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Verfahren zur Herstellung eines porösen Baustoffes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines durch Hinzufügen eines schaumbildenden
Mittels porösen Baustoffes, der aus gebrannter Magnesia (Magnesiumoxyd), Magnesiumchlorid und organischen oder anorganischen Füllstoffen und unter Zusatz von Kunstharz und/oder Bitumen hergestellt wird.
Die Herstellung solcher Leichtbaustoffe kann entweder dadurch erfolgen, dass eine Gasentwicklung durch gasabgebende Stoffe bewirkt wird, oder dass Schaummittel zugesetzt und durch mechanisches Einpeitschen von Luft ein Schaum erzeugt wird. So sind beispielsweise als Schaummittel Sulfitablaugen vorgeschlagen worden, die mit Kalk zu einem Schaum verarbeitet werden, welcher anschliessend mit Zement versetzt wird. Zur Stabilisierung derartiger Schaumbetone ist die Verwendung von HarnstoffFormaldehyd bekannt.
Ein weiteres bekanntes Verfahren, welches sich auf die Herstellung poröser Sorelzementmassen bezieht, beschreibt die gemeinsame Mischung von Magnesiumchlorid - Lösung, Schaummittel und Magnesiumoxyd zu einem Schaum. Mit diesem zuletzt erwähnten Verfahren, nach welchem alle Stoffe gleichzeitig zusammengegeben werden und durch Einpeitschen von Luft eine schaumige erhärtende Masse hergestellt wird, werden Baustoffe erhalten, die zwar porös sind, aber unzureichende Festigkeitswerte haben und in ihren Dämmeigenschaften noch Nachteile aufweisen.
Die vorliegende Erfindung geht von einem derartigen Verfahren aus, unterscheidet sich jedoch von diesem in der Reihenfolge, in welcher die einzelnen Komponenten zugesetzt und verarbeitet werden, u. zw. wird erfindungsgemäss zuerst ein schaumbildendes Mittel mit einer wässerigen MagnesiumchloridLösung so lange gemischt, bis die Bildung einer stabilen Schaummasse im wesentlichen beendet ist. Im Anschluss daran wird dieser fertigen Schaummasse allmählich ein Kunstharz und/oder ein Bitumen zusammen mit organischen und/oder anorganischen Füllmitteln und Magnesiumoxyd beigegeben, wobei die Zugabe von Magnesiumoxyd und Füllmitteln zusammen oder in der Reihenfolge Magnesiumoxyd und anschliessend Füllmittel erfolgen kann.
Die üblichen Sorelzemente wurden durch Zusammenfügen von gebrannter Magnesia mit einem Füllstoff hergestellt, der meist aus Säge- oder Korkmehl besteht und dem noch Steinmehl zur Streckung und Farbstoffe zur Färbung zugesetzt werden können. Das Ganze wurde mit einer Magnesiumchlorid-Lösung von 20 bis 250 Bé zu einer mörtelartigen Masse verarbeitet, die man zu Platten pressen oder vergiessen kann. Die Erhärtung erfolgt in 16 - 20 Stunden, und es ergibt sich ein Erzeugnis von grosser Härte und Druckfestigkeit.
Der Herstellungspreis dieses Baustoffes wird entscheidend von dem Anteil an gebrannter Magnesia (Magnesiumoxyd) bestimmt, das durch Erhitzen von Magnesia auf höchstens 8000 erhalten wird. Grundsätzlich ist hiebei als Füllmittel auch ein anorganisches Füllmittel, beispielsweise Sand, verwendbar, besonders wenn dieser Sand als Sandmehl Verwendung findet. Hiedurch erhöht sich aber der notwendige Anteil von Magnesiumoxyd, wodurch die Herstellungskosten beträchtlich gesteigert werden. Gleichzeitig sinken die Dämmwerte des Baustoffes.
