CH647218A5

CH647218A5 - METHOD FOR PRODUCING BUILDING MATERIAL BASED ON ALUMINUM HYDROXIDE.

Info

Publication number: CH647218A5
Application number: CH4719/81A
Authority: CH
Inventors: Tatsuro Okamura; Hideki Irifune
Original assignee: Yoshida Kogyo Kk; Tatsuro Okamura
Priority date: 1980-07-19
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1985-01-15
Also published as: CA1156268A; DE3127982A1; AU526410B2; GB2083088B; JPS5727962A; FR2493303A1; IT8168002A0; GB2083088A; IT1144405B; AU7259781A; FR2493303B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Baumaterial aus einer einheitlichen Mischung, enthaltend ein amorhes, zumindest teilweise zu Ettringit umgesetztes Aluminiumhydroxid und ein faseriges Verstärunksmaterial, insbesondere von Platten für Decken und Wände, und auf das nach dem Verfahren erhaltene Baumaterial. The present invention relates to a method for producing building material from a uniform mixture comprising an amorphous aluminum hydroxide, at least partially converted to ettringite, and a fibrous reinforcing material, in particular panels for ceilings and walls, and to the building material obtained by the method.

Es erübrigt sich, darauf hinzuweisen, dass zur Zeit im Baugewerbe, abhängig vom jeweiligen Gebäude und dessen Standort, eine grosse Anzahl verschiedener Baumaterialien zum Einsatz gelangen. Die Anforderungen an Baumaterialien sind derartig unterschiedlich, dass ein für ein bestimmtes Gebäude zweckdienliches Material für ein anderes Gebäude nicht unbedingt geeignet ist. Fast immer sind jedoch gewisse Eigenschaften für beliebige Arten von Baumaterialien wichtig, beispielsweise mechanische Festigkeit, Un-brennbarkeit oder zumindest flammhemmende Wirkung sowie Wärme- und Schallisolation, wie auch ein günstiger Preis. Needless to say, depending on the building and its location, a large number of different building materials are currently used in the construction industry. The requirements for building materials are so different that a material that is useful for one building is not necessarily suitable for another building. However, certain properties are almost always important for any type of building material, for example mechanical strength, incombustibility or at least flame retardancy, as well as heat and sound insulation, as well as a low price.

Im Hinblick auf günstigen Preis von Baumaterialien können gleichzeitig zwei Vorteile erzielt werden, wenn es gelingt, Industrieabfälle zu Baumaterialien mit befriedigenden Eigenschaften zu verarbeiten. Dies ermöglicht die Lösung der Probleme, wie Umweltverschmutzung, bei der Beseitigung von Abfallmaterial, und ausserdem ergeben sich aus der Verarbeitung solcher Abfallmaterialien zu preisgünstigen Baumaterialien ausserordentliche wirtschaftliche Vorteile. With regard to the low price of building materials, two advantages can be achieved at the same time if industrial waste can be processed into building materials with satisfactory properties. This enables problems such as pollution to be solved in the disposal of waste material, and furthermore, there are extraordinary economic advantages from the processing of such waste materials into inexpensive construction materials.

Demzufolge wurden verschiedentlich Bestrebungen unternommen, nutzlose Industrieabfälle für die Herstellung von Baumaterialien zu verwenden. Leider sind bisher sehr wenige Beispiele bekannt, in denen es gelang, unter Verwendung von anderweitig nutzlosen oder sogar schädlichen Industrieabfällen als Ausgangsmaterial erfolgreich für die praktische Verwendung geeignete Baumaterialien herzustellen. As a result, various efforts have been made to use useless industrial waste in the manufacture of building materials. Unfortunately, very few examples have hitherto been known in which it has been possible to successfully produce construction materials suitable for practical use using industrial waste which is otherwise useless or even harmful.

Ein berüchtigtes Beispiel für die bei der Beseitigung von Industrieabfällen unter Vermeidung von Umweltverschmutzung auftretenden Schwierigkeiten bietet die Aluminiumindustrie. Es ist bekannt, dass in letzter Zeit kaum noch Aluminiumgegenstände mit blanker metallischer Oberfläche, wie sie nach der Verformung durch Extrusion, Glessen oder andere Methoden anfallen, sondern meistens nach einer Oberflächenbehandlung verwendet werden. The aluminum industry is a notorious example of the difficulties encountered in eliminating industrial waste while avoiding pollution. It is known that recently aluminum objects with a bare metallic surface, such as those obtained after deformation by extrusion, glazing or other methods, have hardly been used, but mostly after a surface treatment.

