Verfahren und Änlage zur Herstellung von Bauelementen aua Leichtbeton. Bekannt sind Verfahren, nach welchen un behandelte Pflanzenfasern, namentlich Holz wolle, Sägemehl usw. mit Zement, Gips oder andern mineralischen Bindemitteln zu Leicht beton verarbeitet werden. Ausserdem sind Ver fahren bekannt, die vor der Bindung der Fasern deren Mineralisierung durch Kochen in Alaunlösungen oder in andern Salzlösungen und Kombinationen von solchen und darauf folgende Troeknung vorsehen.
In neuerer Zeit sind Verfahren bekanntgeworden, die eine blosse oberflächliche Mineralisierung der Faser durch Kaltimprägnierung mit Aluminium sulfat. oder Schwerinetallsulfaten durchführen, wobei gleichzeitig mit dem Imprägnierungs- mittel oder unmittelbar nach dessen Zugabe Kalkmilch, inerte mineralische Beimischungen sowie das Bindemittel selbst zugemischt werden.
Diese Verfahren haben bedeutende Nach teile. Die nicht imprägnierten Faserstoffe sind ungenügend gegen Fäulnis geschützt und ihre Haftung am Bindemittel ist ungenügend. Das heisse Imprägnierverfahren ist. zufolge des kalorischen Aufwandes und der langwierigen Trocknungsprozesse der Fasern vor ihrer Bindung zu unwirtschaftlich. Die auf Grund der kalten Imprägnierung aufgebauten Ver fahren liefern ein sehr ungleichmässiges Pro dukt oder verlangen eine so hohe Zement dosierung, dass die Wirtschaftlichkeit sowie Wärmeisolation und das Verhalten gegenüber der Luftfeuehtigkeit ungünstig werden.
Diese Mängel haben ihren Grund darin, dass die Sulfatlösungen selbst bei Anwendung eines Neutralisationsmittels sowie das Wasser- Zementverhältnis die Zementbindung ausser ordentlich beeinflussen. Das nicht. neutrali sierte Sulfat verbindet, sich mit dem freien Kalk im Zement, stört dessen chemisches Gleichgewicht und erzeugt ungleichmässig ver laufende Abbindungsvorgänge im Material und dadurch Diskontinuitäten. Die Neutrali- sierungsmittel liefern lösliche Sulfate, die nachträglich den Zement. gefährden.
Barium salze, zur Neutralisation verwendet, liefern zwar theoretisch unlösliche Sulfate, sie er weisen sich jedoch im kalten Verfahren als un zuverlässig und sind ausserdem giftig.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist da durch gekennzeichnet, da.ss man das durch Kalibrierung vorbereitete Fasermaterial in der Kälte mit Metallsulfatlösung imprägniert und dem imprägnierten Fasermaterial basische Stoffe einverleibt, wobei sich an der Ober fläche des Fasermaterials erhärtende Gel schichten bilden, worauf während des klebri gen Zustandes der Gelschiehten ein hydrau- liselies Bindemittel zugefügt wird, das an den (relschicliten haftet, wobei der gesamte Was serzusatz 50-701/o des hydraulischen Binde mittels beträgt, derart, dass eine plastische Rohmasse gebildet wird,
die eine durch Press- druck erzeugte Volumenverminderung nach Aufhören des Pressdruckes zufolge ihrer Elastizität um einen Bruchteil wieder rück- gängig macht, und aus dem Bindemittel stammende lösliche Calciumverbindungen in das Fasermaterial eindringen und dort. mit dem Metallsulfat unter Bildung unlöslicher Kalksalze reagieren, und dass alsdann die plastische Mischung in Formen gefüllt, ge presst und die geformten Stücke nach der Presswirkung ausgeschalt und dem Erhär- tungsprozess zugeführt werden.
Die Anlage zur Ausführung des Ver fahrens weist als Elemente auf: eine Einrich tung zur Vorbereitung des zu verwendenden Faserstoffes, welche Vorrichtungen zum Zer kleinern und zum Trennen von Beimischungen aufweist, eine Mischtrommel und Mittel zum.
sukzessiven Einführen des Faserstoffes, der Sulfatlösung, einer Lösung von basischen Stoffen, des Bindemittels und Wasser in ab gemessenen Mengen aus Vorratsbehältern in die Mischtrommel, Vorrichtungen zur Form gebung der Leichtbetonmasse, welcher die aus der Mischtrommel kommende Leichtbeton masse zugeführt wird und in welchen die in Formen gefüllte Masse durch Stampfen, Pres sen, Vibrieren zu den gewünschten Bauelemen ten geformt wird, und Schneid- bzw. Schleif vorrichtungen, um teilweise erhärtete Bau elemente dimensionsgleich zu machen.
