern gesammelt und kann
problemlos und umweltfreundlich entsorgt werden. Bei gefasten Betonpflastersteinen und -platten wird beim Stockvorgang die Fase nicht berührt, wodurch sie als Rahmen wirkt
und damit ein ruhiges, klares Fugenbild vermittelt, das je nach
Form und Farbe eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten in die
jeweilige Verlegeumgebung ermöglicht.
Anders verhält sich die Stockeinwirkung bei ungefasten scharfkantigen Steinen und Platten. Je nach Stockintensität und
Stocktiefe können gleichzeitig während des Stockvorganges
die Kanten gebrochen werden. Es entsteht ein neuer Stein von
rustikaler Schönheit, der sich besonders gut zum Verlegen in
Altstadtgebieten eignet. Die Stockmaschine vereinigt ohne
zusätzliche Kosten in einem Arbeitsgang den als Rumpeln
bekannten Brucheffekt und das Stocken.
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Flame finish
A highly interesting if rarely used finish is
obtained by exposing the fresh side to a
flame. For this treatment, the pavers, immediately following ejection from the machine,
are exposed over their entire width to a jet
of flame of the highest temperature. The
sudden heat burns off the cement on the
surface, creating an effect very similar to
that obtained by washing. But in this case,
the individual coarse particles of the mix
burst open leaving behind a lively textured
surface. In addition, the edges break off creating an effect similar to rumbling. This
method was developed by Beton-Braun,
Amstetten, and is protected (Figs. 1 and 2).
A similar system suitable for flaming slabs is
available by Pellegrini.
Bild 1. Flammen der Oberseite der
frisch gefertigten Produkte
Fig. 1. The upper side of the freshly
made products are flame treated
Dry side of production – integrated process
Integrating a process into the production cycle to eliminate
additional handling of fresh products is of course a highly
tempting solution. Every process, however, will be noticeably
slower than the pace set by a modern high-performance
blockmaker. Therefore, a sufficiently large pallet buffer must be
available for a solution of this kind. In addition to this, certain
considerations must here be taken into account for production
planning.
Bild 2. Beispiele
für geflammte
Steine
Fig. 2. A selection
of flamed pavers
Bush hammering
There are two different types of machines available for bush
hammering: operation with linear beam or by rotating disks.
With the first machine type, several bush hammers, supported
between worm springs, are moved rapidly up and down by a
guide beam – the so-called hammer beam. The energy produced in this way by mass acceleration is used for obtaining
the desired roughening effect.
The bush hammers are fitted with hard metal pins for effective
roughening and have a relatively long service life. When using
a belt bushhammer, for example, the concrete block pavers or
slabs are transported by conveyer belt through the bridge-type
hammer unit. The hammering unit consists of at least three
beams arranged one behind the other, each beam fitted with a
staggered arrangement of hammer head rows extending over
the entire operating width.
During the dressing process, the hard-metal hammer heads
work the concrete products underneath at high speed to create the desired finish. The chips and dust on the surface of the
concrete pavers are immediately sucked up through the broad
nozzles of a vacuum created inside the bushhammer machine.
The material is collected in catch containers for easy environmentally friendly disposal. When treating chamfered concrete
block pavers and slabs the chamfer is left untouched during
dressing. The chamfer serves in this case as a frame and provides for a clean, clear joint pattern which, depending on the
shape and color, leaves open many possibilities of applications
to adapt to a given environment.
The bushhammered effect obtained on sharp-edged blocks
and slabs without chamfer is a different one. Depending on
the intensity and depth of cutting, edges can be broken off
during the operation. In this way, a new block of rustic beauty
is created that is particularly well suited for paving historical
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Bild 3. Rotierende Scheiben zum
Stocken der
Oberflächen
Fig. 3. Rotating
disks are used for
creating a bushhammered finish
Mängel an der Oberfläche, die sowohl bei der Stein- als auch
bei der Plattenfertigung durchaus auftreten können, werden
durch diese Oberflächenbehandlung retuschiert. Ausblühungen werden im allgemeinen restlos beseitigt.
Durch Werkzeugwechsel können mit dieser Maschine die Steine auch nur gerumpelt werden, d. h., es werden nur die Kanten gebrochen und jede bearbeitete Betonpflastersteinlage
kann sofort zum Stapel gesetzt werden. Dies hat den Vorteil
dass keine aufwändige Sortieranlage, die beim Rumpeln mittels einer Trommel erforderlich ist, installiert werden muss.
