DE1011800B

DE1011800B - Process for hardening large-pored, solidified products

Info

Publication number: DE1011800B
Application number: DEU2376A
Authority: DE
Inventors: Leo Torsten Ulfstedt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-07-03
Filing date: 1953-08-29
Publication date: 1957-07-04

Description

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTIFICATION OF THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL:

4. JULI1957JULY 4, 1957

Anmelder:Applicant:

Leo Torsten Ulfstedt, Södertälje (Schweden)Leo Torsten Ulfstedt, Södertälje (Sweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap, Patentanwalt, München 22, Mariannenplatz 4Representative: Dipl.-Ing. W. Paap, patent attorney, Munich 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität: Schweden vom 3. Juli 1953Claimed priority: Sweden, July 3, 1953

Leo Torsten Ulfstedt, Södertälje (Schweden), ist als Erfinder genannt wordenLeo Torsten Ulfstedt, Södertälje (Sweden), has been named as the inventor

Bei der sogenannten Dampfhärtung großporiger,With the so-called steam hardening of large-pored,

Wasser enthaltender Stoffe, z. B. solchen aus Leichtbeton großporiger, erstarrter ErzeugnisseSubstances containing water, e.g. B. those made of lightweight concrete large-pored, solidified products

bei der die Erzeugnisse mit Hitze unter Anwesenheit vonin which the products are subjected to heat in the presence of

Wasser mit 100° C übersteigenden Temperaturen behan- Treat water with temperatures exceeding 100 ° C

delt werden, dringt die Hitze wegen der wärmeisolierenden Eigenschaften des Materials und der eingeschlossenen Gase nur sehr langsam in diese ein. Die Temperatur in der Masse steigt im wesentlichen nur infolge des Eindringens des Dampfes in die Masse, der beim Kondensieren in den Poren seine Verdampfungswärme abgibt. Dies erfolgt aber wegen der Ableitung der Wärme durch die umgebende Atmosphäre nur in ungenügendem Ausmaß.delt, the heat penetrates because of the heat insulating Properties of the material and the enclosed gases only very slowly into this. The temperature in the mass increases essentially only as a result of the penetration of the steam into the mass, which occurs during condensation gives off its heat of vaporization in the pores. But this is done because of the dissipation of heat through the surrounding atmosphere only to an inadequate extent.

Bei der Heißbehandlung dieser Art entstehen daher in der Masse beträchtliche Temperaturunterschiede. In der ein Temperaturdiagramm darstellenden Fig. 1 zeigt die Kurve 1 ein typisches Beispiel des Temperaturverlaufes im Innern einer der Heißbehandlung unterworfenen Platte aus Leichtbeton von etwa 50 cm Höhe und 25 cm Dicke bei normalem Druck. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist die Temperatur im Innern der Platte noch normal, wenn der die Platte umgebende Dampf, dessen Temperaturkurve mit S_t bezeichnet ist, bereits den vollen Druck von etwa 10 kg/cm² und eine entsprechende Temperatur von etwa 180° C erreicht hat.In the case of hot treatment of this type, there are therefore considerable temperature differences in the mass. In FIG. 1, which shows a temperature diagram, curve 1 shows a typical example of the temperature profile inside a plate made of lightweight concrete, about 50 cm high and 25 cm thick, under normal pressure and subjected to the heat treatment. As can be seen from the diagram, the temperature inside the plate is still normal when the steam surrounding the plate, the temperature curve of which is denoted by S _t , already has the full pressure of about 10 kg / cm ² and a corresponding temperature of about 180 Has reached ° C.

Das entspricht einem Temperaturunterschied zwischen This corresponds to a temperature difference between

dem Äußeren und Inneren der Platte von nicht weniger «the outside and inside of the plate of no less "

als 160° C. Gleiche Temperatur außerhalb und innerhalbthan 160 ° C. Same temperature outside and inside