Die in der Aluminiumindustrie meist verwendete Oberflächenbehandlung ist die Anodisierung, wobei die Oberflächen der Aluminiumgegenstände zur Bildung einer dünnen, jedoch dichten Schicht von Aluminiumoxid, durch welche die chemische und mechanische Beständigkeit wie auch das Aussehen verbessert werden, in einem sauren Elektrolytbad elektrolytisch oxidiert werden. Ein Problem der Ano-disierungsbehandlung von Aluminiumgegenständen besteht darin, dass im Elektrolytbad unweigerlich ein beträchtlicher Mengenanteil von metallischem Aluminium gelöst wird, das schlussendlich in Form von amorphem Aluminiumhydroxid ausfällt, wenn die Elektrolytlösung zur Entfernung des Abwassers neutralisiert wird. The most common surface treatment used in the aluminum industry is anodization, whereby the surfaces of the aluminum objects are electrolytically oxidized in an acidic electrolytic bath to form a thin but dense layer of aluminum oxide, which improves the chemical and mechanical resistance as well as the appearance. A problem with the anodization treatment of aluminum objects is that the electrolyte bath inevitably dissolves a considerable amount of metallic aluminum, which ultimately precipitates in the form of amorphous aluminum hydroxide when the electrolyte solution is neutralized to remove the waste water.

Das solcherart ausgefällte Aluminiumhydroxid bildet einen gelartigen Schlamm, der beträchtliche Mengenanteile Verunreinigungen enthält, die aus verschiedenen Schritten der Aluminiumverarbeitung stammen, beispielsweise Sulfate, wie Aluminiumsulfat und -hydroxysulfat, Natriumsulfat und dergleichen, sowie Natrium-aluminat. Dieser gelartige Schlamm enthält üblicherweise grosse Mengenanteile, beispielsweise 70-90 Gew.-%, Wasser, jedoch kaum filtrierbar, so dass derartiger Aluminiumhydroxid-Schlamm praktisch nicht getrocknet werden kann. Bisher konnte somit derartiger Aluminiumhydroxid-Schlamm nur durch Ablagerung in einer Abfalldeponie oder in einem Gewässer in der gelartigen Form beseitigt werden. The aluminum hydroxide thus precipitated forms a gel-like sludge which contains considerable amounts of impurities which come from various steps in aluminum processing, for example sulfates such as aluminum sulfate and hydroxysulfate, sodium sulfate and the like, and sodium aluminate. This gel-like sludge usually contains large proportions, for example 70-90% by weight, of water, but can hardly be filtered, so that such aluminum hydroxide sludge can practically not be dried. So far, such aluminum hydroxide sludge could only be removed in the gel-like form by depositing it in a landfill or in a body of water.

Derartige Abfallbeseitigungsmethoden sind jedoch selbst bei Vernachlässigung des Problems der hohen Transportkosten des wässrigen Abfallmaterials zur Deponierungsstelle nicht tolerierbar. Eine mit derartigem Schlamm gefüllte Deponie ist beispielsweise hinsichtlich Ernteertrag sehr stark geschädigt und somit für landwirtschaftliche Zwecke nicht mehr verwendbar. Das Ablassen des Schlamms in das Meer oder andere Gewässer ist aus Umweltschutzgründen nicht zulässig. Die Beseitigung dieses gelartigen Aluminiumhy-droxid-Schlamms war somit bisher das lästigste Problem der Aluminium verarbeitenden Industrie. However, such waste disposal methods cannot be tolerated even if the problem of the high transport costs of the aqueous waste material to the landfill site is neglected. A landfill filled with such sludge is, for example, very badly damaged in terms of harvest yield and can therefore no longer be used for agricultural purposes. Draining the sludge into the sea or other bodies of water is not permitted for environmental reasons. The removal of this gel-like aluminum hydroxide sludge has thus far been the most troublesome problem in the aluminum processing industry.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung eines neuartigen Baumaterials auf Basis von amorphem Aluminiumhydroxid unter Verwendung des in der Oberflächen-Anodisierung von Aluminiumgegenständen anfallenden, gelartigen Aluminium-hydroxid-Schlamms als Ausgangsmaterial ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe, im Patentanspruch 1 definierte Verfahren gelöst. It is an object of the present invention to provide a method which enables the production of a novel building material based on amorphous aluminum hydroxide using the gel-like aluminum hydroxide sludge obtained in the surface anodization of aluminum objects as the starting material. This object is achieved by the method according to the invention and defined in claim 1.

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Im erfindungsgemässen Verfahren wird der gelartige Schlamm von amorphem Aluminiumhydroxid zuerst mit einem kalkhaltigen Material, beispielsweise Kalk oder Gips, solcherart vermischt, dass der zumindest teilweise mit dem kalkhaltigen Material Vinter Bildung von Ettringit der Formel 6CaO . A1203. 3S03. 31H20 reagiert, wonach der Ettringit enthaltende Aluminiumhydroxid-Schlamm mit einem faserigen Verstärkungsmaterial und gegebenenfalls eiiiem hydraulischen Material, wie Portlandzement, vermischt und das erhaltene Gemisch zu einer gewünschten Form verformt und dann getrocknet wird. In the process according to the invention, the gel-like sludge of amorphous aluminum hydroxide is first mixed with a calcareous material, for example lime or gypsum, in such a way that the formation of ettringite of the formula 6CaO at least partially with the calcareous material. A1203. 3S03. 31H20 reacts, after which the ettringite-containing aluminum hydroxide slurry is mixed with a fibrous reinforcing material and optionally a hydraulic material such as Portland cement, and the resulting mixture is molded into a desired shape and then dried.

Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Baumaterial ist sehr vorteilhaft für das Baugewerbe und zeigt zusätzlich zum ausserordentlich günstigen Preis hohe mechanische Festigkeit aufgrund der innigen Mischstruktur des faserigen Verstärkungsmaterials und des Aluminiumhydroxids und/oder Ettringits, sowie hervorragende Flammhemmung bzw. Unbrennbarkeit aufgrund des grossen Mengenanteils Kristallwasser im Ettringit, wie aus der vorstehenden Formel hervorgeht. The building material obtained by the method according to the invention is very advantageous for the construction industry and, in addition to the extraordinarily low price, shows high mechanical strength due to the intimate mixed structure of the fibrous reinforcing material and the aluminum hydroxide and / or ettringite, as well as excellent flame retardancy or incombustibility due to the large proportion of water of crystallization in the Ettringite as shown in the formula above.

Im nachstehenden wird die Erfindung beispielsweise erläutert. The invention is explained below, for example.

Wie bereits angegeben, ist das hauptsächlichste Ausgangsmaterial ein gelartiger Schlamm von amorphem Aluminiumhydroxid, der in der Anodisierungsbehandlung von Aluminiumgegenständen in grosser Menge als Abfallmaterial anfällt, dessen Beseitigung sehr problematisch ist. Dieser Schlamm enthält üblicherweise 70-90 Gew.-% Wasser, d.h. 10-30 Gew.-% Festkörper, und ist fliessbar. Der Schlamm enthält verschiedene Arten von Verunreinigungen, die aus verschiedenen Schritten der Aluminiumverarbeitung stammen, beispielsweise der Anodisierungsbehandlung einschliesslich Vor- und Nachbehandlung. Zum Beispiel wird das aus der Entfettungsbehandlung mit Natronlauge und anschliessendem Spülen mit Wasser anfallende, Natriumaluminat enthaltende alkalische Abwasser mit dem aus der Anodisie-rung von Aluminiumgegenständen in einem sauren Elektrolytbad und anschliessendem Spülen mit Wasser anfallende, Schwefelsäure, Aluminiumsulfat und -hydroxysulfat und dergleichen enthaltenden sauren Abwasser unter Neutralisationsbedingungen vereinigt. As already stated, the main raw material is a gel-like slurry of amorphous aluminum hydroxide, which is a large amount of waste material in the anodizing treatment of aluminum objects, the disposal of which is very problematic. This sludge usually contains 70-90% by weight water, i.e. 10-30 wt .-% solids, and is flowable. The sludge contains various types of contaminants that come from various steps in aluminum processing, such as anodizing treatment, including pre- and post-treatment. For example, the alkaline wastewater resulting from the degreasing treatment with sodium hydroxide solution and subsequent rinsing with water contains sodium aluminate with the acidic acids resulting from the anodization of aluminum objects in an acidic electrolyte bath and subsequent rinsing with water, containing sulfuric acid, aluminum sulfate and hydroxysulfate and the like Waste water combined under neutralization conditions.

Der vorstehend beschriebene Aluminiumhydroxid-Schlamm wird dann mit einem zweckentsprechenden Mengenanteil eines kalkhaltigen Materials, das zur Reaktion mit dem Aluminiumhydroxid unter Bildung von Ettringit in Zusammenwirkung mit den im Schlamm enthaltenen Sulfatkomponenten befähigt ist, vermischt. Für diese Zwecke sind zahlreiche Arten von kalkhaltigen Materialien geeignet, beispielsweise gebrannter und gelöschter Kalk, d.h. Calciumoxid und -hydroxid; Calciumcarbonat; Gips, d.h. Calcium-sulfat, und dergleichen. Die Kalke werden aufgraund ihrer relativ hohen Reaktionsfähigkeit mit dem Aluminiumhydroxid bevorzugt. Beispielsweise kann mit Vorteil der bei der Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser zur Entwicklung von Acetylengas gebildete Rückstand von Calciumhydroxid verwendet werden. Oft wird jedoch Calciumoxid bevorzugt, da dieses wirksam zur Regulierung des Wassergehalts des erhaltenen Schlamms durch Reaktion mit dem im Schlamm enthaltenen Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid eingesetzt werden kann und auch die Tempratur des Ge-mischs durch die aus der Reaktion mit dem Wasser gebildete Reaktionswärme erhöht wird, wodurch die Reaktion der Ett-ringitbildung beschleunigt wird. Selbstverständlich kann gegebenenfalls der Schlamm durch weiteren Wasserzusatz verdünnt werden, was jedoch aufgrund des hohen Wassergehalts des als Ausgangsmaterial verwendeten Aluminiumhydroxid-Schlamms üblicherweise nicht nötig ist. Calcium-sulfat, d.h. Gips, ist ebenfalls ein billiges kalkhaltiges Ma647218 The aluminum hydroxide slurry described above is then mixed with an appropriate amount of a calcareous material capable of reacting with the aluminum hydroxide to form ettringite in cooperation with the sulfate components contained in the slurry. Numerous types of calcareous materials are suitable for this purpose, e.g. burned and slaked lime, i.e. Calcium oxide and hydroxide; Calcium carbonate; Gypsum, i.e. Calcium sulfate, and the like. The limes are preferred because of their relatively high reactivity with the aluminum hydroxide. For example, the residue of calcium hydroxide formed in the reaction of calcium carbide with water to develop acetylene gas can be used with advantage. However, calcium oxide is often preferred because it can be used effectively to regulate the water content of the sludge obtained by reaction with the water contained in the sludge to form calcium hydroxide and also increases the temperature of the mixture by the heat of reaction formed from the reaction with the water which accelerates the reaction of Ett ringite formation. Of course, the sludge can optionally be diluted by further water addition, but this is usually not necessary due to the high water content of the aluminum hydroxide sludge used as the starting material. Calcium sulfate, i.e. Gypsum, is also a cheap calcareous Ma647218