Bekannter Lieferant dieser Maschinen ist die Fa. Schindler, darüber hinaus die Firmen Schauer & Haeberle, Weiss Steintechnik sowie Rino.
Beim zweiten Typ werden rotierende Scheiben, wie sie z. B. in
Schleif- oder Fräsmaschinen vorhanden sind, mit speziellen
Köpfen, auf die die Fa. Italmont ein Patent besitzt, bestückt.
Diese Ausführungsart ist beispielsweise in Australien sehr
populär, allerdings kann hiermit das Rumpeln nicht nachgebildet werden (Bild 3).
Auch wenn dieses Verfahren auf Grund der Geschwindigkeit
integriert werden kann, so ist zu beachten, dass die zu bearbeitenden Steine mindestens 3, besser 5 Tage alt sein müssen.
Entsprechende Reservekammern sind damit unbedingte Voraussetzung.
city centers. The bushhammer unit combines without additional costs in one work cycle the fractured surfaces produced
by rumbling and bushhammering.
Defects on the surface, which may occur both during block
and slab production, are obscured by this surface treatment.
Efflorescence is in general altogether removed.
By changing the tools in the machine, it is also possible to subject the pavers only to rumbling, so that only the edges of the
blocks are broken and every layer of concrete blocks can be
immediately removed for stacking. This has the advantage that
no complex sorting machine, as required for rumbling in
drums, must be installed. One well-known supplier of
machines of this type is Schindler, in addition to Schauer &
Haeberle, Weiss Steintechnik and Rino.
The second type involves rotating disks, of the type used for
example in grinding and milling machines, fitted with special
heads, for which Italmont holds a patent. Machines of this
design are for example very popular in Australia. These, however, are not capable of rumbling (Figure 3).
Although this process, due to its low operating speed, is not
suitable for integration, consideration must be given to the
fact that the pavers must have reached an age of at least 3, still
better 5, days before this finish can be administered. The availability of appropriate storage chambers is therefore an
absolute requisite in plants using this method.
Milling
Another method whose operating speed makes it suitable for
integration in the production cycle is milling. Milling can take
place both by wet and dry process. The restriction with regard
to the age of the paver does here not apply.
For this process, disk milling cutters or roller cutters tipped
with diamond tools are generally used. Apart from using
milling for creating an interesting rough surface finish, milling
is absolute requisite for calibration prior to grinding. Pavers
and slabs must be calibrated on their backside to ensure a uniform chamfer depth during the grinding process that follows
and to avoid different chamfer widths that detract from the
optical appearance. All of the companies mentioned in the
preceding chapter supply such milling machines, in addition
to SFH (Figure 4, in this case, however showing the milling of
hollow blocks).
Fräsen
Acid treatment
Ein weiteres Verfahren, das auf Grund seiner Arbeitsgeschwindigkeit in den Fertigungskreislauf integriert werden kann, ist
das Fräsen. Dies erfolgt sowohl im Nassverfahren als auch
trocken. Die obige Einschränkung bezüglich des Alters der Steine gilt hier nicht.
Eingesetzt werden im Allgemeinen Tellerfräser oder Walzenfräser, die mit Diamantwerkzeugen bestückt sind. Neben der
Erzeugung einer interessanten, rauhen Oberfläche ist das Fräsen als Kalibriervorgang unbedingte Voraussetzung für ein
nachfolgendes Schleifen. Bei Steinen oder Platten mit Fase
muss dabei dieses Kalibrieren auf der Rückseite erfolgen, um
beim nachfolgenden Schleifvorgang eine gleichmäßige Fasentiefe zu gewährleisten und damit auch eine optisch auffällige
unterschiedliche Fasenbreite zu vermeiden. Lieferant solcher
Fräsmaschinen sind alle im vorigen Abschnitt genannten Firmen, darüber hinaus die Fa. SFH (Bild 4, hier allerdings beim
Fräsen von Hohlblocksteinen).