Zur Umhüllung der Fasern mit einer mine ralischen mit einem hydraulischen Binde mittel, zum Beispiel Zement, gut bindenden Schicht, wird beim vorliegendenVerfahren die Erscheinung aasgenützt, dass Salze von ge wissen Metallen, namentlich Lösungen von Aluminiumsulfat, sehr wasserreiehe, schlei mige Gele liefern, wenn sie mit Basen versetzt werden. Solche Gele können selbst erhärten, und sie binden sehr gut mit Zement oder andern hydraulischen Bindemitteln. Ausser dem begünstigen sie den fortschreitenden Mineralisierungsprozess der organisehenFaser, der darin besteht, dass sich die letztere im Laufe der Jahre mit Kalksalzen durchdringt.
Wird die Konzentration und die Menge der Lösung des Sulfates sowie die Dauer des Imprägnierungsvorganges so bemessen, dass an der Faser ein genügend starker Flüssigkeits film verbleibt, so kann dieser durch eine ab- gemessene Menge von richtig konzentrierter Kalkmilch, Zementmilch oder einer andern basischen Flüssigkeit in eine Gelsehicht ver wandelt werden. Eine unriehtige Dosierung v erLinmöglieht die Bildung der Hülle oder er zeugt eine gefährliche sulfathaltige Isolier schicht.
Im Moment der grössten Klebkraft des Gels wird das hydraiilisehP Bindemittel, zum Beispiel Zement, zugemiseht. Man erhält durch solche Massnahmen verschiedene Schichten der endgültig mineralisierten Faser. Zu äusserst ist das reine Bindemittel vorhanden, dann folgt eine Schicht, in welcher dieses vermischt ist mit dem erhärteten Gel, dann eine dünne Schicht. erhärtetes Gel, darauf eine Schicht, in der dieses vermischt ist mit mineralisierten Faserteilen und im Innersten verbleibt ein Rest, von mehr oder weniger durchimprägnier- tem Faserstoff.
Dieser letztere ist jedoch völlig gegen Fäulnis gesichert. Die allgemeine Er- seheinung, da.ss die Wirksamkeit der Im prägnierungen nach einer gewissen Periode nachlässt, wird beim erfindun-sgemässen Ver fahren dadurch aufgehoben, dass zugleich mit dem Erhärtungsprozess die Einleitung lös- lieher Kalkverbindungen in die Faser beginnt, in welcher letztere mit dem Metallsulfat unter Bildung unlöslicher Kochsalze reagieren.
Nach diesem Verfahren lassen sich auch gewisse Faserstoffe verarbeiten, die zement schädliche Substanzen enthalten und zur Her stellung von Leiehtbeton nach bekannten Methoden unbrauchbar sind. In diesem Fall verwendet man bei der Verfahrensstufe zur Erzielung der Gel-Hülle Zementmileh und wartet mit der Zugabe des für die Bindung berechneten Zementes, bis die Gelschieht eini germassen angetrocknet ist.
Der in der Ze- mentmileh enthaltene Zement wird dabei als solcher zerstört, bildet aber als Bestandteil des Gels eine erhärtende, die Bindung vermit telnde Zwisehenschieht, welche das Binde mittel vor weiterer Zerstörung schützt.
Ein wesentlicher Faktor für den richtigen Vollzug der Reaktionen zwischen Fasermate rial, Sulfatlösung, basischen Zusätzen und hydraulischem Bindemittel ist das Herstellen eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes. Die Zugabe von i,%Tasser hängt. von der Art und der Grösse der Fasermaterialteile ab.
Das erfindungsgemässe Verfahren sieht zu diesem Zweck eine Kalibrierung des Faser- inaterials vor, und die zuzufügende Menge Wasser wird so berechnet, dass wenn die Mischung die richtige Plastizität zur Formung von zum Beispiel profilierten Bauelementen erreicht hat, sie so viel Wasser enthält, dass diese Bauelemente bei einer bestimmten Tem peratur im geschlossenen Raum in ganz be stimmter Frist erhärten.
Dabei beteiligt sich nur ein Teil des Anmachwassers direkt an der Ilydratisierung des Zementes, ein anderer Teil wird in den Fasern zurückgehalten und < lient der Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit während des Erhärtens.
Während die bekannten faserigen Leicht bauplatten, insbesondere die Holzwolleplatten, ungenügend formbar sind für die Herstellung scharfkantiger oder genau profilierter Bau elemente, so gestattet das erfindungsgemässe Verfahren die Herstellung solcher Elemente. Beispielsweise wird die Materialmischung leicht. in profilierte Formen gestampft und ein gelinder Druck auf das Material. während einer kurzen Zeit ausgeübt. Nach dem Ent fernen des Balielementes aus den Formen ver grössert der ausgeschalte Körper infolge der Elastizität. des gepressten Materials sein Volu men um ein bestimmtes Mass. Dadurch ent stehen zu den in dem Fasermaterial bereits vorhandenen kleinen Poren eine grosse Summe von Makroporen.