der Platte wurde in diesem Falle erst nach 18stündiger ungleichartigem Material, in welchem die Temperatur-Behandlungsdauer erreicht. 30 spannungen einen zerstörenden Einfluß haben können, Die Nachteile einer solch langsamen Temperatur- ist ein aus Schwer- und Leichtbeton zusammengesetztes angleichung sind beträchtlich. Die chemischen Reaktionen Element. Wenn ein solches Element dazu noch bewehrt in den für längere Zeit eine verhältnismäßig geringe ist, ist es naturgemäß besonders gefährdet. Temperatur aufweisenden inneren Teilen der Masse Die Anwendung von Luftentzug ist bei der Herstellung verlaufen verschieden von denen in den Q.berflächenteilen 35 künstlicher poröser Steine an sich bekannt, jedoch bezieht der Masse, die praktisch während der gesamten Behänd- sich dieses bekannte Verfahren auf die Behandlung der lungsdauer die gleiche Temperatur wie der Dampf haben. erhärtenden Massen, die also noch nicht erstarrt, sondern Wie durch die Erfahrung bestätigt wird, haben daher die noch plastisch sind. Gemäß diesem bekannten Verfahren inneren Teile einer durch Dampf gehärteten Masse nach wird die noch plastische Masse dadurch porosiert, daß in dem Abschluß der Dampfbehandlung wesentlich geringere 40 der Masse eingeschlossenen Gasen Gelegenheit gegeben Härte als die äußeren Teile. Schwerwiegender als dies ist wird, sich infolge eines äußeren Unterdruckes zu expanjedoch der Umstand, daß in der Masse infolge der dieren. Die in der Masse eingeschlossenen Gase dürfen Temperaturunterschiede Spannungen entstehen, die zu dabei selbstverständlich nicht hinausdiffundieren, sondern gefährlichen Rissen Anlaß geben können. Diese Span- sollen statt dessen in den Poren verbleiben. Erst nachdem nungen sind besonders störend, wenn das durch Dampf 45 die Masse erstarrt ist, wird der Druck wieder langsam zu härtende Material nicht homogen ist, was insbesondere gesteigert. Diese Drucksteigerung muß derart geschehen, bei bewehrtem Leichtbeton der Fall ist. Aus konstruktiven daß Luft in die Poren hineindiffundieren und den Druck Gründen wird die Bewehrung in der Regel nahe der ausgleichen kann.In this case, the plate became uneven material only after 18 hours in which the temperature treatment time achieved. 30 stresses can have a destructive influence, the disadvantages of such a slow temperature is a combination of heavy and light concrete convergence is considerable. The chemical reactions element. If such an element is reinforced in which it is relatively low for a longer period of time, it is naturally particularly at risk. Temperature-exhibiting inner parts of the mass The application of de-airing is in the manufacture run differently from those in the surface parts of 35 artificial porous stones known per se, but related of the mass, which practically during the entire handling of this known method on the treatment of the the same temperature as the steam. hardening masses, which have not yet solidified, but rather As is confirmed by experience, they are therefore still plastic. According to this known method inner parts of a mass hardened by steam after the still plastic mass is made porous that in the completion of the steam treatment was given the opportunity to significantly lower the gases enclosed by the mass Hardness than the outer parts. More serious than this, however, is to expand as a result of an external negative pressure the fact that in the crowd as a result of the dieren. The gases enclosed in the mass are allowed Differences in temperature result in tensions which, of course, do not diffuse out, but instead can give rise to dangerous cracks. These chips should instead remain in the pores. Only after Voltages are particularly annoying, if the mass has solidified by steam 45, the pressure is slow again the material to be hardened is not homogeneous, which increases in particular. This increase in pressure must happen in such a way is the case with reinforced lightweight concrete. From constructive that air can diffuse into the pores and the pressure For reasons, the reinforcement is usually close to the level it can be used for.

Oberfläche des herzustellenden Elementes angeordnet, so Demgegenüber handelt es sich bei der vorliegendenSurface of the element to be produced arranged, so In contrast, it is the present

daß sie bei der Dampfbehandlung sehr schnell erhitzt 50 Anmeldung darum, in einer Masse großporiger Strukturthat it heats up very quickly during steam treatment, in a mass of large-pored structure

wird. Dies kann dazu führen, daß die Temperaturspannungen zwischen dem Stahl der Bewehrung und dem Leichtbeton rasch solche Werte erreichen, daß das Element völlig zerstört wird. Ein anderes Beispiel vonwill. This can lead to the temperature stresses between the steel reinforcement and the Lightweight concrete can quickly reach such values that the element is completely destroyed. Another example of

mit schlechtem Wärmeleitvermögen, deren Abbinden in an sich bekannter Weise durch Wärmebehandlung mittels erhitzten Dampfes gefördert wird, die Wärmezufuhr in diese Masse zu erleichtern. Die Erfindung beruht also aufwith poor thermal conductivity, the setting of which in a manner known per se by means of heat treatment heated steam is promoted to facilitate the supply of heat to this mass. The invention is based on

709 586/363709 586/363

1 Oil 8001 Oil 800

einem rein wärmetechnischen Problem und bezieht sich auf die Behandlung bereits porosierter und erstarrter Massen, die gehärtet werden sollen.a purely thermal problem and relates to the treatment of already porous and solidified ones Masses to be hardened.