A method that is very easy to integrate in the overall process
and causes absolutely no delay on the dry side is that of acidetching the surfaces of the freshly washed out pavers, adding a
new brilliance. For this operation, the hardened block layer is
sprayed with acid, washed and impregnated in the next workstation. The process more than positively affects the appearance of a freshly washed paver and is particularly effective in
keeping the surface from becoming dull. Stacking can take
place without having to wait for this impregnation layer to dry
so that the delay on the dry side is minimal. In most plants, a
section of the existing control line can be used for this purpose. An impregnation unit of this kind should anyhow be
available in every finishing plant to protect high-quality pavers
or slabs. To achieve this, two system partners, Schlosser-Pfeiffer
and Remei, have taken first steps to combine plant engineering and chemicals to the benefit of block production.
Grinding
Säuern
Ein Verfahren, das mit sehr geringem Aufwand und ohne die
geringste Verzögerung im Ablauf in die Trockenseite zu integrieren ist, ist das Säuern zur Verbesserung der Brillanz von
Oberflächen frisch ausgewaschener Produkte. Hierbei wird die
erhärtete Steinlage mit einer Säure besprüht, abgewaschen
und in der darauffolgenden Arbeitsstation imprägniert. Das
Verfahren beeinflusst die Optik eines frisch ausgewaschenen
Steins mehr als positiv und wirkt besonders gegen eine
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A surface finish of special high quality can be obtained by
grinding, „beautiful“ raw materials to work taken for granted.
For this purpose, linear machines fitted with grinding heads
arranged in series are most commonly used. The number of
heads depends on the desired surface fineness. Extremely
smooth surfaces are, of course, the most attractive. However,
due to the hazard these cause in frosty weather (danger of slipping), they can be considered in Germany only for use
indoors.
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Schleierbildung. Die Stapelung braucht keine Rücksicht auf
eine Trocknung dieser Imprägnierschicht zu nehmen, sodass
nur eine minimale Verlängerung der Trockenseite erforderlich
ist. Meist kann hier ein Teil der vorhandenen Kontrollstrecke
verwendet werden. Eine solche Imprägnierung sollte ohnehin
in keiner Veredelungsanlage fehlen, um hochwertige Pflastersteine oder Platten zu schützen. Hier haben zwei Systempartner, Schlosser-Pfeiffer und Remei, erste Schritte getan, um
Anlagentechnik und chemische Produkte zum Nutzen des
Betonwerks zusammenzubringen.
Schleifen
Eine besonders edle Oberfläche, „schönes“ Rohmaterial natürlich vorausgesetzt, wird durch Schleifen erzielt. Hier werden im
allgemeinen Linearmaschinen mit hintereinander angeordneten Schleifköpfen eingesetzt. Die Anzahl der Köpfe richtet sich
hierbei nach der gewünschten Feinheit der Oberfläche, wobei
extrem glatte Oberflächen natürlich optisch sehr ansprechend
sind, auf Grund der Rutschgefahr bei Frost in Deutschland aber
nur für den Innenbereich in Frage kommen.
Als Werkzeuge werden Schleifsteine in den verschiedensten
Zusammensetzungen und Ausführungsformen verwendet.
Dabei sind Schleifringe und Schleifsegmente, kunststoff- oder
magnesitgebunden, die gebräuchlichsten Schleifmittel. Aber
auch spezielle Diamantsegmente kommen hierbei zur Anwendung.
Schleifsteine haben einen hohen Anteil an Silizium in den verschiedensten Korngrößen in Verbindung mit ihren unterschiedlichen Bindemitteln. Entsprechend der gewählten Korngröße entsteht eine Oberflächenglätte bis hin zur Politur.
Schleifmaschinen werden neben den schon beim Stocken und
Fräsen genannten Herstellern beispielsweise auch von Breton
angeboten. Eine Schleifmaschine der Fa. Schindler zeigt Bild 5.
Auch wenn sich Schleifen auf Grund seiner hohen Arbeitsgeschwindigkeit zur Integration in den Fertigungskreislauf eignet,
führt die Baugröße einer Schleifmaschine im Allgemeinen
jedoch dazu, dass diese nicht einfach parallel zur Trockenseite
aufgestellt werden kann und den normalen Paketierer mitbenutzt. Es bietet sich vielmehr an, um ein zusätzliches Handling
zu vermeiden, die Abnahmestelle in der Trockenseite anzuordnen, aber von dort aus einen separaten Bearbeitungsstrang
aufzubauen. Hierfür gibt es auch noch einen weiteren Grund:
die empfindliche Oberfläche der geschliffenen Steine oder Platten verlangt einen besonderen Schutz, der sich in normalen
Paketieranlagen nicht ohne weiteres darstellen lässt.