Diese Makroporen sind mit Luft gefüllt und sind in bezug auf Wärme isolierung wie auch in bezug auf den erziel baren Trockenheitsgrad und die Frostsicher heit der Bauelemente von grösster Bedeutung.
Die Regulierung der Elastizität und Plasti zität geschieht durch Kalibrierung des Faser inaterials, und wenn nötig durch Zerkleine rung, Quetschung und Bearbeitung desselben in Schlagmühlen.
Anstatt die Materialmischung durch Stampfen oder durch Druck in die Formen einzubringen, kann dieselbe auch in die For- inen maschinell eingerüttelt oder einvibriert und es kann die Vibration mit mechanischer Pressung kombiniert werden. Diese Vibrier- verfahren benötigen im allgemeinen eine plastischere Materialmischung als das blosse Einstampfverfahren. Die Erhöhung der Plastizität wäre durch Erhöhung der Wasser zugabe oder der Mörtelzugabe erreichbar, das eine vermindert die Qualität, das andere ist. teuer und wärmetechnisch ungünstig.
Zweck mässig werden daher zur Erhöhung der Plastizität mineralische Zusätze oder Schmier mittel, wie zum Beispiel Schiefermehl, ver wendet, die sich mit dem Bindemittel, zum Beispiel Zement, einwandfrei vertragen.
An Hand der in der beiliegenden Zeich nung schematisch dargestellten Anlage wird nun eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstel lung von Bauelementen beschrieben.
Bei 1 erfolgt die Anlieferung des Faser materials in den Teil A der Anlage, welcher sich mit der Vorbereitung des Fasermaterials befasst. Bei einer bevorzugten Ausführungs form des Verfahrens werden als Fasermaterial zum Beispiel Hobelspäne verwendet. Bei Vor liegen von zu langem oder zu grobem Material erfolgt, zunächst eine Zerkleinerung durch Zerschneiden oder Zerschlagen von Hand oder in einer Schlagmühle 2. Zu steifes Fasermate rial, zum Beispiel Gräser, werden zweckmässig zwischen Walzen gequetscht.
Grobe Holzabfälle werden in einer Zer- spanungsmaschine 3 behandelt; sperriges Material, zum Beispiel dicke Blattstiele und Rippen, werden vor der Zerspanung in einer hydraulischen Presse 4 in geeignete Pakete gepresst.
Das gesamte zerkleinerte Fasermaterial, das bei 5 deponiert wird, wird von dem Venti lator einer Entstäubungsanlage 6 abgesaugt und durch letztere hindurchgeblasen. Der für die Fabrikation von Bauelementen nicht ge eignete Staub und sonstige entfernte Ver unreinigungen gelangen in den Silo 7, um von dort. weiter verwertet zu werden, zum Beispiel als Brennstoff, zur Brickettherstellung usw.
Das entstaubte Fasermaterial gelangt in die Siebtrommel. 8, 9, 10, in welcher es in zum Beispiel drei verschiedene Grössen aufgeteilt und in die Silos 11, 12 und 13 für diese ( T 'rössen geblasen wird. In diesen Silos kann eine chemische Vorbehandlung des Faser materials;
wie Entsäuerung, Entzuck .ertrag, V erseifung der öle usw., vorgenommen werden.
Aus den Silos 11-13 wird das vorbereitete Fasermaterial in den Mischraum B geführt. Es gelangt in abgemessenen Mengen in eine Mischtrommel 22, wobei die einzelnen Grössen des Fasermaterials in solchen Verhältnissen gemischt werden, dass der Flüssigkeitsbedarf zur Erzielung einer plastischen Mischung 50 bis 70% des Zementgewichtes beträgt. Bei diesem Verhältnis erhärtet der richtig ver arbeitete Leichtbeton in geschlossenem Raume bei 18 C in 4-6 Tagen bis zur Handhabungs fähigkeit.
Dem Mischgut in der Trommel wird während des Ganges der Maschine Alumi- niumsulfatlösung von höchstens 3,5%iger Konzentration aus dem mit einer Dosierungs= vorrichtung versehenen Behälter 15 beige mischt, bis das Material handfeucht ist. Bei Verwendung von Hobelspänen sind dafür 60 bis 80 Liter auf 100 kg nötig. Nach Erreichung einer absolut gleichmässigen Durchfeuchtung wird die zu verwendende basische Lösung aus dem Behälter 16 in die Trommel eingegossen.
