Bei der Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Steinen oder Platten, welche aus mit anorganischen Bindemitteln gebundenem vegetabilem Fasermaterial bestehen, benötigt die Abbindung der Elemente in der Regel ziemlich viel Zeit und dementsprechend im Herstellungsprozess viel Raum und viele Schalungselemente.
Es ist bekannt, dass der Härtungsvorgang dadurch beschleunigt werden kann, wenn die Atmosphäre in einem Härtungsofen, der von den frischen Elementen durchlaufen wird, mit Kohlendioxyd angereichert ist. Damit wird die Karbonatisierung des im Zement enthaltenen und des zugegebenen Kalkes stark beschleunigt, was zu einer raschen ersten Verfestigung des Materials führt und erlaubt, die so gehärteten Elemente von ihren Unterlagen abzuheben.
Bei gleichbleibender Festigkeit der den Ofen verlassenden Produkte kann dementsprechend mit Hilfe des CO2 die Durchlaufzeit oder auch die Ofentemperatur herabgesetzt werden, womit erhebliche wirtschaftliche Vorteile verbunden sind.
Ein Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, dass das Kohlendioxyd schwierig in das Innere des Materials gelangt und im Verhältnis zu der Menge vorhandenen Holzspannmaterials viel CO2-Gas verwendet werden muss, das nicht voll ausgenutzt werden kann.
Es ist auch bekannt, das Herauslösen frischer, gegen deformierende Kräfte empfindlicher Holzspanbeton-Bauelemente aus der Schalungsform dadurch zu beschleunigen, dass CO2 Gas dem noch in der Schalungsform befindlichen Material durch in der Form verteilte Öffnungen zugeführt wird. Damit kann auf die Zugabe von Abbindebeschleunigern im Mischer verzichtet werden, die unerwünschte Nebenerscheinungen mit sich bringen.
Mit diesem Verfahren wird kaum eine gleichmässige Verteilung des Gases im Material erreicht, wobei es vor allem schwierig ist, die Öffnungen in der Form stets sauber zu halten.
Zur Beschleunigung des Abbindeprozesses des Zementmörtels sind eine grosse Anzahl Abbindebeschleuniger bekannt. Sofem diese stark beschleunigen, d.h. um schon vor Ablauf einer Stunde eine fühlbare Verfestigung des Materials zu erzielen, fällt die Endfestigkeit des Produktes stark ab. Ferner zeigen die wirksamsten und preiswertesten dieser Abbindebeschleuniger (Chloride) Nebenwirkungen, wie Korrosionsgefahr bei eingeschlossenen oder berührenden Metallteilen und Neigung zu Ausblühungen. Andere Beschleuniger zeigen bei einem Holzspanbetongemisch nicht denselben Wirkungsgrad wie bei einer normalen Betonmischung. Aus diesen Gründen empfiehlt es sich nicht, bei Herstellung von Holzspanbeton Abbindebeschleuniger zu verwenden.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch aus, dass Kohlendioxyd schon während dem Prozess des Mischens in das Material oder in das frisch gemischte Material in einer Menge eingebracht wird, welche gleich oder grösser ist als die Menge, in der es entsprtechend seinem Druck im verwendeten Mischer wasser maximal löslich ist.
Werden z.B. zur Herstellung einer bestimmten Menge Holzspanbeton 2501 Mischwasser verwendet, so könnte dieses Wasser bei normalem Atmosphärendruck und normaler Umgebungstemperatur ca. 2001 Kohlendioxyd aufnehmen. Es wird aber gegebenenfalls mehr an Kohlendioxyd beigefügt, wobei die Mindestmenge für eine wirtschaftliche Fabrikation durch Versuche zu ermitteln ist und auch von der Art des Fasermaterials sowie der Art und Menge der verwendeten anorganischen Bindemittel abhängig ist. Im besonderen Falle einer Holzspanbetonmischung nach dem Durisolverfahren, in welcher Holzspäne, Zement, Sulfat, Kalk und Wasser enthalten sind, hat sich eine CO2-Menge von etwa dem Doppelten der normal im Wasser löslichen CO2-Menge als günstig erwiesen.