Aus diesen Gründen, also zur Erreichung einer genügenden Dämmfes. tigkeit und gleichzeitig eines ausreichend niedrigen Preises, wird als Füllstoff im allgemeinen Holz- oder Korkmehl, also ein organisches Füllmittel, benutzt. Durch Verwendung von derartigen organischen Füllstoffen wird auch die
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Verarbeitungsfähigkeit des Baustoffes verbessert, was insbesondere für seine Oberfläche von Bedeutung ist. Man erreicht auf diese Weise eine genügende Wärme- und Dämmfähigkeit, wenn auch die Schalldämmung dieses Baustoffes sehr gering und praktisch gleich Null ist, gleichgültig, welche Füllstoffe auch immer verwendet werden mögen.
Mit der Benutzung von organischen Füllstoffen, also insbesondere Holzmehl oder Korkmehl, ergeben sich aber weitere Schwierigkeiten, die vor allem in der Wasseraufnahmefähigkeit dieser organischen Füllstoffe begründet sind. Der so hergestellte Baustoff neigt zu Rissen und Formveränderungen, selbst nach längerer Verlagerungszeit, was gerade bei Fussbodenplatten einen erheblichen Nachteil darstellt. Hiemit hängt zusammen, dass dieser Baustoff auch gegen elektrische Ströme wenig isolationsfest ist. Um diese Nachteile nicht zu gross werden zu lassen, ist man gezwungen, den Anteil an organischen Füllstoffen zu begrenzen, was wiederum dazu führt, dass-von der völlig ungenügenden Schalldämmung abgesehenauch die Wärmedämmung zu wünschen übrig lässt.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich nun ein Baustoff von grosser Porosität, hoher Festigkeit und äusserst geringem spezifischen Gewicht, der über eine grosse Wärme- und Schalldämmung verfügt. Es ist ohne weiteres möglich, ein Raumgewicht von 300/ms bei völlig ausreichender Festigkeit zu erhalten. Dadurch, dass das Gefüge des Baustoffes mit Hilfe des Schaumbildners aufgelockert worden ist, ist bedenkenfrei möglich, in grossem Umfange und sogar ausschliesslich anorganische Füllstoffe, beispielsweise Sand, zu verwenden und nicht nur in Form von Sandmehl, sondern auch in Form von grobem ungemahlenen Sand, ohne dass die Gefahr besteht, dass der verteuernde Anteil an Magnesiumoxyd ungebührlich wächst oder dass sich zu geringe Dämmwerte ergeben.
Ohne dass also organische Füllstoffe, beispielsweise Holzmehl, benutzt werden müssen, ergeben sich Werte für die Wärme- und Schall- dämmung, die wesentlich günstiger sind als die entsprechenden Werte des bekannten Steinholzbaustoffes.
Durch den Zusatz von Kunstharz oder Bitumen ergibt sich ein äusserst zähes Gefüge von grosser Biegeund Zugfestigkeit. Hiedurch wird auch erreicht, dass der Baustoff wasserfest ist. Das Verfahren ist auch ausführbar, wenn Kunstharz oder Bitumen fortgelassen werden. Es empfiehlt sich aber, zumindest teilweise Bitumen zuzusetzen, damit die rostfördernde und eisenzersetzende Magnesiumchlorid-Lösung durch Hinzufügen von Bitumen in ihrer Wirkung auf benachbarte Eisen- oder Metallteile abgeschirmt wird.
Es empfiehlt sich, das Kunstharz und/oder Bitumen in Form einer Dispersion oder Emulsion beizugeben. An Wasser wird zur Herstellung des Baustoffes nur das Lösungswasser der Magnesiumchlorid-Lösung und die geringe Wassermenge für die Kunstharz- und / oder Bitumen-Dispersion oder-Emulsion benötigt.