Behutsame Paketierung der Steine –
besonders bei geschliffenen Oberflächen
Eine solche spezielle Anlage zur Paketierung empfindlichster
Produkte hat die Fa. Rino kürzlich in Betrieb genommen. Jede
Lage wird mit Schnüren geschützt, um einen schonenden
Transport zu gewährleisten. Zudem wird automatisch eine
Folie vor der ersten Steinlage auf die Transportpalette gelegt.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit der Kombination einer waagerechten und flachen Paketierung. Dabei werden auf jede
Lage zusätzliche Styroporstreifen als Zwischenschutz gelegt.
Ebenso kommt ein waagerechter Styroporzwischenlageneinleger zum Einsatz (Bilder 6 und 7).
Erhärtete Produkte – separate
Bearbeitungslinien
Kugelstrahlen
Eines der ersten Veredelungsverfahren ist das Kugelstrahlen.
Durch die Beaufschlagung mit Strahlmittel werden die mineralischen Bestandteile des Betons herausgearbeitet und geben so
der Oberfläche ein edles Erscheinungsbild.
Das Herz einer Strahlmaschine ist das Schleuderrad, auch Turbine genannt. Hier entsteht der größte Verschleiß. Je nach
Strahlziel und Teiledurchsatz werden immerhin mehrere Tonnen abrasives Strahlmittel pro Minute bewegt. Das Aggregat
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Bild 4. Fräsen
von Steinen
Fig. 4. The paver
surfaces are milled
Bild 5. Schleifmaschine mit
mehreren
Schleifköpfen
Fig. 5. Grinding
machine with
several grinding
heads
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muss daher verschiedene Eigenschaften in sich vereinen.
Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Wartungsfreundlichkeit
sind hier die Hauptkriterien. Maschinen dieser Art sind für den
Bereich der Betonbearbeitung grundsätzlich mit einem Gitterband ausgerüstet, auf dem die Stein- oder Plattenlagen aufgelegt werden mit kontinuierlichem Transport durch die sogenannte Strahlkammer.
Beim Erreichen der Strahlzone wird selbsttätig – durch Lichtschranken gesteuert – die regelbare Strahlmittelzufuhr zu den Schleuderrädern freigegeben und die Betonteile werden gestrahlt.
Je nach Ausführung der Strahlanlage werden 100 bis 900 kg
Strahlmittel pro Minute mit hoher Geschwindigkeit auf die zu
strahlenden Betonteile geschleudert. Verwendet werden dabei
Stahlkugeln.
Nach dem Strahlvorgang werden die Betonteile durch eine
Abreinigungszone geführt, in der Düsen kombiniert mit einem
Hochdruckventilator die aufliegenden Strahlmittelmengen entfernen. Dieses fällt dabei durch das gelochte Transportband in
Sammeleinrichtungen zur anschließenden Reinigung und
Rückgewinnung.
Der bei der Oberflächenbehandlung entstehende Staub wird
durch eine geeignete Entstaubungsanlage abgesaugt und in
Behältern gesammelt.
Die Beeinflussung des Strahleffektes ist durch Einstellungsvarianten möglich, wobei die Veränderung der Durchlaufgeschwindigkeit dominiert. Weitere Möglichkeiten bestehen
durch die Regulierung der Strahlmittelmenge, verschiedene
Korngrößen des Strahlmittels und auch variable Schleuderraddrehzahlen. Jede Veränderung des einen oder anderen Parameters verursacht eine andere Oberflächenstruktur.
Führende Hersteller von Strahlmaschinen mit Erfahrung auch
aus anderen Industriebereichen sind die Firmen Pellegrini,
Agtos und Schlick.
Die Anordnung als separate Bearbeitungslinie erfolgt zum
einen aus der Erfordernis erhärteter Produkte und damit, wie
Grinding tools of various configuration and design are used for
creating the finish. Grinding rings and grinding segments,
bonded with plastics or magnesite, are most commonly used,
as well as special diamond segments.
Grinding stones typically contain high amounts of silicon of
various particle size in conjunction with the different binders.
Depending on the particle size chosen, a surface smoothness
up to a polished finish can be created.