Es ist bereits auf verschiedene Weise versucht worden, ein verbessertes Eindringen der Hitze bei der Dampfhärtung zu erreichen. So wurde z. B. nach der britischen Patentschrift 682 112 beim Einlassen des Dampfes in den Dampfraum ein Auslaß für die in dem Dampfraum vorhandene Luft hergestellt, so daß diese Luft vollständigVarious attempts have been made to improve the penetration of heat during steam cure to reach. So was z. B. according to British Patent 682 112 when letting the steam in the vapor space made an outlet for the air present in the vapor space, so that this air completely

durch Dampf ersetzt wird. Zu demselben Zweck wurde i° erwünscht ist.is replaced by steam. For the same purpose i ° was desired.

sie eine solche Konsistenz hat, daß die Dampfhärtung beginnen kann, gewöhnlich etwa bei 50 bis 60° C. Wenn mit ungelöschtem Kalk gearbeitet wird, kann diese Temperatur noch höher, etwa 80 bis 90° C, sein. Bei 50° C beträgt der Partialdruck von Wasserdampf 0,13 kg/cm², und bei 80° C ist er 0,48 kg/cm²; diese Temperaturen sollten daher in den entsprechenden Fallen angewendet werden, wenn die maximale Wirkung bezüglich der Entfernung der nicht kondensierbaren Gaseit has such a consistency that steam hardening can begin, usually around 50 to 60 ° C. When working with quicklime, this temperature can be even higher, around 80 to 90 ° C. At 50 ° C the partial pressure of water vapor is 0.13 kg / cm ² , and at 80 ° C it is 0.48 kg / cm ² ; these temperatures should therefore be used in the appropriate cases when the maximum effect on the removal of the non-condensable gases

Die Kurve 3 in dem Diagramm der Fig. 1 ist das Ergebnis einer Messung in einer zementgebundenen Leichtbetonplatte derselben Art, wie sie den Kurven 1 und 2 zugrunde liegt. Die Temperatur im Innern derThe curve 3 in the diagram of FIG. 1 is the result of a measurement in a cement-bound Lightweight concrete slab of the same type on which curves 1 and 2 are based. The temperature inside the

versucht, den Dampfdruck in dem Dampfraum nach Erreichen des vollen Druckes durch Ablassen von Dampf zu verringern und ihn anschließend wieder zu steigern. Solche Maßnahmen zeitigen zweifellos gewisse Erfolge,tries to increase the steam pressure in the steam space after reaching full pressure by letting off steam to decrease and then to increase it again. Such measures undoubtedly produce certain successes,

sie stellen aber keine vollkommene Lösung des Problems ¹S Platte betrug bei deren Einführung in den Dampfraum dar. 60° C, was einem Wasserdampfdruck von 0,2 kg/cm² However, they do not represent a complete solution to the problem ¹ S plate was when it was introduced into the vapor space. 60 ° C., which corresponds to a water vapor pressure of 0.2 kg / cm ²