Zusätzliche Wassermengen, wie sie beispielsweise bei allen Leichtbetonen notwendig sind, entfallen hier vollständig. Auf diese Weise sind dieser Baustoff und seine Herstellungsverfahren mit grossem Vorteil auch zum Herstellen von in sich geschlossenen Estrichdecken unmittelbar auf dem Bau verwendbar. Hiebei wirkt sich weiter als Vorteil aus, dass das erfindungsgemäss hergestellte Erzeugnis schon kurze Zeit nach dem Ausgiessen begehbar ist. Schon wenige Stunden reichen aus, um ohne Bedenken eine Begehung vorzunehmen, und nach einem Tage kann schon beispielsweise auf dem Estrich weitergearbeitet werden.
Vorzugsweise weist die wässerige Magnesiumchlorid-Lösung eine Viskosität von 30 bis 350 Be auf, ist also wesentlich viskoser als diejenige Magnesiumchlorid-Lösung, die üblicherweise zur Herstellung von Steinholz benutzt wird.
Von entscheidender Bedeutung ist bei der Herstellung des Erfindungsgegenstandes die Stabilität des erzeugten Schaumes, damit dieser nicht bei Einführung des Füllmittels und der Dispersion oder Emulsion zerstört wird. Wesentlich ist ausserdem die Verträglichkeit des Schaumbildners mit den übrigen Bestandteilen des Baustoffes. Hiebei hat sich als besonders günstig das an sich bekannte Ammoniumsalz einer Alkylarylsulfonsäure erwiesen. Wenn sich auch das Ammoniumsalz als besonders wertvoll herausgestellt hat, können auch andere Alkylarylsulfonate benutzt werden. Es hat sich weiter als zweckmässig herausgestellt, diesem Schaummittel einen Stabilisator zuzusetzen, der vorzugsweise ein Polyacrylsäureester ist.
Mit Hilfe dieses kombinierten Schaummittels, also des Mittels, das gleichzeitig den Stabilisator enthält, wird maschinell mit Hilfe eines Zwangsmischer so lange Luft in die Magnesiumchlorid-Lösung eingepeitscht, bis sich ein stabiler Schaum gebildet hat. Danach kann das Bitumen oder das Kunstharz in Form einer Dispersion oder Emulsion zusammen mit dem organischen oder anorganischen Füllmittel zugesetzt werden. Es empfiehlt sich hiebei ein allmähliches Zusetzen, wobei beispielsweise absatzweise etwas Emulsion oder Dispersion und danach etwas Füllmittel zugeführt werden.
Besonders günstig wirkt sich die Tatsache aus, dass als Füllmittel nicht nur Sägemehl oder Korkmehl, sondern irgendwelche ändern organischen oder anorganischen Füllmittel, beispielsweise auch grober, ungemahlener Sand, zugesetzt werden können, ohne dass dadurch die stabile Schaummasse zerstört wird.
Wenn es sich empfiehlt, die Mischung des Füllmittels und der Emulsion oder Dispersion mit der Schaummasse maschinell vorzunehmen, kann diese Mischung auch ohne weiteres von Hand vorgenommen werden, was die Verarbeitung auf primitiveren Baustellen wesentlich vereinfacht.
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Falls für die Ausführung des Verfahrens eine Kunstharz-Dispersion oder-Emulsion benutzt wird, wird vorzugsweise ein Polyvinylharz und vor allem Polyvinylacetat verwendet. Mit Rücksicht auf die zur Her- stellung des Erfindungsgegenstandes benutzte Lauge empfiehlt es sich jedoch im allgemeinen, eine
Bitumendispersion oder-emulsion zu benutzen, u. zw. vorzugsweise eine stabile Bitumenemulsion.
Schon erwähnt wurde, dass das Verfahren mit grossem Vorteil zur Herstellung von Estrichen unmittel- bar auf dem Bau benutzt werden kann. Statt dessen können aber auch Bausteine oder Bauplatten in be- liebigen Grössen hergestellt werden. Es ist weiter auch möglich, ganze Bauteile nach dem erfindungs- gemässen Verfahren anzufertigen, beispielsweise die Wand eines Hauses oder eines Zimmers, wobei dann entsprechende Öffnungen für Türen, Fenster usw. sogleich hineingegossen sind.