Bei Verwendung von Kalkmilch werden 10 bis 20 Liter Lösung mit einem Gehalt von etwa 1011/o aktivem Kalziumoxyd auf 100 kg Späne je nach der spezifischen Spanoberfläche zu gegeben. Diese Menge genügt für die Bildung der zu erzielenden Geldschicht und kann keine schädliche Isolierschicht an der Faserober- Fläche erzeugen. Ausserdem ist das Aluminium sulfat so bemessen, dass die Gesamtmenge den Gipsgehalt normaler Zemente nicht über das zulässige Mass erhöhen kann.
Nach guter Durchmischung wird, wenn die gebildete Gel e schicht ihre grösste Viskosität erreicht hat, der Zement aus dem Silo 14 in die sich stets weiter drehende Mischtrommel eingeschüttet, bei Ver wendung von Hobelspanmäterial beträgt die Menge für Qualitäten mit guter Festigkeit 170 bis 190 kg auf 100 kg Spanmaterial.
Die Feuchtigkeit des Materials ist norma lerweise in diesem Stadium ungenügend zur Erzielung der gewünschten Plastizität des Ma- terials, und es wird Wasser zugesetzt, bis die gewünschte Konsistenz erreicht. ist; der Ge- samt-Flüssigkeitsbedarf der Mischung beträgt 50-70%,desGewiehtes an zugefügtemZement. Dem Wasser können zur Beschleunigung des Abbindeprozesses chemische Zusätze wie Calciumehlorid usw.
beigefügt werden, oder die gewünschte Abbindebesehleunigung wird durch einen ihr entsprechenden Feinheitsgrad des Zementes bewirkt. Bei Verwendung von Materialien mit leichtem Pilzbefall wird, an Stelle von Alumi- niumsulfat, Eisensulfat verwendet, wenn nötig nach vorangegangener Desinfektion der Fa sern, zum Beispiel mit Eisenchloridlösung.
Wenn als Fasermaterialien solche verwen det werden, welche zementschädliehe Stoffe enthalten, wie Saeeharide oder Stärke, wird Zementmilch an Stelle von Kalkmilch ver wendet, wobei die Dosierung verstärkt und vor die Bindemittelzugabe eine Eintrocknungs- zeit eingeschaltet wird, um. eine Schutzschicht auf dem Fasermaterial zu bilden gegen die weitere Einwirkung der schädliehen Stoffe.
Fasern mit. Waehsüberzügen, wie Palmblätter oder Alphagras, werden durch ein Ver- seifungsverfahren, zum Beispiel mit Säuren oder Alkalilaugen, von diesen befreit.
Im Mischraum B befinden sich ferner ein Behälter oder Silo 17 für Zusätze in Pulver form, wie Sehiefermehl, sowie Silos 18, 19, 20 L in i d 21 <B>-</B> für Gips, Sand, Kies und Dlörtelzusatz.
Das den Silos 19 und 20 entnommene Material wird in einem Mischer 23 für später be- sehriebene Zwecke gemiseht.
Nach Beendigung des Duschens im lliseher 22 entleert, letzterer das zubereitete Material in eine Transporteinrichtung 24 (Rollwagen, Trucks, Transportband usw.), welche dasselbe Verarbeitungseinrichtungen<B>25-27</B> zuführt. Hier befinden sich Formen, zweckmässig aus Metall, in welche das Material eingefüllt und, eingestampft und nach dem Einfüllen schwach gepresst wird, indem elastisch wirkende Press- mittel oder starre, dureh Exzenter bewegte Pressmittel auf den Deckel der Formen ein wirken.
Dieser leichte Druck wird während einiger Minuten aufrechterhalten und dann die Formen von dem Bauelement entfernt.
Die Elastizität des Materials ist durch geeignete Mischung verschiedener Grössen des Fasermaterials oder verschiedener Materialien so vorbestimmt, dass nach Entfernung des Pressdruckes und der seitlichen Schalung die lineare Dehnung des Materials in der Gegen- richtung der Pressung 3-5% beträgt. Da- durch wird eine sehr günstige Porosität der Bauelemente erzielt.
In den Einrichtungen 25 werden beispiels weise Bauelemente in Blockform hergestellt, wobei die Presswirkung mit einer Rüttel wirkung kombiniert wird. In den Einrichtun gen 26 können durch Press- und Vibrations- wirkung plattenförmige Bauelemente herge stellt werden, und Spezialfabrikate, zum Bei spiel mit Überzügen versehene oder armierte Bauelemente, werden vorteilhaft durch Hand stampfung und Pressen an den Tischen 27 hergestellt. Der zur Einbettung der Armie- rungseisen und zur Herstellung der Überzüge nötige Mörtel wird vom Mörtelmischer 23 aus durch die Transporteinrichtung zugeführt.
