AT254024B - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen bzw. eines Fußboden- und Deckenschüttmaterials - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Bauelementen bzw. eines Fussboden-und
Deckenschüttmaterials 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, z. B. Fertigteilen, Platten, Mauersteinen, Ziegeln od. dgl. bzw. eines   Fussboden- und   Deckenschüttmaterials. 



   Es wurden bereits zahlreiche Versuche zur Verwertung der bei kalorischen Kraftwerken und   andem   Anlagen, die mit festen Brennstoffen beschickt werden, in grosser Menge anfallenden Flugasche unternommen. Flugasche hat im lose geschütteten Zustand ein sehr gutes Wärmeisolationsvermögen und wäre daher als Baustoff bzw. Baustoffzusatz vorteilhaft anwendbar. Es gab jedoch bisher kein wirtschaftlich brauchbares Verfahren insbesondere zur Verarbeitung der Braunkohlenflugasche. 



   Wie allgemein bekannt, fallen bei jedem kalorischen Werk riesige Mengen von Flugasche an, die auf Halden gelagert werden müssen. Die Flugasche ist ein Rückstand bei dem Verbrennungsprozess von 
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 Steinkohlenflugasche und die Braunkohlenflugasche. Die Steinkohlenflugasche wird auf Grund ihrer günstigeren chemischen Zusammensetzung voll für verschiedenste Zwecke weiter verarbeitet. Dagegen wurde bei der Braunkohlenflugasche trotz grösster Bemühungen von verschiedenen Versuchsinstituten noch keine brauchbare Lösung gefunden. Ein ganz geringer Teil davon wird auf eine bestimmte Feinheit weiter vermahlen und dient als Zusatzmittel zum Zement (Erhöhung der Druckfestigkeit). Die Braunkohlenflugasche kann auch als Unterbauschüttmaterial für Autobahnen verwendet werden. Diese Art von Verwertung ist aber im allgemeinen zu kompliziert und zu unrentabel.

   So liegen riesige Mengen dieser Braunkohlenflugasche auf Lagerhalden. Dabei ist gerade die Lagerung von Flugasche sehr kostspielig. Die Flugasche, die im trockenen Zustand anfällt, muss mit Wasser angefeuchtet und dann mit mindestens 10 cm starkem Humus abgedeckt werden, da ansonsten schon der leichteste Wind diesen Flugstaub mit sich nimmt. 



   Die Herstellungskosten für Bauelemente aus Braunkohlenflugasche und ganz besonders die hiefür benötigten chemischen Zutaten kommen viel zu teuer und die Bauelemente können daher nicht abgesetzt werden. Eine vorübergehend angewendete Aschenverwertungsmethode ist die, die Asche mit den üblichen Bindemitteln, wie Gips, Zement und Kalk zu mischen, dieses Mischgut dann im Formen stark verpresst und im Freien oder im Dampf aushärten zu lassen. Man hat damit nicht das erreicht, was man erreichen wollte,   u. zw.   wird durch die starke Verpressung die Asche verdichtet und homogenisiert. Die Wärmeleitzahlen steigen dadurch beträchtlich an und die Bauelemente haben somit besonders für Zwecke von Wohnbauten den Wärmewert gegenüber den üblichen Baustoffen verloren.

   Die Flugasche hat ein Schüttgewicht von etwa 0, 75 und ist dadurch ein ausgezeichneter Grundstoff für die Bauindustrie. Es ist Chemikern schon gelungen, diese Braunkohlenflugasche für Bauelemente zu verwenden,   u. zw.   so, dass der Grundwert beibehalten wurde. Im Gegenteil, es wurden den Bauelementen durch Beigabe von chemischen Treibmitteln zusätzliche Luftblasen gegeben (Poren-oder Gasbeton). Dieser   Flugaschenporen- oder   Gasbeton ist bautechnisch durch das geringe Eigengewicht, sowie isoliertechnisch ganz hervorragend. Die Erzeugungen mussten aber wieder eingestellt werden, da auch diese Elemente wegen des zu hohen Preises nicht abzusetzen sind. 



   Bei dem erfindungsgemässen Verfahren sind die vorstehend angeführten technischen und wirtschaft- 

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 lichen Nachteile vermieden. Die Erfindung besteht darin, dass Flugasche mit 0-10% Kalk und wenig Wasser in einem rotierenden Mischer gemischt wird, bis die Masse erdfeucht ist, worauf die Mischerdrehzahl erhöht wird, so dass aus der Masse Kügelchen gebildet werden, welche während des Mischens gegebenenfalls mit Flugasche und schliesslich mit einem hydraulischen Bindemittel, wie Zement bestaubt werden, wonach der Mischvorgang beendet wird und die Kügelchen vor der weiteren Verwendung auf Lager gelegt oder aber gegebenenfalls nach weiterem Wasserzusatz in Form gerüttelt und gegebenenfalls geringfügig verpresst werden, worauf die so erhaltenen Roh-Bauteile sofort aus der Form entfernt und der Aushärtung unterzogen werden. 



   Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist die Braunkohlenflugasche für die Bauindustrie voll verwertbar und anwendbar. Mit einem billigen Herstellungsverfahren wurde alles erreicht, was man sonst nur mit den teuren chemischen Treibmitteln zustande brachte. Im Gegenteil, bei gleichen Wärmeleitzahlen und bei viel besseren Druckfestigkeiten ist es nun gelungen, aus der Braunkohlenflugasche mit einfachsten Erzeugungsmethoden das für die Bauindustrie so sehr gesuchte Baumaterial zu entwickeln. Ausserdem ist durch dieses Verfahren erstmalig die Möglichkeit gegeben, die Preise der Bauelemente gegenüber den jetzt üblichen Baustoffen zu senken. 



   Um bei der Herstellung der erfindungsgemässen Bauelemente die erforderlichen Wärmeleitzahlen zu erreichen, darf der Grundstoff Asche auf keinen Fall homogenisiert und stark verpresst werden. Durch die Homogenisierung und Verpressung verliert die Asche die Porosität und wird damit   wärme- und   isoliertechnisch für die Bauindustrie wertlos. Das Mischgut darf praktisch nur gerüttelt und mit leichtem Druck stabilisiert werden. 



   Unter Ausnutzung eines nicht bekannten chemischen Vorganges bindet die Asche schon allein bei Beigabe von Wasser und Eigengewichtspressung und erhärtet nach   demAustrocknen. Der   Wasserzusatz zum Grundstoff Asche muss so dosiert sein, dass das Mischgut erdfeucht bleibt. Sodann wird dieses Mischgut in einen ellipsenförmig rotierenden Flachzwangmischer, der mit Eisenrechen anstatt mit den sonst üblichen Mischschaufel ausgestattet ist, gegeben und mit einer langsamen Umdrehungszahl gut durchgerührt. Ist die vollkommene Durchmischung und die erforderliche Erdfeuchtigkeit erreicht, wird der Eisenrechen hochgezogen und dem rotierenden Teller eine dementsprechende höhere Drehzahl gegeben. Dabei beginnt das Mischgut sich zu teilen und verwandelt sich in Griess bzw. kleine Kügelchen.

   Nach etwa   1 - 2   min haben die Kügelchen eine Grösse zwischen 3 und 20 mm    <    erreicht. Während dieser Zeit und durch die Zentrifugalkraft wird das Mischwasser in den Kügelchen an die Aussenfläche getrieben und wenn dieses Stadium eintritt, werden die Kügelchen von einem ober der Mischanlage befindlichen Behälter aus mit Bindemittel oder Bindemittelgemisch bestaubt. Diese Bindemittel oder man kann auch Staub-Bindemittelgemisch (Grundstoff plus Bindemittel) verwenden, legt sich sofort an die feuchten Aussenwände der Rohasche plus Wasser-Kügelchen und saugt das sogenannte Schwitzwasser auf. Nach weiterer Einwirkung der Zentrifugalkraft (etwa 1 min) beginnen die Kügelchen auf der Aussenhaut wieder zu schwitzen und der gleiche Bestaubungsvorgang kann (x-mal) wiederholt werden, d. h. je nach erforderlicher Aussenhauthärte.

   Diese Bestaubungsvorgänge bilden einen dünnen Belag um die grössenmässig schon fertigen Kügelchen. Dieser Belag bildet somit die harte Schale um den rohen weichen porösen Kugelinhalt. Nach einer weiteren Minute des Rotierungsvorganges ist das Mischwasser auch durch die letzte Versteifungshaut ge-   drunen. Jetzt   werden die Kügelchen von einem zweiten Behälter der Schwenksiebanlage, diesmal jedoch mit reinem Zement, bestaubt. Der Zementstaub legt sich sofort wieder um die Kügelchen und dient 1. zur endgültigen Versteifung der Aussenhaut und 2. als Bindemittel in den Rüttelformen. Die Bestaubung mit Bindemittelgemisch kann auch, je nach Qualitätsbedarf weggelassen werden. Es genügt somit die letzte Bestaubung mit reinem Zement.

   Sowie jetzt das Wasser durch die ununterbrochene Zentrifugalkraft wieder an die Kugeloberfläche tritt und bevor diese Feuchtigkeit so gross wird, dass das Mischgut die Eigenschaft bekommt, Kugel an Kugel zu verkleben, muss der Rotierungsvorgang eingestellt werden. Jetzt wird der Mischgriess oder das Kugelmaterial über eine Rinne in Rüttelformen, eingebracht, gerüttelt und mit ganz leichtem Druck verpresst (Versteifungsdruck). Durch die Zentrifugalkraft wurde das Mischwasser zu zirka 90% aus dem   Kugelinnem   an die Aussenflächen herausgeschleudert und bildet jetzt das Abbindewasser zwischen den einzelnen Kügelchen. Die Kugeln selbst haben durch den zirka   90% eigen   Entzug des Wassers schon die Festigkeit erreicht, dass sie sich in den Ziegelmaschinen durch das Rütteln und durch den leichten Druck nicht mehr zerstören lassen.