terial, das beispielsweise aus der Entschwefelung von Abgas aus der Petrolverbrennung anfällt. Bevorzugt wird Calcium-sulfat-dihydrat, obwohl auch wasserfreies und calciniertes Calciumsulfat verwendet werden können. Manchmal ist es vorteilhaft, zwei oder mehrere kalkhaltige Materialien im Gemisch einzusetzen. Besonders empfehlenswert ist die Verwendung eines Gemischs von Calciumoxid und Calcium-sulf at-dihydrat, wenn zur Erleichterung der Ettringitbildung das Gleichgewicht von Aluminiumcalcium- und Sulfationen berücksichtigt werden soll. material that arises, for example, from the desulfurization of exhaust gas from petroleum combustion. Calcium sulfate dihydrate is preferred, although anhydrous and calcined calcium sulfate can also be used. Sometimes it is advantageous to use two or more calcareous materials in a mixture. The use of a mixture of calcium oxide and calcium sulfate dihydrate is particularly recommended if the balance of aluminum calcium and sulfate ions is to be taken into account to facilitate ettringite formation.

Der einzusetzende Mengenanteil an kalkhaltigem Material ist keinen besonderen Einschränkungen unterworfen, jedoch abhängig von der Zusammensetzung des Aluminiumhydroxid-Schlamms und vom jeweilig verwendeten kalkhaltigen Material. Es ist jedoch zu beachten, dass eine übermässig grosse Einsatzmenge Calciumoxid oder -hydroxid unerwünscht ist, da der im resultierenden Endprodukt verbliebene freie, nicht mit Aluminiumhydroxid reagierte Kalkanteil die Festigkeit des erhaltenen Baumaterials nachteilig beeinflusst. The amount of calcareous material to be used is not subject to any particular restrictions, but depends on the composition of the aluminum hydroxide sludge and on the calcareous material used in each case. However, it should be noted that an excessively large amount of calcium oxide or hydroxide is undesirable, since the free lime portion remaining in the resulting end product, which has not reacted with aluminum hydroxide, adversely affects the strength of the construction material obtained.

In einer bevorzugten Formulierung werden 100 kg Alu-minumhydroxid-Schlamm zuerst mit 15-20 kg Calciumoxid und danach mit der 1,0- bis 1,2-, vorzugsweise 1,15- bis l,20fachen Gewichtsmenge, bezogen auf das Trockengewicht des Gemischs von Calciumoxid und Schlamm, Cal-ciumsulfat-dihydrat vermischt. In a preferred formulation, 100 kg of aluminum hydroxide sludge are mixed first with 15-20 kg of calcium oxide and then with 1.0 to 1.2, preferably 1.15 to 1, 20 times the amount by weight, based on the dry weight of the mixture of calcium oxide and mud, calcium sulfate dihydrate mixed.