Das Material, das dazu bestimmt ist, durch Rüttelverfahren oder Vibrierung geformt zu werden, wird dadurch plastischer gemacht, dass etwa 8 bis 101/9 des Zementes durch ein geeignetes mineralisches Schmiermittel, zum Beispiel Schiefermehl von ähnlicher Mahlfein heit wie der Zement, ersetzt. werden. Diese Massnahme kann unter Umständen auch bei Handverarbeitung von Vorteil sein.
Nach der Füllung der Form durch Rüttel.- und Vibriervorgänge oder Kombinationen von beiden wird mit Vorteil am Schluss, eventuell auch während des Einfüllens, die Füllung durch einen Stempel auf ein vorher zu bestim mendes Mass zusammengedrückt. Nach der Ausformung ist, auch in diesem Fall mit einer. Volumenvergrösserung durch die Elastizität des Materials zu rechnen.
Die aus den Formen ausgeschalten Bau elemente werden in der Fabrikhalle auf Unter lagsbrettern aufgestapelt. Die Bauelemente, welche den Abbindeprozess bei gewöhnlicher Temperatur durchmachen sollen, lagern bei 28 in der Halle und nach Beendigung dieses Prozesses werden sie durch Transportmittel 30 nach einem Lagerplatz im Freien gebracht, wobei sie vorher noch eine Abrichtmaschine 29 passieren, durch welche sie auf einer oder mehreren Seiten auf gleichmässige Formate zugerichtet werden. Im offenen Lagerplatz findet das endgültige Abbinden und Erhärten der dann verwendungsfähigen Bauelemente statt.
Die durch thermische Einwirkung zu er härtenden Bauelemente gelangen von einem Stapelplatz 31 nach den Öfen 32 und aus den selben zum Lager im Freien.
Die Spezialfabrikate, welche eine Nachbe handlung erfordern, werden im Hallenraum 33 gelagert und werden nach genügender Er härtung in einer Flächenfräsmaschine 34 be arbeitet, welche ihre Flächen genau richtet und eben gestaltet.
Auf den. Verputzbänken 35 und 36 erhal ten die Bauelemente ihre Fertigüberzüge aus Putzmörtel, der vom Mischer 23 über die Transportvorrichtung den Bänken 35, 36 zu geführt wird. Der für den Überzug benötigte Gips wird zweckmässig trocken vom Silo 18 zur Gipsbank 36 befördert.
Vor der Ablieferung werden die fertig er härteten Bauelemente vom Lagerplatz im Freien nach einem Abstellplatz 37 transpor tiert. Bauelemente mit Hartputz passieren die Schleifmaschine 39, die mit Weichputz (Gips) die Schleifmaschine 38 und gelangen von dort nach dem Verladeplatz 43.
Rohe oder verputzte Platten, die auf be stimmte Abmessungen zugeschnitten werden müssen, laufen vom Abstellplatz 37 durch die Fräserei, wobei in der Querfräse 40 die Bau elemente durch einen einfachen Schnitt auf eine bestimmte Länge zugeschnitten werden. Die Spezialfräse 41 ist auf beliebige Sehneid winkel einstellbar; verputzte Platten werden zweckmässig mit der Karborundumscheibe 42 geschnitten.
Bei einem weitern Ausführungsbeispiel wird wie folgt vorgegangen 200 Liter einer durch Vorproben einge stellten Hobelspänemisehung, die aus getrennt gespeicherten Spänen verschiedener Kälibrie- rung zusammengesetzt ist, werden in einen Betonmischer eingefüllt, 10 Liter einer 3 %igen Aluminiumsulfat- lösung werden zugegeben und eingemischt bis zur gleichmässigen Durchtränkung der Späne,
3 Liter einer 10 "/aigen Kalkmilch werden beigefügt und eingemischt, 12 kg Normal-Portlandzement und 18 kg Schlackenzement werden beigemischt, 7 Liter Wasser werden nach der Zugabe des Zementes zugegossen.
Nach genügender Durchmischung wird das 1NIaterial abgezogen und in Formen einge stampft.
Nach dem Füllen der Formen wird mit einem Deckel ein Druck auf die eingefüllte Masse ausgeübt, so dass eine Zusammenpres sung der letzteren von 2011/9 entsteht. Nach dem Ausschalen wird die so hergestellte rohe Platte mit ihrer Unterlage in einem gedeckten Raum gestapelt. Acht Tage nach der Her stellung werden die Platten von der Unter lage gelöst, und auf dem offenen Lagerplatz dem Weher ausgesetzt.
