AT393834B - Internal coating for chimneys - Google Patents

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Abstract

Internal coating for chimneys to achieve gas impermeability of chimney bricks or to join individual bricks in a gastight manner. It comprises an inorganic binder based on potassium silicate and chemically inert fillers having a particle size of not more than 40 microns. To achieve a higher viscosity, an inert, swellable and asbestos-free mineral material can be mixed in.

Description

AT 393 834 BAT 393 834 B

Die Eifindung betrifft eine Kamininnenbeschichtung.The egg formation concerns a chimney coating.

Die herkömmlichen Materialien zur Herstellung von Kaminen basieren auf mineralischen Stoffen. Diese benötigen zur Erzielung der für die Kamine erforderlichen Eigenschaften vor oder nach dem Aufbau des Kamins zusätzliche Behandlungen. So besitzt beispielsweise Schamotte eine rauhe Oberfläche, was zur Erhöhung des S Strömungswiderstandes führt, und ist überdies nicht gas- und wasserdampfdiffusionsdicht. Daher muß ein Kamin bauteil aus Schamotte zum Beispiel mit einer keramischen Beschichtung versehen werden. Dies bedeutet zusätzlichen Zeit- und Energieaufwand. Mit fortschreitender Entwicklung neuer Baustoffe, welche bei ebenso guter, oft sogar verbesserter, Festigkeit viel weniger Gewicht aufweisen, besteht der Wunsch, diese auch zum Aufbau der Kamine heranzuziehen. Aufgrund der porösen Struktur dieser neuen Materialien müssen auch sie zur Erzielung 10 der geforderten Gasdichtheit, etc., einer Nachbehandlung unterzogen werden.The traditional materials for the production of fireplaces are based on mineral substances. To achieve the properties required for the fireplaces, these require additional treatments before or after the fireplace is built. For example, chamotte has a rough surface, which leads to an increase in S flow resistance, and is also not gas and water vapor diffusion-tight. Therefore, a chimney component made of chamotte, for example, must be provided with a ceramic coating. This means additional time and energy expenditure. With the progressive development of new building materials, which are much less weight with just as good, often even improved, strength, there is a desire to use them to build the fireplaces. Due to the porous structure of these new materials, they must also be subjected to an aftertreatment in order to achieve the required gas tightness, etc.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, eine Kamininnenbeschichtung zu entwickeln, die nicht brennbar, porenfrei und gasdicht ist. Sie soll weiters einfach auf die Bauelemente aufbringbar sein, d. h. weder aufwendige Anlagen noch speziell geschulte Arbeitskräfte erfordern.The object of the present invention was therefore to develop a chimney coating that is non-flammable, non-porous and gas-tight. It should also be easy to apply to the components, d. H. require neither complex facilities nor specially trained workers.

Eine weitere Aufgabe bestand in der Entwicklung eines Materials, mit welchem die Verbindungsstellen zweier 15 Einzelelemente eines Kaminsystems in einfacher Weise gasdicht gemacht werden können.Another task was to develop a material with which the connection points between two 15 individual elements of a fireplace system can be made gas-tight in a simple manner.

Zur Lösung der Aufgabe ist die Kamininnenbeschichtung erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß einem anorganischen Bindemittel auf Basis von Kaliumsilikat mit einem Feststoffgehalt zwischen 27 und 31 Gew.-%, vorzugsweise 28 bis 29 Gew.-%, mit einem SiC^-Anteil zwischen 17 und 22 Gew.-%, vorzugsweise 20,4 bis 21,4 Gew.-%, chemisch inerte Füllstoffe mit maximaler Partikelgröße von 40 pm und mit großer 20 Temperaturbeständigkeit beigemengt sind, wobei der Bindemittelgehalt zwischen 8 und 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 11 und 15 Gew.-% beträgt.To achieve the object, the chimney lining according to the invention is characterized in that an inorganic binder based on potassium silicate with a solids content of between 27 and 31% by weight, preferably 28 to 29% by weight, with a SiC ^ content between 17 and 22 % By weight, preferably 20.4 to 21.4% by weight, of chemically inert fillers with a maximum particle size of 40 μm and with high temperature resistance are added, the binder content being between 8 and 20% by weight, preferably between 11 and is 15% by weight.