Der solcherart einheitlich mit dem kalkhaltigen Material vermischte Aluminiumhydroxid-Schlamm ist bei der erhöhten Temperatur, die bei Verwendung von Calciumoxid als kalkhaltiges Material durch die Reaktionswärme gebildet wird, noch fliessbar. Das Gemisch wird dann bei Zimmertemperatur oder darüber während 24-48 h stehen gelassen, so dass die Reaktion zwischen dem amorphen Aluminiumhydroxid und dem kalkhaltigen Material unter Bildung von Ettringit der vorstehend angegebenen Formel erfolgen kann. Gewünschtenfalls kann die Reaktion durch Erwärmen des Gemischs weiterhin beschleunigt werden, wenn eine zweckentsprechende Heizeinrichtung zur Verfügung steht. Die Bildung des Ettringits kann leicht überwacht werden durch Röntgenstrukturanalyse, und die Reaktion wird so lange fortgesetzt, bis wesentliche Stabilität des Reaktionsgemischs erreicht ist. Durch Röntgenstrukturanalyse ist feststellbar, The aluminum hydroxide sludge thus uniformly mixed with the calcareous material is still flowable at the elevated temperature which is formed by the heat of reaction when calcium oxide is used as the calcareous material. The mixture is then left at room temperature or above for 24-48 hours so that the reaction between the amorphous aluminum hydroxide and the calcareous material can take place to form ettringite of the above formula. If desired, the reaction can be further accelerated by heating the mixture if a suitable heating device is available. The formation of the ettringite can easily be monitored by X-ray structure analysis and the reaction is continued until substantial stability of the reaction mixture is achieved. X-ray structure analysis shows

dass das Reaktionsgemisch nach Abschluss der Reaktion in Abhängigkeit der Zusammensetzung des als Ausgangsmaterialien verwendeten Schlamms und der Art des kalkhaltigen Materials neben dem Ettringit fast immer mehrere andere, kristalline Verbindungen, wie Calcit, Gibbsit, Wood-fordit und dergleichen, enthält. that after the completion of the reaction, depending on the composition of the sludge used as the starting materials and the type of calcareous material, the reaction mixture almost always contains several other crystalline compounds, such as calcite, gibbsite, woodfordite and the like, in addition to the ettringite.

Als nächster Schritt wird der wie vorstehend beschrieben erhaltene, zumindest teilweise zu Ettringit umgesetzte, gelagertige Aluminiumhydroxid-Schlamm mit einem faserigen Verstärkungsmaterial vermischt. Wenn das faserige Material dem Schlamm zugesetzt und sehr gut mit diesem vermischt wird, tritt im Gemisch Koagulation ein, wenn die Fasern sich einheitlich mit dem festen Material aus Alu-minumhydroxid und/oder Ettringit im Schlamm vermischen. As the next step, the stored aluminum hydroxide sludge obtained as described above and at least partially converted to ettringite is mixed with a fibrous reinforcing material. If the fibrous material is added to the sludge and mixed very well with it, coagulation occurs in the mixture if the fibers mix uniformly with the solid material made of aluminum hydroxide and / or ettringite in the sludge.

Das faserige Verstärkungsmaterial kann je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck des Baumaterials organisch oder anorganisch sein. Geeignete organische Fasermaterialien sind beispielsweise Holzpulpe, durch Schlagen von Abfallpapier erhaltene, nicht ineinander verschlungene Cellu-losefasern und verschiedene Arten von faserförmigem Abfall aus der faserverarbeitenden Industrie, wie Spinnereien und Webereien. Derartiges organisches Fasermaterial wird bevorzugt für die Herstellung von leichtem Baumaterial mit guter Wärme-Isolationswirkung. Andererseits umfassen geeignete anorganische Fasermaterialien beispielsweise Asbest, Steinwolle, Glasfasern und dergleichen, die bevorzugt für The fibrous reinforcing material can be organic or inorganic, depending on the intended use of the building material. Suitable organic fiber materials are, for example, wood pulp, cellulose fibers which are obtained by whipping waste paper and are not intertwined, and various types of fibrous waste from the fiber processing industry, such as spinning mills and weaving mills. Such organic fiber material is preferred for the production of light building material with good heat insulation. On the other hand, suitable inorganic fiber materials include, for example, asbestos, rock wool, glass fibers and the like, which are preferred for

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die Herstellung von nicht brennbaren Baumaterialien oder solchen mit hoher Flammverzögerungswirkung eingesetzt werden. the production of non-combustible building materials or those with a high flame retardant effect.

Der einzusetzende Mengenanteil an faserigem Verstärkungsmaterial ergibt sich aus verschiedenen Faktoren, wobei jedoch zu beachten ist, dass bei einem zu geringen Mengenanteil an faserigem Verstärkungsmaterial dem Baumaterial keine befriedigenden mechanischen Festigkeiten, insbesondere Biegefestigkeit, verliehen werden können. The amount of fibrous reinforcing material to be used results from various factors, but it should be noted that if the amount of fibrous reinforcing material is too small, the building material cannot be given satisfactory mechanical strengths, in particular flexural strength.