Es hat sich nun überraschenderweise ergeben, dass dieses Kohlendioxyd während dem Mischen und der Formung der Bauelemente praktisch nicht entweicht, sondern von der frischen Mischung absorbiert wird und damit im Härteofen voll zur Wirksamkeit kommt und die Härtung sehr schnell und vor allem auch gleichmässig erfolgt.
Das Kohlendioxyd kann als Gas durch den Boden des Mischers unter Druck eingeführt werden. Es ist aber manchmal zweckmässig, es in fester Form von Trockeneis in die Mischung zu streuen. Man kann es ferner auch mittels Mischwasser zuführen, welches sich unter höherem Druck befindet und mit CO2 gesättigt ist, oder etwa in Form sogenannter Brausetabletten, wobei das CO2 z.B. durch Natriumhydrokarbonat gebunden ist. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, das Kohlendioxyd direkt in den Mischer zuzugeben. Es kann aber auch der frischen Mischung anschliessend an den Mischprozess durch eine spezielle Vorrichtung zugeführt werden.
Die beschriebene Erfindung geht insofern einen neuen Weg, als sie zur ersten Härtung hauptsächlich die Karbonatisierung des im Zement enthaltenen und der Mischung zugesetzten Kalkes benutzt. Diese Karbonatisierung wird durch Zugabe einer genügenden Menge Kohlendioxyd in den Mischer oder in die frische Mischung so beschleunigt, dass nach kurzer Zeit eine erste Härtung erfolgt. Dieser Prozess wird vorzugsweise kombiniert mit dem bekannten Verfahren, welches eine Abbindebeschleunigung des Holzspanbetons durch Wärmebehandlung unter bestimmten Feuchtigkeitsverhältnissen erreicht.
Mit diesem Verfahren können abbindebeschleunigende Zusätze vermieden und eine bisher nicht erreichte Frühhärtung des Holzspanzementgemisches erzielt werden, ohne dass schädliche Folgen, wie sie bei Verwendung von Abbindebeschleunigern vorkommen, auftreten.
PATENTANSPRÜCHE
I. Verfahren zur Beschleunigung der Vorhärtung von Bauelementen, welche aus mit anorganischen Bindemitteln gemischtem vegetabilem Fasermaterial bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlendioxyd schon während dem Prozess des Mischens in das Material oder in das frisch gemischte Material in einer Menge eingebracht wird, welche gleich oder grösser ist als die Menge, in der es entsprechend seinem Druck im verwendeten Mischwasser maximal löslich ist.
II. Bauelemente, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeich- net, dass das Kohlendioxyd als Gas oder in fester Form zugeführt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Kohlendioxydmenge mindestens 1,5 mal so gross wie die Menge ist, in der das Kohlendioxyd entsprechend seinem Druck im verwendeten Mischwasser maximal löslich ist.
3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxyd im Mischwasser gelöst zugeführt wird, wobei dieses Wasser sich unter einem Druck von mindestens 2 Atmosphären befindet.
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In the manufacture of structural elements, especially stones or slabs, which consist of vegetable fiber material bound with inorganic binders, the setting of the elements usually requires a considerable amount of time and accordingly a lot of space and many formwork elements in the manufacturing process.
It is known that the hardening process can be accelerated if the atmosphere in a hardening furnace through which the fresh elements are passed is enriched with carbon dioxide. This greatly accelerates the carbonation of the lime contained in the cement and the added lime, which leads to a rapid initial solidification of the material and allows the elements hardened in this way to be lifted from their bases.
With the same strength of the products leaving the furnace, the processing time or the furnace temperature can be reduced accordingly with the help of the CO2, which is associated with considerable economic advantages.
A disadvantage of this known method is that it is difficult for the carbon dioxide to get into the interior of the material and, in relation to the amount of wood chip material present, a large amount of CO2 gas has to be used which cannot be fully utilized.