Damit wird ein Dünnbett-Innenbeschichtungsmaterial erzeugt, welches den Kaminbauelementen die geforderte Gasdichtheit verleiht und auch durch die in den Rauchgasen enthaltenen Stoffe, beispielsweise Schwefeldioxid, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Chlorid-Ionen usw., nicht angegriffen wird. 25 Zur Lösung der weiteren Aufgabe ist die Kamininnenbeschichtung gemäß einem weiteren Merkmal der Erfin dung dadurch gekennzeichnet, daß ein mineralisches, inertes und asbestfreies, quellbares Material zur Erzielung der gewünschten Viskosität beigemischt istThis creates a thin-bed inner coating material that gives the chimney components the required gas tightness and is not attacked by the substances contained in the flue gases, such as sulfur dioxide, carbon dioxide, carbon monoxide, chloride ions, etc. 25 To solve the further problem, the chimney interior coating according to another feature of the inven tion is characterized in that a mineral, inert and asbestos-free, swellable material is mixed in order to achieve the desired viscosity

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert.Further features and advantages of the invention are explained in more detail below.

Als Bindemittel der erfindungsgemäßen Kaminmnenbeschichtung wird vorzugsweise Kaliwasserglas der For-30 mel ^O.xSiC^ verwendet Der Faktor x kann dabei zwischen den Werten 2,0 und 4,5 variieren, liegt jedoch vorzugsweise zwischen 3 und 4. Im zuletzt angegebenen Bereich liegen die Komponenten des Kaliwasserglases im günstigsten Verhältnis vor, um eine stabile Bindung der Inhaltsstoffe der Kamininnenbeschichtung zu gewährleisten.Potash water glass of the form 30 mel ^ O.xSiC ^ is preferably used as the binder of the fireplace lining according to the invention. The factor x can vary between the values 2.0 and 4.5, but is preferably between 3 and 4. In the last range given are Components of the potash water glass in the most favorable ratio to ensure a stable binding of the contents of the fireplace interior coating.

Kaliwasserglas reagiert mit Kohlendioxid aus der Luft bzw. den Rauchgasen und bildet eine glasartig spröde 35 und gasdichte Kieselsäureschicht. Aufgrund der hygroskopischen Eigenschaften des dabei gleichfalls gebildeten Kaliumkarbonates sind dabei im Gegensatz zum ebenfalls als Bindemittel ersetzbaren Natronwasserglas kaum Auswaschungen und "Ausblühungen" zu befürchten.Potash water glass reacts with carbon dioxide from the air or the flue gases and forms a glass-like brittle and gas-tight silica layer. Due to the hygroscopic properties of the potassium carbonate also formed, in contrast to the sodium water glass, which can also be replaced as a binder, there are hardly any washouts and " efflorescence " to fear.

Um die erfindungsgemäße Kaminbeschichtung gegenüber unerwünschten Änderungen weiter zu stabilisieren, können dem Bindemittel zusätzlich stabilisierende kationische Additive beigefügt weiden. Dafür kommen 40 beispielsweise diquartäie Ammoniumbasen in Frage. Ein derartiges Additiv zur Stabilisierung von Wasserglaslösungen ist etwa unter der Bezeichnung "Betolm Quart 15” für die Firma Woellner-Werke in Ludwigshafen registriert worden.In order to further stabilize the chimney coating according to the invention against undesired changes, stabilizing cationic additives can additionally be added to the binder. For example, 40 diquartite ammonium bases can be used. Such an additive for stabilizing water glass solutions has been registered, for example, under the name “Betolm Quart 15” for the Woellner works in Ludwigshafen.

Als chemisch inerte und ebenfalls durch die in den Rauchgasen enthaltenen Substanzen nicht angreifbare Füllstoffe kommen vorzugsweise Quaizmehl mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99 Gew.-% SiC>2 und bzw. 45 oder Bariumsulfat mit ein» Reinheit von etwa 93 Gew.-% bei einem SiC>2-Gehalt von ungefähr 6 Gew.-% zur Anwendung.The chemically inert fillers which are likewise not attackable by the substances contained in the flue gases are preferably quartz flour with a purity of at least 99% by weight SiC> 2 and / or 45 or barium sulfate with a purity of about 93% by weight SiC> 2 content of about 6% by weight for use.