Die so erhaltene Mischung des Ettringit enthaltenden Reaktionsgemischs und des faserigen Verstärkungsmaterials wird dann zu einem Baumaterial, beispielsweise Platten für Wand- oder Deckenverkleidung, verformt, wobei jede beliebige, für die jeweilige Konsistenz des Gemischs geeignete Verformungsmethode angewendet werden kann. Es ist beachtenswert, dass dem Gemisch weiterhin ein hydraulisches Material, d.h. ein durch Reaktion mit Wasser aushärtbares Material, beispielsweise Portlandzement oder Gips, beigemischt werden kann. Anstelle von Portlandzement sind auch verschiedene andere hydraulische Zemente geeignet, beispielsweise Aluminiumoxid-, Hochofen-, Siliciumdioxid-Zement und dergleichen. Wenn ein industriell vorteilhaftes Verformungsverfahren zum Einsatz gelangen soll, wird empfohlen, einen schnellhärtenden Zement in Kombination mit Gips zu verwenden. The resulting mixture of the ettringite-containing reaction mixture and the fibrous reinforcing material is then shaped into a building material, for example panels for wall or ceiling cladding, any shaping method suitable for the particular consistency of the mixture being able to be used. It is worth noting that the mixture continues to have a hydraulic material, i.e. a material that can be hardened by reaction with water, for example Portland cement or gypsum, can be added. Instead of Portland cement, various other hydraulic cements are also suitable, for example aluminum oxide, blast furnace, silicon dioxide cement and the like. If an industrially advantageous molding process is to be used, it is recommended to use a quick-setting cement in combination with plaster.

Obwohl die zusätzliche Beimischung von hydraulischem Material freigestellt ist, enthält eine typische Formulierung des zu verarbeitenden Gemischs beispielsweise: Although the additional admixture of hydraulic material is optional, a typical formulation of the mixture to be processed contains, for example:

20-80 Gew.-%, vorzugsweise 40-60 Gew.-%, des Ettringit enthaltenden Reaktionsgemischs; 15-55 Gew.-%, vorzugsweise 30-50 Gew.-%, hydraulisches Material; und 10-15 Gew.-%, vorzugsweise 15-25 Gew.-%, faseriges Verstärkungsmaterial. Die zusätzliche Beimischung von hydraulischem Material bewirkt eine Verbesserung der Verformbarkeit des Gemischs wie auch eine Verbesserung der mechanischen Festigkeiten und der Dimensionsstabilität des als Endprodukt erhaltenen Baumaterials. 20-80% by weight, preferably 40-60% by weight, of the reaction mixture containing ettringite; 15-55% by weight, preferably 30-50% by weight, hydraulic material; and 10-15% by weight, preferably 15-25% by weight, of fibrous reinforcing material. The additional admixture of hydraulic material brings about an improvement in the deformability of the mixture as well as an improvement in the mechanical strengths and the dimensional stability of the building material obtained as the end product.

Das Gemisch des Ettringit enthaltenden Reaktionsgemischs und des faserigen Verstärkungsmaterials, mit oder ohne Beimischung von hydraulischem Material, wird dann auf zweckdienliche Art, beispielsweise nach der für die Herstellung von Asbestzementplatten eingesetzten Methode, zu einem Baumaterial verformt, beispielsweise zu Platten für Decken oder Wände. Solcherart hergestelltes Baumaterial zeigt nach vollständiger Trocknung und Aushärtung bei einer scheinbaren Dichte von 0,9-1,3 g/cm3 üblicherweise eine Biegefestigkeit von mindestens 800 N/cm2 und in gewissen Fällen bis zu 1500 N/cm2 oder mehr. Demzufolge sind erfindungsgemäss hergestellte Baumaterialien mit diesen vorteilhaften Eigenschaften sehr nützlich nicht nur für den Bau von Fabriken und Lagerhäusern sondern, wenn sie mit einer schönen und dekorativen Aussenfläche versehen werden, auch allgemein für Wohnhäuser. The mixture of the reaction mixture containing ettringite and the fibrous reinforcing material, with or without admixture of hydraulic material, is then appropriately shaped, for example according to the method used for the production of asbestos cement slabs, to form a building material, for example slabs for ceilings or walls. Building material produced in this way usually shows a flexural strength of at least 800 N / cm2 and in certain cases up to 1500 N / cm2 or more after complete drying and curing at an apparent density of 0.9-1.3 g / cm3. Accordingly, building materials produced according to the invention with these advantageous properties are very useful not only for the construction of factories and warehouses but, if they are provided with a beautiful and decorative outer surface, also generally for residential houses.

Es ist zu beachten, dass bei Verwendung von Kalk, d.h. Calciumoxid oder -hydroxid, als kalkhaltiges Material die Gegenwart von freiem Kalk im fertigen Baumaterial unerwünscht ist, da hierdurch im Verlauf der Zeit die mechanischen Festigkeiten und Stabilität des Baumaterials absinken, so dass freier Kalk zweckmässig in eine stabile Form, beispielsweise Gips, überführt wird. Diesbezüglich ist es oft vorteilhaft, dem Gemisch vor dessen Verformung ein Sulfat, beispielsweise Aluminiumsulfat, beizumischen, so dass der freie Kalk durch doppelte Zersetzungsreaktion zu Gips, d.h. Calciumsulfat, umgesetzt wird. It should be noted that when using lime, i.e. Calcium oxide or hydroxide, as the calcareous material, the presence of free lime in the finished building material is undesirable, since as a result the mechanical strength and stability of the building material decrease over time, so that free lime is expediently converted into a stable form, for example gypsum. In this regard, it is often advantageous to add a sulfate, for example aluminum sulfate, to the mixture before it is deformed, so that the free lime is converted into gypsum by double decomposition reaction, i.e. Calcium sulfate is implemented.