Schliesslich kann auch der Erfindungsgegenstand mit grossem Vorteil in Verbindung mit andern Bau- elementen benutzt werden, wobei sich besonders günstig sein gutes Haftungsvermögen auswirkt. Es ist beispielsweise bekannt, dass mit grossem Vorteil Asbestzement in der Stärke von einigen Millimetern zur
Abdeckung von irgendwelchen Räumen nach aussen benutzt werden kann. Dieser Asbestzement wird für diese Zwecke in Form von geraden oder gewellten Platten benutzt. Sein Mangel liegt in der zu geringen Wärme- und Schallisolationsfähigkeit. Es ist nun leicht möglich, diesen Asbestzement mit einer Schicht des erfindungsgemäss hergestellten porösen Baustoffes zu bedecken, indem beispielsweise das erfindungs- gemäss hergestellte Erzeugnis auf die Wellplatte oder die glatte Platte aus Asbestzement aufgestrichen wird.
Auf diese Weise ergibt sich für das Gesamterzeugnis eine äusserst gute Wärme- und Schalldämmung.
Für alle diese Verwendungsgebiete wirkt sich sehr günstig die Tatsache aus, dass der Erfindungsgegenstand wasserdicht ist und dass auch bei längerer Wassereinwirkung das Wasser nicht in sein Inneres einzieht.
Als Beispiel für ein Mischungsverhältnis, das sich gut bewährt hat, seien folgende Werte genannt :
0,75 1 Magnesiumchlorid in einer wässerigen Lösung von 320 Be,
9 g Schaummittel in Kombination mit dem Stabilisator,
400 g Magnesiumoxyd (gebrannte Magnesia),
30 g stabile Bitumenemulsion, 1, 5 1 Holzmehl.
Die Holzmehlkörner liegen nicht mehr in einer kompakten Steinholzmasse, sondern in einem PorenGitterwerk, was gemeinsam mit dem Bitumen oder Kunstharz den Erfolg hat, dass das Material überhaupt nicht zu Rissebildungen oder Verformungen neigt.
Ein erfindungsgemäss hergestelltes Produkt hat Biegezugfestigkeiten von mindestens 16 bis 22 kgfcmZ, so dass das erfindungsgemässe Baumaterial vergleichsweise gegenüber Holzwolle-Leichtbauplatten nach DIN 1101 eine um 1000/0 verbesserte Biegezugfestigkeit aufweist. Die Kaltdruckfestigkeit des erfindungsgemässen Baustoffes liegt zwischen 30 und 35 kg/cm2. Entscheidend für die Beurteilung der Biegezugfestigkeit des erfindungsgemässen Stoffes ist es, dass das erfindungsgemässe Material nur ganz kurzfaserige, fast körnige Zuschläge verwenden kann, die normalerweise eine äusserst schlechte Biegezugfestigkeit erwarten lassen. Die vorher erwähnte Holzwolle der Holzwolle-Leichtbauplatten besteht demgegenüber aus langfaseriger und längsgehobelter Holzwolle.
Auch hiedurch wird der Wert des erfindungsgemässen Baustoffes offensichtlich, da billige, kurzfaserige Holzabfallmehle u. dgl. verwendet werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines infolge Hinzufügung eines schaumbildenden Mittels porösen Baustoffes aus gebrannter Magnesia (Magnesiumoxyd), Magnesiumchlorid und organischen oder anorganischen Füllstoffen unter Zusatz von Kunstharz und/oder Bitumen, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst ein schaumbildendes Mittel mit einer wässerigen Magnesiumchlorid-Lösung so lange gemischt wird, bis die Bildung einer stabilen Schaummasse im wesentlichen beendet ist, und dass danach dieser Schaummasse allmählich ein Kunstharz und/oder ein Bitumen zusammen mit organischen und/oder anorganischen Füllmitteln und Magnesiumoxyd beigegeben werden, wobei die Zugabe von Magnesiumoxyd und Füllmittel zusammen oder in der Reihenfolge Magnesiumoxyd und anschliessend Füllmittel erfolgen kann.