Zur Unterstützung der Suspensionsstabilität und Stabilisierung gegen Viskositätsänderungen bei Lagerung, bei Temperaturschwankungen oder mechanischen Einflüssen kann den Füllstoffen noch ein rheologisches Additiv beigemischt werden. Diese erhöhen die Viskosität, allenfalls auch die Uiixotropie, wäßriger Systeme. Ein Bei-50 spiel für ein derartiges Additiv ist etwa hochgereinigter Smektit, d. h. Magnesium-Schichtsilikat.A rheological additive can be added to the fillers to support suspension stability and stabilization against changes in viscosity during storage, temperature fluctuations or mechanical influences. These increase the viscosity, possibly also the uixotropy, of aqueous systems. An example of such an additive is highly purified smectite, i.e. H. Magnesium layered silicate.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Kamininnenbeschichtung besteht in deren Herstellung in pastöser Form. Bei den herkömmlichen Kaminbauarten sind die Fugen zwischen den Bauelementen die besonderen Schwachstellen des Abgassystems. Der bislang verwendete Mörtel war gegenüber chemischen Angriffen der korrosiven Substanzen der Rauchgase und auch gegenüber Auswaschung durch allenfalls gebildetes Kondensat 55 nicht beständig. Letzterer Effekt tritt immer mehr auf, je niedriger die Abgastemperaturen im Zuge vermehrter Energiesparmaßnahmen gemacht werden.A variant of the fireplace interior coating according to the invention consists in its production in pasty form. In conventional chimney designs, the joints between the components are the particular weak points of the exhaust system. The mortar used up to now was not resistant to chemical attacks by the corrosive substances of the flue gases and also to washing out by any condensate 55 formed. The latter effect occurs more and more, the lower the exhaust gas temperatures are made in the course of increased energy saving measures.

Aus diesem Grund wurde durch Beigabe eines mineralischen, inerten, asbestfreien und quellbaren Materials zu der bislang beschriebenen erfindungsgemäßen Beschichtungsmasse eine Kaminsteinmörtel Fugenpaste hergestellt. Diese weist die gleichen Vorteile auf wie die zuvor beschriebenen Beispiele für die erfindungsgemäße 60 Kaminbeschichtung, d. s. beispielsweise die Gasdichtheit, Poienfreiheit, etc., besitzt aber eine gegenüber der bislang beschriebenen Kamminnenbeschichtung erhöhte Viskosität, sodaß eine mittels Spachteln od. dgl. -2-For this reason, a chimney mortar joint paste was produced by adding a mineral, inert, asbestos-free and swellable material to the coating composition according to the invention described so far. This has the same advantages as the previously described examples for the chimney coating according to the invention, i. s. For example, gas tightness, freedom from poison, etc., but has a higher viscosity than the comb coating described so far, so that a spatula or the like. -2-

Claims (4)