Weiterhin ist zu beachten, dass eine gewisse Verbesserung der mechanischen Festigkeiten, beispielsweise der Biegefestigkeit, erzielbar ist durch teilweisen Ersatz des gelartigen Aluminiumhydroxid-Schlamms durch im Handel erhältliches Aluminiumhydroxid, das mehr oder weniger kristallin ist. In den vorteilhaftesten Fällen kann durch zusätzliche Beimischung von kristallinem Aluminiumhydroxid neben dem amorphen, gelartigen Aluminiumhydroxid-5 Schlamm eine Verbesserung der Biegefestigkeit des erhaltenen Baumaterials von 20-35 % gegenüber den Werten ohne diese zusätzliche Beimischung erzielt werden. Der Mengenanteil an zugesetztem kristallinem Aluminiumhydroxid sollte jedoch 20% der Gesamtmenge der Aluminiumhydroxid-io Komponente im Gemisch nicht übersteigen, da durch einen überschüssigen Mengenanteil an zusätzlichem kristallinem Aluminium neben dem wirtschaftlichen Nachteil der Verwendung eines relativ teueren Materials die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Baumaterials eher vermindert 15 werden. Vorzugsweise werden somit höchstens 15%, insbesondere 3-10%, des Gesamtgewichtes an Aluminiumhydroxid im Gemisch, durch kristallines Aluminiumhydroxid ersetzt. It should also be noted that some improvement in mechanical strengths, such as flexural strength, can be achieved by partially replacing the gel-like aluminum hydroxide slurry with commercially available aluminum hydroxide that is more or less crystalline. In the most advantageous cases, an additional admixture of crystalline aluminum hydroxide in addition to the amorphous, gel-like aluminum hydroxide-5 sludge can improve the bending strength of the building material obtained by 20-35% compared to the values without this additional admixture. However, the amount of added crystalline aluminum hydroxide should not exceed 20% of the total amount of aluminum hydroxide-io component in the mixture, since an excess amount of additional crystalline aluminum tends to reduce the mechanical properties of the construction material obtained in addition to the economic disadvantage of using a relatively expensive material 15 will. Preferably at most 15%, in particular 3-10%, of the total weight of aluminum hydroxide in the mixture is replaced by crystalline aluminum hydroxide.

In den nachstehenden Beispielen werden besondere Aus-2o führungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. In the examples below, special embodiments of the method according to the invention are explained.

Beispiel 1 example 1

25 Ein aus einer Fabrik für Anodisierungsbehandlung von Aluminiumgegenständen bezogener, gelagertiger Aluminiumhydroxid-Schlamm wurde mit Calciumoxid und Cal-ciumsulfat-dihydrat, einem Nebenprodukt aus der Entschwefelung von Auspuffgas der Petrolverbrennung, vermischt. 25 A stored aluminum hydroxide slurry obtained from an anodization treatment facility for aluminum objects was mixed with calcium oxide and calcium sulfate dihydrate, a by-product from the desulfurization of exhaust gas from petroleum combustion.

30 Calciumoxid und Calciumsulfat wurden in Mengenanteilen von 5 kg bzw. 35 kg pro 40 kg Festkörpergehalt des Schlamms beigemischt. Durch die Beimischung des Cal-ciumoxids stieg die Temperatur des Gemischs deutlich an, und nach gründlichem Vermischen wurde das noch fliess- 30 calcium oxide and calcium sulfate were mixed in proportions of 5 kg and 35 kg per 40 kg solids content of the sludge. When the calcium oxide was added, the temperature of the mixture rose significantly, and after thorough mixing, it was still flowing.

35 bare Gemisch während 48 h stehen gelassen. Eine nach diesen 48 h Stehenlassen ausgeführte Röntgenstrukturanalyse ergab, dass die Calciumkomponente im Gemisch beinahe vollständig reagiert hatte und zu Ettringit umgewandelt war. 35 bar mixture allowed to stand for 48 hours. An X-ray structural analysis carried out after these 48 hours of standing revealed that the calcium component in the mixture had reacted almost completely and had been converted to ettringite.