Grinding machines are offered by the manufacturers already
listed under bushhammering and milling as well as, among
others, by Breton. Figure 5 shows a grinding machine available from Schindler.
Although grinding, due to its high speed of operation, is suitable for integration in the production cycle, the size of a grinding machine will usually lead to the decision against setting it
up simply in parallel to the dry side and in combination with
the normal cubing. A better solution, to avoid additional handling, is to set up the take-off station on the dry side, but to
operate it from a separate finishing section. There is another
reason that speaks for this solution: the sensitive surfaces of the
ground pavers or slabs require special protection, which an
ordinary cuber cannot easily provide.
Careful paver cubing – especially of blocks with ground
surfaces
A cuber designed to handle the most sensitive of products was
recently taken into operation by Rino. Every layer is protected
with strings to ensure careful transport. In addition to that, a
foil is automatically installed in the transport pallet before
depositing the first block layer.
In addition, the cuber can be used for combined vertical and
flat packaging. For this purpose, additional polystyrene strips
are placed on every layer to provide intermediate protection. A
horizontal polystyrene inserter is also available for this purpose
(Figs. 6 and 7).
Hardened products – separate finishing lines
Shotblasting
One of the first finishing methods used in the industry is shotblasting. The mineral constituents of the concrete are exposed
by impacting the surfaces with blasting agents to create a
high-quality finish.
The heart of every shotblaster is the centrifugal wheel, also
referred to as turbine. This is where the heaviest wear occurs.
Small wonder as, depending on the desired finish and the
throughput, several tons of abrasive blasting agents are moved
per minute. Therefore, the unit must combine several properties. Reliability, economy and easy maintenance are here the
main criteria. All machines of this kind used for working concrete are fitted with a perforated belt on which the paver or
slab layers are placed for continuous transport through the
blasting chamber.
Upon reaching the blasting zone, the controllable blasting
agent infeed is automatically actuated – controlled by light
barrier – by the centrifugal wheel and blasting of the concrete
products started.
Depending on the design of the blasting plant, 100 to 900 kg
shot per minute are propelled onto the concrete parts to be
treated. For this purpose, steel pellets are used.
Following shotblasting, the concrete parts are passed through
a cleaning zone, where the loose materials produced by shotblasting are removed by nozzles used in combination with a
high-pressure ventilator. The material drops through the perforated belt into the collection device and is subsequently carried
off for cleaning and recycling.
The dust that is created while administering the surface treatment is vacuumed off by a suitable dedusting plant and collected in containers.
The effect created by blasting can be influenced through various adjustment modes, of which the most commonly used is
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vorstehend beim Stocken beschrieben, erforderlichen Reservekammern, zum andern aber auch wegen der doch deutlich
langsameren Bearbeitungsgeschwindigkeit. Eine besonders
interessante Variante wurde im Betonwerk Retzbach der Fa.
Schmitt & Weitz realisiert: Der normale Stapelautomat der
Trockenseite wurde verlängert bis über die Aufgabestelle der
Strahlanlage. Zusätzlich wurde auf dieser Fahrbahn eine zweite
Absetzzange installiert. Somit ist die Beschickung der Strahlanlage unmittelbar aus der Fertigungslinie möglich, was ein
zusätzliches Handling vermeidet. Es können aber auch Rohlinge vom Lagerplatz angefahren werden, wobei dann in der
üblichen Art die Pakete vereinzelt, die Einzellagen gestrahlt
und dann wieder paketiert werden. Gerade dieser Fall hat
jedoch gezeigt, dass eine Integration, trotz der verführerischen
Vorteile, nicht wirklich praktikabel ist, da die Taktzeiten von
Strahlen und Fertigung einfach zu unterschiedlich sind. Selbst
eine großzügigst bemessene Speicherung von Unterlagsbrettern oder -blechen ist in kürzester Zeit leer. Auch aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist ein integriertes Strahlen nur bei auftragsgebundener Fertigung vertretbar, da sonst auf Grund des
höheren Wertes der gestrahlten Produkte gegenüber Rohlingen die Kapitalbindung auf dem Lagerplatz ungleich größer
ist.
Rumpeln
Ein weiteres Verfahren mit langer Tradition ist das Rumpeln.