AT 393 834 B auftragbare bzw. in Fugen auslaufsicher einbringbare Paste entsteht Das bevorzugt zur Erhöhung der Viskosität dar Kamininnenbeschichtung verwendete quellbare inerte Material ist Methylhydroxyediylcellulose, welche in 2%iger Lösung bei 20 °C eine Viskosität zwischen 6000 und 15000 mPas (gemessen im Kugelfallviskosimeter nach Höppler) auf weist. Überdies kann mit Hilfe dies» Mittel 5 für die pastöse Ausführungsform der Kaminbeschichtung der Effekt der Thixotropie hervorgerufen werden. Durch Zugabe von Pigmenten in die erfindungsgemäßen Mischungen können diese noch eingeiärbt werden. Zur Erzielung des bevorzugten weißen Farbtones wird vorzugsweise micronisiertes Titan-Rutil-Pigment verwendet. Hierbei handelt es sich um Titandioxid in der Rutil-Modifikation. Die Aufbringung der erfmdungsgemäßen Kamininnenbeschichtung kann einerseits werksseitig im Zuge des 10 Herstellungsverfahrens der Kaminelemente oder nach Fertigstellung des Kamins am Bauort erfolgen. Auch die Nachbehandlung bereits bestehender Kaminsysteme ist möglich. Vorzugsweise wird die Beschichtung auf die Innenwandung der Kaminelemente aufgesprüht, sie kann jedoch auch händisch oder mittels der bekannten, zur Aufbringung von Kamininnenverputz benützten und im wesentlichen pyramidenförmigen Abzieher, deren Grundfläche im wesentlichen der Querschnittsfläche des Kamins ent-15 spricht, aufgetragen werden. Dieser Abzieher wird vorteilhafterweise auch bei aufgesprühten Beschichtungen zum nachfolgenden Glätten und dem dabei gleichzeitig erfolgenden Reduzieren auf die gewünschte Schichtdicke, voizugsweise zwischen 0,5 und 1 mm, verwendet Wichtig ist jedoch, daß das Beschichtungsmaterial genügend Zeit hat, in die Poren und oberflächlichen Unebenheiten der Kaminelemente einzudringen, bevor geglättet und die Dicke reduziert wird. 20 Die Kaminsteinfugenpaste, d. h. die pastöse Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtung, wird vorzugsweise händisch in die Fugen zwischen den einzelnen Kaminelementen eingebracht, wobei es gleichgültig ist, ob der Stein trocken oder feucht ist. Wie aufgrund praktischer Versuche im Zuge des Zulassungsverfahrens festgestellt wurde (Staatl. autorisierte Prüf- und Versuchsanstalt der Brandverhütungsstelle f. OÖ, Linz) erfüllen Kaminsteine mit der erfindungsgemä-25 ßen Oberflächenbeschichtung die brandschutztechnischen Anforderungen und Prüfbestimmungen gemäß ONORM B 8204. Dabei betrug der Luftbedarf vor den Heizversuchen 1,0 bis 1,2 l/s (bei Einblasen von 701 Luft pro m^ Rauchfanginhalt und 40 Pa Überdruck). Nach einem Heiz- und einem Hochtemperaturversuch, bei welchem an der Außenfläche max. 79 °C bzw. max 97 °C erreicht wurde, betrug der Luftbedarf 2,6 bis 3,8 l/s, was deutlich unter dem von der Norm vorgegebenen Wert von max. 6,33 l/s liegt. Auch bei Frostwechselversuchen der 30 Anmelderin konnten bei der Beschichtung keine Veränderung bzw. keine Frostschäden festgestellt weiden. PATENTANSPRÜCHE 35 1. Kamininnenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß einem anorganischen Bindemittel auf Basis von Kaliumsilikat mit einem Feststoffgehalt zwischen 27 und 31 Gew.-%, vorzugsweise 28 bis 29 Gew.-%, mit 40 einem SK^-Anteil zwischen 17 und 22 Gew.-%, vorzugsweise 20,4 bis 21,4 Gew.-%, chemisch inerte Füllstoffe mit maximaler Partikelgröße von 40 pm und mit großer Temperaturbeständigkeit beigemengt sind, wobei der Bindemittelgehalt zwischen 8 und 20 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 11 und 15 Gew.-% beträgt.AT 393 834 B paste that can be applied or leakproof in joints is formed. The preferred swellable inert material used to increase the viscosity of the chimney lining is methylhydroxyediyl cellulose, which in 2% solution at 20 ° C has a viscosity between 6000 and 15000 mPas (measured in a falling ball viscometer) Höppler) shows. In addition, the effect of thixotropy can be brought about with the aid of this means 5 for the pasty embodiment of the fireplace coating. By adding pigments to the mixtures according to the invention, these can also be colored. Micronized titanium-rutile pigment is preferably used to achieve the preferred white color. This is titanium dioxide in the rutile modification. The chimney lining according to the invention can be applied at the factory in the course of the manufacturing process of the chimney elements or on completion of the chimney at the construction site. After-treatment of existing fireplace systems is also possible. The coating is preferably sprayed onto the inner wall of the chimney elements, but it can also be applied manually or by means of the known pyramid-shaped pullers used to apply chimney plaster and whose base area corresponds essentially to the cross-sectional area of the chimney. This puller is advantageously used even with sprayed-on coatings for subsequent smoothing and the simultaneous reduction to the desired layer thickness, preferably between 0.5 and 1 mm. It is important, however, that the coating material has enough time to penetrate into the pores and surface irregularities Chimney elements penetrate before smoothing and reducing the thickness. 