Process and plant for the production of construction elements including lightweight concrete. Processes are known according to which un treated vegetable fibers, namely wood wool, sawdust, etc. are processed with cement, plaster of paris or other mineral binders to make lightweight concrete. In addition, processes are known that provide for their mineralization by boiling in alum solutions or in other salt solutions and combinations of such and subsequent drying before the fibers are bound.
In recent times, processes have become known that merely superficial mineralization of the fiber by cold impregnation with aluminum sulfate. or heavy metal sulphates, with lime milk, inert mineral admixtures and the binding agent itself being mixed in with the impregnation agent or immediately after it has been added.
These processes have significant disadvantages. The non-impregnated fibrous materials are insufficiently protected against rot and their adhesion to the binder is insufficient. The hot impregnation process is. too uneconomical due to the caloric expenditure and the lengthy drying processes of the fibers before they are bound. The processes built up on the basis of cold impregnation deliver a very uneven product or require such a high dose of cement that economic efficiency and thermal insulation and behavior with regard to humidity are unfavorable.
These deficiencies are due to the fact that the sulphate solutions, even when using a neutralizing agent and the water-cement ratio, have an extraordinary effect on the cement bond. Not that one. Neutralized sulfate combines with the free lime in the cement, disturbs its chemical equilibrium and creates uneven setting processes in the material and thus discontinuities. The neutralizing agents supply soluble sulphates, which subsequently provide the cement. endanger.
Barium salts, used for neutralization, provide theoretically insoluble sulfates, but they prove to be unreliable in the cold process and are also toxic.
The method according to the invention is characterized in that the fiber material prepared by calibration is impregnated in the cold with metal sulfate solution and basic substances are incorporated into the impregnated fiber material, with hardening gel layers forming on the surface of the fiber material, whereupon during the sticky state a hydrau- liselies binding agent is added to the gelation, which adheres to the (relschicliten, whereby the total water addition is 50-701 / o of the hydraulic binding agent, in such a way that a plastic raw mass is formed,
which, due to its elasticity, reverses a volume reduction produced by pressing pressure by a fraction after the pressing pressure has ceased, and soluble calcium compounds originating from the binder penetrate into the fiber material and there. react with the metal sulphate to form insoluble calcium salts, and that the plastic mixture is then filled into molds, pressed and the shaped pieces are peeled off after the pressing action and fed to the hardening process.
The system for executing the process has the following elements: a device for preparing the pulp to be used, which has devices for shredding and separating admixtures, a mixing drum and means for.
successive introduction of the pulp, the sulfate solution, a solution of basic substances, the binder and water in measured quantities from storage containers into the mixing drum, devices for shaping the lightweight concrete mass, to which the light concrete mass coming from the mixing drum is fed and in which the in Forms filled mass by tamping, pressing sen, vibrating to the desired Bauelemen th is formed, and cutting or grinding devices to make partially hardened components dimensionally the same.
To coat the fibers with a mineral with a hydraulic binding agent, for example cement, well-binding layer, the present process utilizes the phenomenon that salts of certain metals, namely solutions of aluminum sulfate, give very water-rich, slimy gels if they are added with bases. Such gels can set themselves and they bind very well with cement or other hydraulic binders. They also promote the progressive mineralization process of the organic fiber, which consists in the fact that the latter is permeated with calcium salts over the years.
If the concentration and the amount of the solution of the sulphate as well as the duration of the impregnation process are measured in such a way that a sufficiently strong liquid film remains on the fiber, this can be replaced by a measured amount of properly concentrated lime milk, cement milk or another basic liquid a gel face can be transformed. Incorrect dosing prevents the shell from forming or creates a dangerous sulphate-containing insulating layer.
At the moment when the gel has the greatest adhesive strength, the hydrailized binder, for example cement, is added. Such measures result in different layers of the finally mineralized fiber. In the first place, the pure binder is present, followed by a layer in which this is mixed with the hardened gel, then a thin layer. Hardened gel, on top of which a layer in which it is mixed with mineralized fiber parts and a residue of more or less fully impregnated fiber remains inside.
However, this latter is completely protected against rot. The general belief that the effectiveness of the impregnation diminishes after a certain period is canceled in the process according to the invention in that the introduction of soluble lime compounds into the fiber begins at the same time as the hardening process, in which the latter also begins react with the metal sulphate to form insoluble common salts.
According to this method, certain fibrous materials can be processed that contain substances harmful to cement and are unusable for the manufacture of light-weight concrete by known methods. In this case, cement milk is used in the process step to achieve the gel shell and the cement calculated for the bond is added until the gel layer has dried to some extent.
The cement contained in the cement milk is destroyed as such, but as a component of the gel it forms a hardening intermediate layer that promotes the binding and protects the binding agent from further destruction.