Auch hierbei müssen die Steine ein entsprechendes Mindestalter haben und die Paketierung, falls überhaupt automatisiert,
ist komplett anders als für „normale“ Pflastersteine. Im Gegensatz zu allen vorbeschriebenen Verfahren ist dieses das einzige,
das nicht für Platten in Frage kommt.
Beim Rumpeln werden Rohlinge, im Allgemeinen Pflastersteine
ohne Vorsatz, in eine rotierende Trommel gegeben. Durch das
Aufeinandertreffen der Steine in der Trommel werden die Kanten gebrochen und die Steine erhalten das Aussehen „gealterter“ Natursteine. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Steine
extrem unsortiert aus der Trommel kommen. Dies machte in
der Vergangenheit ein sehr aufwändiges manuelles Paketieren
erforderlich. Inzwischen sind vollautomatische Anlagen auf
dem Markt, die aber auch nicht ganz ohne manuelle Eingriffe
auskommen. Bekannte Lieferanten dieser Anlagen sind SFH, BL
und andere.
Curling
Eine völlig neuartige Methode ist das Curling. Hierbei wird die
Oberfläche der unbehandelten Betonbauteile oder der mit
stumpfrauer Fläche vorbehandelten Bauteile durch Bürsten
bearbeitet.
Mit einer Fördereinrichtung werden die zu behandelnden
Betonbauteile mit einer regelbaren Geschwindigkeit unter den
Bearbeitungsstationen bei entsprechendem Anpressdruck der
Werkzeuge in Abhängigkeit von der Beschaffenheit und dem
Material der Betonbauteile hindurchgeführt.
Durch die Bearbeitung der Oberfläche der Betonbauteile mit
Hilfe der rotierenden Curlingwerkzeuge wird eine Oberflächenglättung erzielt, die bis zu einer feingeschliffenen Fläche
gesteigert werden kann. Bei unbearbeiteten oder gestrahlten
Betonbauteilen wird dabei eine stumpfe Rauheit der Oberfläche in eine speckig glänzende Rauheit umgewandelt, ohne
dass dabei die Oberflächenkonturen beseitigt werden.
Dieses Verfahren gestattet nicht nur die Bearbeitung von ebenen Oberflächen, sondern auch von strukturierten Oberflächen, ohne die Strukturen zu beseitigen, sowie die Bearbeitung von gewellten bzw. kugeligen Oberflächen.
Ein besonderer Vorteil des Curling-Verfahrens besteht darin,
dass die freiliegende Körnung und die zwischen den Körnungen tiefer liegenden Feinanteile geglättet werden. Dabei kann
eine Porenverdichtung erzielt werden und es ergibt sich eine
neue Oberflächenoptik.
Das hat insbesondere Auswirkungen auf die hygroskopischen
Eigenschaften der Oberfläche, die dadurch deutlich geringer
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that of changing the throughput speed. Other means of control are regulating the amount of blasting material released,
varying the particle sizes of the blasting agent, or varying the
rotational speed of the wheel. Each change to one or the other
parameter will result in the creation of a different surface structure.
Leading manufacturers of blasting machines, who can also
draw on the experience gained in other industrial sectors, are
Pellegrini, Agtos und Schlick.
A separate arrangement of the plant on a special finishing line
follows already from the fact that the treatment can only take
place on hardened products so that standby chambers of the
kind described under the heading devoted to bushhammering
are required. Another reason is the much slower operating
speed of the shotblaster. A design of particular interest was
realized in Betonwerk Retzbach of the company Schmitt &
Weitz. The normal automatic stacking process on the dry side
was extended to beyond the feed station leading to the blasting plant. In addition to that, the transport lane was equipped
with a second take-off clamp. In this way, the blasting plant
can be loaded directly from the production line without requiring additional handling. Another possibility is to collect the
untreated products from the storage yard. In this case, the
cubes are separated in the usual fashion, the individual layers
sandblasted and once again cubed. But this case has also
demonstrated clearly that an integration – as tempting as the
advantages may be – is not really practicable, as the cycle
times required for blasting and production are simply too different. Even the most generously designed production board
or sheet magazine will be empty within the shortest time.
From the point of economics, integrated blasting only makes
sense for job production, as otherwise, due to the much higher
value of the blasted products, the capital tied up in the yard
would be disproportionately higher than that represented by
the unfinished products.