It is also known to accelerate the detachment of fresh wood-chip concrete components, which are sensitive to deforming forces, from the formwork form by supplying CO2 gas to the material still in the formwork form through openings distributed in the form. This means that there is no need to add setting accelerators in the mixer, which cause undesirable side effects.
With this method, a uniform distribution of the gas in the material is hardly achieved, whereby it is especially difficult to keep the openings in the mold always clean.
A large number of setting accelerators are known to accelerate the setting process of the cement mortar. If these accelerate strongly, i.e. In order to achieve a tangible solidification of the material before an hour has elapsed, the final strength of the product drops sharply. Furthermore, the most effective and inexpensive of these setting accelerators (chlorides) show side effects, such as the risk of corrosion in the case of enclosed or touching metal parts and a tendency to bloom. Other accelerators do not show the same level of efficiency with a wood-chip concrete mix as with a normal concrete mix. For these reasons, it is not recommended to use setting accelerators when producing wood-chip concrete.
In contrast to the known method, the method according to the invention is characterized in that carbon dioxide is introduced into the material or into the freshly mixed material during the mixing process in an amount which is equal to or greater than the amount in which it is corresponding its pressure is maximally soluble in water in the mixer used.
Are e.g. If mixed water is used to produce a certain amount of woodchip concrete 2501, this water could absorb carbon dioxide at normal atmospheric pressure and normal ambient temperature for approx. 2001. If necessary, however, more carbon dioxide is added, the minimum amount for economical manufacture being determined by tests and also depending on the type of fiber material and the type and amount of inorganic binders used. In the special case of a wood chip concrete mix using the Durisol process, which contains wood chips, cement, sulphate, lime and water, an amount of CO2 of around twice the amount of CO2 normally soluble in water has proven to be beneficial.
Surprisingly, it has now been found that this carbon dioxide practically does not escape during the mixing and shaping of the components, but is absorbed by the fresh mixture and thus becomes fully effective in the hardening furnace and hardening takes place very quickly and, above all, evenly.
The carbon dioxide can be introduced as a gas through the bottom of the mixer under pressure. However, it is sometimes useful to sprinkle it into the mixture in solid form of dry ice. It can also be supplied by means of mixed water, which is under higher pressure and saturated with CO2, or in the form of so-called effervescent tablets, the CO2 e.g. is bound by sodium hydrogen carbonate. It has proven to be useful to add the carbon dioxide directly to the mixer. However, it can also be added to the fresh mixture after the mixing process using a special device.
The invention described takes a new approach in that it mainly uses the carbonation of the lime contained in the cement and added to the mixture for the first hardening. This carbonation is accelerated by adding a sufficient amount of carbon dioxide to the mixer or to the fresh mixture so that the first hardening takes place after a short time. This process is preferably combined with the known method, which accelerates the setting of the wood-chip concrete through heat treatment under certain moisture conditions.
With this method, additives that accelerate setting can be avoided and an unprecedented early hardening of the wood chip cement mixture can be achieved without the harmful consequences that occur when using setting accelerators.
PATENT CLAIMS
I. A method for accelerating the pre-hardening of components which consist of vegetable fiber material mixed with inorganic binders, characterized in that carbon dioxide is introduced into the material or into the freshly mixed material in an amount which is equal or greater during the mixing process is than the amount in which it is maximally soluble in the mixed water used according to its pressure.
II. Components manufactured according to the method according to patent claim I and dependent claims 1 and 2.
SUBCLAIMS
1. The method according to claim I, characterized in that the carbon dioxide is supplied as a gas or in solid form.
2. The method according to claim I, characterized in that the amount of carbon dioxide supplied is at least 1.5 times as large as the amount in which the carbon dioxide is maximally soluble in the mixed water used according to its pressure.
3. The method according to claim I, characterized in that the carbon dioxide is supplied dissolved in the mixed water, this water being under a pressure of at least 2 atmospheres.
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