An essential factor for the correct execution of the reactions between fiber material, sulphate solution, basic additives and hydraulic binding agent is the production of a certain moisture content. The addition of i,% tasser depends. on the type and size of the fiber material parts.
For this purpose, the method according to the invention provides for a calibration of the fiber material, and the amount of water to be added is calculated so that when the mixture has achieved the correct plasticity for forming profiled components, for example, it contains so much water that these components Harden at a certain temperature in a closed room for a very specific period.
Only part of the mixing water takes part directly in the hydration of the cement, another part is retained in the fibers and serves to maintain moisture during the hardening process.
While the known fibrous lightweight building boards, in particular wood wool boards, are insufficiently malleable for the production of sharp-edged or precisely profiled construction elements, the inventive method allows the production of such elements. For example, mixing of materials becomes easy. stamped into profiled shapes and a gentle pressure on the material. exercised for a short time. After removing the Balielementes from the molds ver enlarged the disconnected body due to the elasticity. of the pressed material decreases in volume by a certain amount. This results in a large number of macropores in addition to the small pores already present in the fiber material.
These macropores are filled with air and are extremely important in terms of thermal insulation as well as in terms of the degree of dryness that can be achieved and the frost resistance of the components.
The regulation of elasticity and plasticity is done by calibrating the fiber inmaterials and, if necessary, by crushing, squeezing and processing it in beater mills.
Instead of introducing the material mixture into the molds by tamping or pressure, it can also be mechanically vibrated or vibrated into the molds and the vibration can be combined with mechanical pressing. These vibrating processes generally require a more plastic material mixture than the mere pulverizing process. The increase in plasticity could be achieved by increasing the addition of water or mortar, one of which reduces the quality, the other. expensive and thermally unfavorable.
Therefore, mineral additives or lubricants, such as slate flour, which are perfectly compatible with the binding agent, for example cement, are expediently used to increase the plasticity.
With reference to the system shown schematically in the accompanying drawing, an example embodiment of the inventive method for the production of components will now be described.
At 1, the fiber material is delivered to Part A of the system, which deals with the preparation of the fiber material. In a preferred embodiment of the method, wood shavings, for example, are used as fiber material. If material is too long or too coarse, it is first comminuted by cutting or smashing it by hand or in a hammer mill 2. Too stiff fiber material, for example grasses, is conveniently squeezed between rollers.
Coarse wood waste is treated in a chipping machine 3; Bulky material, for example thick leaf stalks and ribs, are pressed into suitable packages in a hydraulic press 4 before machining.
All of the shredded fiber material that is deposited at 5 is sucked off by the ventilator of a dust removal system 6 and blown through the latter. The dust and other removed contaminants that are not suitable for the manufacture of components get into the silo 7 to get from there. to be recycled, for example as fuel, for making bricks, etc.
The dedusted fiber material enters the sieve drum. 8, 9, 10, in which it is divided into, for example, three different sizes and blown into the silos 11, 12 and 13 for these (T 'rössen. In these silos a chemical pretreatment of the fiber material;
such as deacidification, de-sugaring, yield, saponification of the oils, etc., can be carried out.
The prepared fiber material is fed from the silos 11-13 into the mixing chamber B. It arrives in measured quantities in a mixing drum 22, the individual sizes of the fiber material being mixed in such proportions that the liquid requirement to achieve a plastic mixture is 50 to 70% of the cement weight. With this ratio, the properly processed lightweight concrete hardens in a closed room at 18 C in 4-6 days until it is ready for use.
During the operation of the machine, aluminum sulfate solution of a maximum 3.5% concentration from the container 15 provided with a metering device is mixed with the mix in the drum until the material is hand-moist. When using wood shavings, 60 to 80 liters per 100 kg are required. After absolutely uniform moisture penetration has been achieved, the basic solution to be used is poured from the container 16 into the drum.
When using milk of lime, 10 to 20 liters of solution with a content of about 1011 / o active calcium oxide are added to 100 kg of chips, depending on the specific chip surface. This amount is sufficient for the formation of the money layer to be achieved and cannot create a harmful insulating layer on the fiber surface. In addition, the aluminum sulfate is measured so that the total amount cannot increase the gypsum content of normal cements beyond the permissible level.
After thorough mixing, when the gel layer formed has reached its greatest viscosity, the cement from the silo 14 is poured into the continuously rotating mixing drum; when using wood chips the amount for qualities with good strength is 170 to 190 kg 100 kg chip material.
The moisture of the material is normally insufficient at this stage to achieve the desired plasticity of the material, and water is added until the desired consistency is reached. is; the total liquid requirement of the mixture is 50-70%, of the weight of added cement. Chemical additives such as calcium chloride etc. can be added to the water to accelerate the setting process.
be added, or the desired setting acceleration is brought about by a corresponding degree of fineness of the cement. When using materials with a slight fungal attack, iron sulphate is used instead of aluminum sulphate, if necessary after disinfecting the fibers, for example with ferric chloride solution.