Rumbling
Bild 6 und 7. Automatische
Paketiervorrichtung mit
Styropor-Zwischenlagen
Figs. 6 and 7. Automatic
cuber with polystyrene layers
in-between
Another process with long tradition is that of rumbling. Products subjected to this treatment must also have reached a certain minimum age, and cubing, if at all automated, is entirely
different from that used for “normal“ pavers. This, other than
is the case with the other finishing methods described in this
report, is also the only method not suitable for slabs.
For rumbling, the unfinished products, most typically pavers
without facing, are placed in a rotating drum. Tumbling of the
pavers in the drum causes their edges to be broken off, giving
them a rusticated “aged“ look. The disadvantage of this system is that the pavers emerge from the drum in total disorder.
This used to necessitate complex packing operations. In the
meantime, however, fully automated plants are on the market.
But even these still require a certain amount of manual handling. Among the better known suppliers of these plants are
SFH and BL.
Curling
An entirely innovative method is that of curling. For this, the
surfaces of the raw concrete products provided with a blunt
roughened surface are worked with brushes.
The concrete parts to be treated in this way are passed under
the processing stations for curling. The operating speed of
these stations can be regulated, the same as the pressure to be
applied to the products, as required to obtain the desired
result and depending on the mix design.
By working the surface of the concrete parts with the rotating
curling tools a surface smoothness is obtained that can be still
further increased by fine grinding. Raw or sandblasted concrete surface are given in this way a rough sheen without
removing the contours of the surface.
This method is not only suitable for working plane surfaces,
but also for textured surfaces, leaving intact the textured finish, as well as for corrugated or spherical surfaces.
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werden, sodass bei einer nachträglich erfolgten Versiegelung
oder aber einer nachträglichen Imprägnierung eine geringere
Auftragsmenge benötigt wird, was wiederum eine verkürzte
Abbindezeit zur Folge hat.
Alle Betonoberflächen, insbesondere solche, die bereits durch
eine der vorgenannten Methoden vorbehandelt wurden, sind
geeignet für das Curlingverfahren und erhalten eine sanft
schimmernde Oberfläche wie „Samt und Seide“. Auch Strukturen und Konturen werden durch die anpassungsfähigen Curling-Werkzeuge feinfühlig behandelt, ohne die Natürlichkeit
des Betons zu zerstören oder zu verfälschen.
Für dieses Verfahren, insbesondere im Hinblick auf die damit zu
erzielende Reduzierung der Hygroskopie der Oberfläche, hat
die Fa. Schindler ein Patent angemeldet. Auch hier hat sich die
Fa. Remei mit dem Maschinenlieferanten gemeinsam einer
Entwicklung verschrieben um ein mechanisches Verfahren
noch chemisch zu verbessern.
Zusammenfassung
Zahlreiche Möglichkeiten bei der Behandlung des einstmals so
geschmähten Massenproduktes „Pflaster“ setzen der Phantasie
nahezu keine Grenzen. Durch Kombinieren der vorbeschriebenen Methoden lässt sich eine unendliche Vielfalt der Oberflächengestaltung erreichen. Grundvoraussetzung dafür sind
aber stets qualitativ hochwertige Ausgangsstoffe und eine fehlerfreie Produktion der Rohlinge.
Günter Becker, Weimar
A special advantage of the curling method is that the exposed
particles and the fines between the particles further down are
smoothed. In this way, pore compaction can be achieved and
with this a finish with a new look.
This in particular influences the hygroscopic properties of the
surface, which are noticeably reduced so that lesser amounts
of coating are required for sealing or impregnating the surfaces later on, if this is desired, thus reducing curing times as
well.
All concrete surfaces, in particular those already subjected to
one of the treatments described above, are also suitable for
curling to give them a softly shimmering finish like “velvet and
silk.“ Textures and contours are also sensitively treated by the
adjustable curling tools without destroying or distorting the
concrete’s natural look.
For this method, in particular with a view to reducing the
gyroscopic properties of the surface, Schindler has now
applied for a patent. For this development, Remei has also
joined forces with the machine builder to refine the process
still further by contributing its special know-how.
Summary
Numerous possibilities for treating the formerly much looked
down upon mass product “block pavement“ give free reign to
the imagination of surface finish designers. By combining the
described methods, an infinite variety of surface finishes can be
achieved. Absolute requisite to a satisfactory result are, however, as always constituent materials of the highest quality and
faultless products to work on.