20 The chimney stone paste, d. H. the pasty embodiment of the coating according to the invention is preferably introduced manually into the joints between the individual chimney elements, it being immaterial whether the stone is dry or moist. As determined on the basis of practical tests in the course of the approval process (state-authorized testing and testing institute of the fire prevention agency for Upper Austria, Linz), chimneys with the surface coating according to the invention meet the fire protection requirements and test regulations according to ONORM B 8204. The air requirement was before the heating tests 1.0 to 1.2 l / s (with blowing 701 air per m ^ chimney content and 40 Pa overpressure). After a heating and a high temperature test in which max. 79 ° C or max 97 ° C was reached, the air consumption was 2.6 to 3.8 l / s, which is significantly below the value of max. 6.33 l / s. Even when the 30 applicants tried to change frost, no change or no frost damage could be found in the coating. PATENT CLAIMS 35 1. Chimney lining, characterized in that an inorganic binder based on potassium silicate with a solids content between 27 and 31 wt .-%, preferably 28 to 29 wt .-%, with 40 a SK ^ content between 17 and 22 wt .-%, preferably 20.4 to 21.4 wt .-%, chemically inert fillers with a maximum particle size of 40 pm and with high temperature resistance are added, the binder content between 8 and 20 wt .-%, preferably between 11 and 15 % By weight. 2. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Kaliwasserglas 45 der Formel ^O.xSiOj vorgesehen ist, wobei x zwischen 2,0 und 4,5, vorzugsweise zwischen 3 und 4, liegt.2. Chimney lining according to claim 1, characterized in that potassium water glass 45 of the formula ^ O.xSiOj is provided as the binder, wherein x is between 2.0 and 4.5, preferably between 3 and 4. 3. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindemittel stabilisierende kationische Additive beigefügt sind.3. Chimney interior coating according to claim 1, characterized in that stabilizing cationic additives are added to the binder. 4. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Quarzmehl mit einem Reinheitsgrad von mindestens 99 Gew.-% SiC>2 und bzw. oder Bariumsulfat mit einer Reinheit von etwa 93 Gew.-% bei einem SiOj-Gehalt von ungefähr 6 Gew.-% vorgesehen ist.4. Chimney lining according to claim 1, characterized in that as filler quartz powder with a purity of at least 99 wt .-% SiC> 2 and or or barium sulfate with a purity of about 93 wt .-% with a SiOj content of about 6 % By weight is provided. 5. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Füllstoffen zur Unter-55 Stützung der Suspensionsstabilität ein rheologisches Additiv, vorzugsweise hochgereinigter Smektit, d. h. Magnesium-Schichtsilikat, beigemischt ist.5. chimney interior coating according to claim 4, characterized in that the fillers to under-55 support the suspension stability a rheological additive, preferably highly purified smectite, d. H. Magnesium layered silicate, is added. 6. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mineralisches, inertes und asbestffeies, quellbares Material zur Erzielung der gewünschten Viskosität beigemischt ist. -3- 60 AT 393 834 B6. chimney interior coating according to claim 1, characterized in that a mineral, inert and asbestos-free, swellable material is added to achieve the desired viscosity. -3- 60 AT 393 834 B 7. Kamininnenbeschichtung nach Ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte quellbare Material Methylhydroxyethylcellulose ist.7. chimney interior coating according spoke 6, characterized in that said swellable material is methyl hydroxyethyl cellulose. 8. Kamininnenbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß micronisiertes Titandioxid in 5 Rutil-Modifikation als Weißpigment beigemischt ist8. Chimney lining according to claim 1, characterized in that micronized titanium dioxide is added in 5 rutile modification as a white pigment 9. Verfahren zum Aufbringen der Kamininnenbeschichtung nach einem da vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Aufsprühen da Kamininnenbeschichtung auf die Innenwandung da Kaminelemente und das Glätten der Beschichtung, vorzugsweise mittels eines der Form da Innenwandung entsprechenden Abziehas, 10 wobei gleichzeitig auf die gewünschte Schichtdicke reduziert wird.9. The method for applying the chimney interior coating according to one of the preceding claims, characterized by spraying the chimney interior coating onto the inner wall since chimney elements and smoothing the coating, preferably by means of a pull-off gas corresponding to the shape of the inner wall, 10 while simultaneously reducing to the desired layer thickness. -4--4-
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