40 Die erhaltene, Ettringit enthaltende Aufschlämmung wurde dann mit 8 kg Holzpulpe und 12 kg Asbest vermischt. Durch gründliches Vermischen dieses faserigen Materials mit der Aufschlämmung wurde das in der Ettringit enthaltenden Aufschlämmung enthaltene feste Material mit The resulting slurry containing ettringite was then mixed with 8 kg wood pulp and 12 kg asbestos. By thoroughly mixing this fibrous material with the slurry, the solid material contained in the slurry containing the ettringite was added

45 dem faserigen Material zu einem einheitlichen Gemisch gebildet und dieses koaguliert. Das so erhaltene Gemisch war relativ trocken und konnte praktisch ohne Freisetzung von Wasser zu Klumpen zerbröckelt werden. 45 the fibrous material formed into a uniform mixture and this coagulated. The mixture thus obtained was relatively dry and could be crumbled into lumps with virtually no release of water.

50 Dieses Gemisch wurde nach der Herstellungsmethode für Asbestzementplatten unter Verwendung einer Presswalze bei einem linearen Anpressdruck von 350 N/cm zu einer Platte von 6,8 mm verformt, und die Platte wurde dann umhüllt während 7 d härten gelassen und danach vollständig 50 This mixture was formed into a 6.8 mm sheet by the asbestos cement sheet manufacturing method using a press roll at a linear pressure of 350 N / cm, and the sheet was then encased for 7 days and then completely

55 zu einer Baumaterialplatte getrocknet. Die erhaltene Platte zeigte eine Dichte von 0,94 g/cm3 und eine Biegefestigkeit von 829 N/cm2, berechnet als Durchschnittswert von 100 solcherart hergestellten Platten, und war geeignet für die Verwendung als Baumaterial. 55 dried to a building material board. The plate obtained had a density of 0.94 g / cm3 and a flexural strength of 829 N / cm2, calculated as the average of 100 plates produced in this way, and was suitable for use as a building material.

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Beispiel 2 Example 2

Beispiel 1 wurde mit den Ausnahmen wiederholt, dass der Ettringit enthaltenden Aufschlämmung als faseriges Example 1 was repeated with the exceptions that the slurry containing ettringite was considered fibrous

65 Verstärkungsmaterial anstelle der Holzpulpe aus Abfallpapier gewonnene Cellulosefaserpulpe und mit dieser zusammen zusätzlich 10 kg Portlandzement zugesetzt wurden. 65 reinforcement material instead of the wood pulp made from waste paper cellulose fiber pulp and together with this an additional 10 kg of Portland cement were added.

Die erhaltenen Platten zeigten als Durchschnittswerte The plates obtained showed averages

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aus 100 gleichermassen hergestellten Platten eine scheinbare Dichte von 1,15 g/cm3 und eine Biegefestigkeit von 1285 N/cm2. an apparent density of 1.15 g / cm3 and a flexural strength of 1285 N / cm2 from 100 equally produced plates.

Beispiel 3 Example 3

Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, dass dem Reaktionsgemisch des gelartigen Aluminiumhydroxid- Example 2 was repeated with the exception that the reaction mixture of the gel-like aluminum hydroxide

Schlamms mit Calciumoxid und Calciumsulfat zusätzlich 3 kg handelsübliches Aluminiumhydroxid beigemischt wurden. Sludge with calcium oxide and calcium sulfate were additionally mixed with 3 kg of commercially available aluminum hydroxide.

Die erhaltenen Platten zeigten als Durchschnittswert von 5 100 gleichermassen hergestellten Platten eine scheinbare Dichte von 1,17 g/cm3 und eine Biegefestigkeit von 1765 N/cm2. The plates obtained had an average density of 5,100 plates produced in the same way, an apparent density of 1.17 g / cm 3 and a flexural strength of 1765 N / cm 2.

v v

Claims

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1. A process for the production of building material from a uniform mixture comprising an amorphous aluminum hydroxide, at least partially converted to ettringite, and a fibrous reinforcing material, characterized in that a calcareous material is mixed with a gel-like aluminum hydroxide slurry in such a way

that a reaction occurs between these two materials to form ettringite, that the resulting mixture containing ettringite is mixed with a fibrous reinforcing material until the solid material contained in the ettringite forms a uniform mixture with the fibers of the fibrous reinforcing material, after which the mixture obtained is shaped into a building material and the molded body obtained is dried.

2. The method according to claim 1, characterized in that calcium oxide or hydroxide or a mixture of calcium oxide and gypsum is used as the calcareous material.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a cellulose fiber pulp or asbestos is used as the fibrous reinforcing material.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, together with the fibrous reinforcing material, a hydraulic material, preferably a Portland cement, is introduced into the mixture.

5. The method according to claim 2, characterized in that the mixture after the reaction of the gel-like aluminum hydroxide sludge with the calcareous material aluminum sulfate is added to convert unreacted calcium oxide by double decomposition reaction in calcium sulfate.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in addition to the amorphous, gel-like aluminum hydroxide sludge, crystalline aluminum hydroxide is introduced into the mixture.

7. Building material produced by the method of claim 1.

8. Building material according to claim 7, characterized in that it is practically free of unreacted calcium oxide or hydroxide.