   Sollte durch irgendwelche Umstände   (z. B.   zu hohe Aussentemperatur im Sommer) die Feuchtigkeit nach der letzten Bestaubung für die Bindung des Bauelementes zu gering sein, so muss das Kugelmaterial noch während des letzten Rotierungsvorganges mit Wasser oder Dampf bestaubt werden, bis die Oberflächen der mit Zement bestaubten Kügelchen die nötige Bindefeuchtigkeit aufweisen. 

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   Mit diesem Arbeitsvorgang behält die Asche im Kugelinnern die gewünschte Porosität der rohen Flugasche. Die Rüttelstärke und der leichte Druck in der Formmaschine müssen so eingestellt sein, dass sich die Kügelchen gegeneinander ganz leicht abplatten, d. h. die Kügelchen werden gegeneinander ganz leicht gedrückt. Dadurch erhält man den   sogenannten"Flugaschen-Einkombeton",   der selbst wieder unzählig kleine Lufträume, die für ein gutes Bauelement erforderlich sind, hat. Die feuchte äussere Zementhaut bildet in diesem Fall das gesamte Bindemittel des erzeugten Bauelementes. Sofort nach dem Rüttelvorgang können die Füllformen entfernt bzw. hochgezogen werden und das Bauelement hat schon die nötige selbsttragende Steifheit.

   Somit ist der Erzeugungsvorgang beendet und die Rohlinge können entweder durch Dampf-oder Freilufttrocknung gehärtet werden. 



   Die äussere Struktur der mit diesem Verfahren hergestellten Bauelemente haben durch die Kügelchen eine sehr schöne optische Wirkung. In Verblendplatten hergestellt, geben sie der Aussenfassade gleichzeitig den Putzersatz. Es ist auch möglich, durch die Beimengung von Zementfarbstoffen bei der letzten Bestaubung die gewünschten Farbtöne zu erreichen. Die Grundfarbe von Flugasche und Zement ist weiss- - grau.

   Mit der vorbeschriebenen Methode wird folgendes erreicht : die volle Porosität des Kugelinhaltes ; durch ein oder mehrere äussere Bestaubungsvorgänge eine sehr dünne, aber trotzdem   harte Aussenhülle   (vgl. ein   Hühnerei) ;   durch den letzten Bestaubungsvorgang mit reinem Zement, mit oder ohne Farbbeigabe, eine zusätzliche   Aussenhüllenversteifung,   und gleichzeitig das Bindemittel des gesamten Baukörperelementes ; die zusätzlich zwischen den porösen Kügelchen erreichten vielen Lufträume ; neben der schönen Aussenstruktur die rauhe Fläche, die gleichzeitig ein guter Putzmörtelträger ist ; Einsparung von mindestens einem Drittel an Bindemitteln, gegenüber   andem   Verfahren. Werden die Kügelchen nicht für Bauelemente in Formen gebracht und für andere Zwecke,   z.

   B.   für Decken- und Fussbodenbeschüttungsmaterialien verwendet, müssen die Kügelchen nach dem letzten Bindemittel- oder BindemittelgemischBestaubungsvorgang nochmals mit reinem Aschenstaub (ohne Bindemittel) bestaubt werden. Dadurch erreicht man die Möglichkeit einer sofortigen Lagerung (Häufung), trotz des noch nicht abgebundenen Materials (keine Verklebung). Dieses Material kann später wieder mit Bindemittel angefeuchtet und zu Bauelementen gebunden werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, z. B. Fertigteilen, Platten, Mauersteinen, Ziegeln od. dgl. bzw. eines Fussboden- und Deckenschüttmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass Flugasche mit 0-10% Kalk und wenig Wasser in einem rotierenden Mischer gemischt wird, bis die Masse erdfeucht ist, worauf die Mischerdrehzahl erhöht wird, so dass aus der Masse Kügelchen gebildet werden, welche während des Mischens gegebenenfalls mit Flugasche und zuletzt mit einem hydraulischen Bindemittel, wie Zement bestaubt werden, wonach der Mischvorgang beendet wird und die Kügelchen vor der weiteren Verwendung auf Lager gelegt oder aber gegebenenfalls nach weiterem Wasserzusatz in Formen gerüttelt und gegebenenfalls geringfügig verpresst werden,

   worauf die so erhaltenen Roh-Bauteile sofort aus der Form entfernt und der Aushärtung unterzogen werden.