If fiber materials are used which contain substances that are harmful to cement, such as saeeharide or starch, cement milk is used instead of lime milk, the dosage being increased and a drying time switched on before the addition of binding agent. to form a protective layer on the fiber material against the further effects of harmful substances.
Fibers with. Waist coatings, such as palm leaves or alpha grass, are freed from these by a saponification process, for example with acids or alkaline solutions.
In the mixing space B there is also a container or silo 17 for additives in powder form, such as Sehiefermehl, as well as silos 18, 19, 20 L in i d 21 <B> - </B> for gypsum, sand, gravel and mortar additive.
The material removed from the silos 19 and 20 is mixed in a mixer 23 for purposes that will be discussed later.
After the showering is finished, the latter empties the prepared material into a transport device 24 (trolleys, trucks, conveyor belt, etc.), which feeds the same processing devices 25-27. Here there are molds, expediently made of metal, into which the material is poured and tamped and then lightly pressed after filling, in that elastic pressing means or rigid pressing means moved by eccentric act on the lid of the molds.
This slight pressure is maintained for a few minutes and then the molds are removed from the component.
The elasticity of the material is predetermined by a suitable mixture of different sizes of the fiber material or different materials so that after removing the pressure and the lateral formwork the linear expansion of the material in the opposite direction of the pressure is 3-5%. A very favorable porosity of the components is achieved as a result.
In the devices 25, for example, components are produced in block form, the pressing action being combined with a vibrating action. In the facilities 26, plate-shaped components can be produced by pressing and vibration effects, and special products, for example with coatings or reinforced components, are advantageously produced by hand tamping and pressing on the tables 27. The mortar required for embedding the reinforcing iron and for producing the coatings is supplied from the mortar mixer 23 by the transport device.
The material, which is intended to be shaped by shaking or vibration, is made more plastic by replacing about 8 to 101/9 of the cement with a suitable mineral lubricant, for example slate meal of a similar fineness as the cement. will. Under certain circumstances, this measure can also be of advantage when processing by hand.
After the mold has been filled by shaking and vibrating processes or a combination of both, it is advantageous at the end, possibly also during filling, to compress the filling to a degree to be determined beforehand using a punch. After the molding, also in this case with a. Expect volume increase due to the elasticity of the material.
The construction elements removed from the molds are stacked on underlay boards in the factory hall. The components that are to undergo the setting process at normal temperature are stored at 28 in the hall and after completion of this process they are brought to an outdoor storage area by means of transport 30, whereby they first pass a dressing machine 29 through which they are placed on a or several pages can be prepared to a uniform format. The final setting and hardening of the then usable components takes place in the open storage area.
The components to be hardened by thermal action come from a stacking area 31 to the ovens 32 and from the same to the outdoor warehouse.
The special products, which require a Nachbe treatment, are stored in the hall space 33 and are after sufficient hardening in a surface milling machine 34 be works, which precisely aligns their surfaces and designed flat.
On the. Plastering benches 35 and 36 th get the components their finished coatings of plastering mortar, which is guided by the mixer 23 via the transport device to the banks 35, 36. The gypsum required for the coating is expediently conveyed dry from the silo 18 to the gypsum bench 36.
Before delivery, the finished he hardened components are transported from the storage area outdoors to a parking space 37 benefits. Components with hard plaster pass the grinding machine 39, those with soft plaster (gypsum) pass through the grinding machine 38 and from there pass to the loading area 43.
Raw or plastered panels that have to be cut to certain dimensions run from the parking space 37 through the milling, with the construction elements being cut to a certain length in the transverse milling machine 40 by a simple cut. The special milling machine 41 can be adjusted to any cutting angle; Plastered panels are conveniently cut with the carborundum disk 42.
In a further exemplary embodiment, the procedure is as follows: 200 liters of a planing chip collection made by preliminary samples, which is composed of separately stored chips of different calibrations, are poured into a concrete mixer, 10 liters of a 3% aluminum sulfate solution are added and mixed in until uniform impregnation of the chips,
3 liters of a 10 ″ / a lime milk are added and mixed in, 12 kg normal Portland cement and 18 kg slag cement are mixed in, 7 liters of water are poured in after the addition of the cement.
After sufficient mixing, the 1NI material is peeled off and tamped into molds.
After the molds have been filled, a lid is used to apply pressure to the mass filled in, so that the latter from 2011/9 is compressed. After stripping the formwork, the raw panel produced in this way is stacked with its base in a covered room. Eight days after production, the panels are removed from the base and exposed to the pain in the open storage area.