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die genann- entspricht. In diesem Fall wurde der Druck vor der ten Nachteile dadurch praktisch völlig beseitigt, daß die Dampfbehandlung auf 0,18 kg/cm² herabgesetzt. Das durch Dampf zu härtende poröse Masse einem Vakuum Eindringen des" Dampfes erfolgt dann augenblicklich, ausgesetzt wird, bevor die Wärmebehandlung beginnt, so 20 sofern'die Innentemperatur der Platte nur um ein geringes daß die bei mäßigem Druck in den Poren der Masse Maß unter derjenigen des Dampfraumes liegt, wenn dieser enthaltenen nicht kondensierbaren Gase (Luft, Wasserstoff usw.) im wesentlichen aus der Masse entfernt werden.
Der überraschende Erfolg dieser Maßnahme ist durch die
Kurve 2 des Diagramms nach Fig. 1 aufgezeigt. Diese
Kurve ist durch einen Versuch ermittelt worden, bei dem
bei sonst gleichen Bedingungen wie bei dem der Kurve 1
zugrunde liegenden Versuch der Druck im Dampfraum
vor dem Einlassen des Dampfes auf 0,5 kg/cm² reduziert
wurde. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, bedarf es 3° Dampfraum eingebracht werden. Dies ist insbesondere bei hierbei nur einer Stunde, bis die Temperatur im Innern solchem Leichtbeton der Fall, zu dessen Herstellung einerAccording to the present invention, these are referred to as corresponding. In this case, the pressure before the th drawback was practically completely eliminated by reducing the steam treatment to 0.18 kg / cm ² . The porous mass to be cured by steam, a vacuum penetration of the "steam takes place immediately, is then exposed before the heat treatment begins, so that the internal temperature of the plate is only slightly below that at moderate pressure in the pores of the mass of the vapor space is when the non-condensable gases (air, hydrogen, etc.) contained therein are essentially removed from the mass.
The surprising success of this measure is due to the
Curve 2 of the diagram according to FIG. 1 is shown. These
Curve has been determined by an experiment in which
under otherwise the same conditions as for curve 1
underlying experiment is the pressure in the vapor space
reduced to 0.5 kg / cm ^{2 before letting in the steam}
became. As can be seen from the diagram, a 3 ° vapor space needs to be introduced. This is especially in this case only one hour until the temperature in the interior of such lightweight concrete is the case for its production

unter Druck gesetzt wird.is pressurized.

Naturgemäß können die Vorteile des beschriebenen Verfahrens nur dann voll erreicht werden, wenn es bei solchen Materialien angewendet wird, welche gerade bei der Beschaffenheit, bei der sie dampfbehandelt werden sollen, wesentliche wärmeisolierende Eigenschaften zeigen, d. h. deren Poren oder wenigstens deren größte Poren mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt sind, wenn sie in denNaturally, the advantages of the method described can only be fully achieved if it is at those materials are used which are of the very nature in which they are steamed should exhibit essential heat insulating properties, d. H. their pores or at least their largest pores with Air or another gas when they are in the

der Platte zu steigen beginnt, und der Temperaturanstieg im Platteninnern findet dann so schnell statt, daß die Temperaturangleichung innerhalb der Zeitspanne erfolgt, die erforderlich ist, um den vollen Dampfdruck im Dampfraum zu erreichen.the plate begins to rise, and the temperature rise inside the plate then takes place so quickly that the Temperature equalization takes place within the period of time that is required to achieve the full vapor pressure in the To reach steam room.

Fig. 2 ist ein Druckdiagramm, das den Druckverlauf im Innern der Masse im Verhältnis zum Druck im Dampfraum darstellt, wobei die Kurve S den Druck im Dampfraum und die Kurve M den Druckverlauf im Innern des behandelten Materials zeigt. Es ist ersichtlich, daß der Druck im Innern der Masse praktisch dem im Dampfraum auf die Masse einwirkenden Druck folgt, d. h. unabhängig von dem Temperaturunterschied der beiden Medien. Das bedeutet, daß, wenn die Entfernung der nicht kondensierbaren Gase nicht oder nur unvollständig erfolgen würde, ein Luftkissen von größerem oder kleinerem Ausmaß im Innern der porösen Masse verbleiben würde, das durch den Druck im Dampfraum zusammengepreßt und das Eindringen des Dampfes in die Poren und damit die die Hitze erzeugende Kondensation in denselben verhindern würde.2 is a pressure diagram showing the pressure profile in the interior of the mass in relation to the pressure in the vapor space, curve S showing the pressure in the vapor space and curve M showing the pressure profile inside the treated material. It can be seen that the pressure inside the mass practically follows the pressure acting on the mass in the vapor space, ie regardless of the temperature difference between the two media. This means that if the removal of the non-condensable gases would not or only incompletely take place, an air cushion of greater or lesser extent would remain inside the porous mass, which is compressed by the pressure in the vapor space and the penetration of the steam into the pores and so that the heat generating condensation would be prevented in them.

Wie aus den obigen Ausführungen zu entnehmen ist, hängt das Ausmaß, bis zu dem die Entfernung der nicht kondensierbaren Gase vor der Dampfbehandlung durchgeführt wird, von den Dimensionen des porösen Körpers ab. Wenn z. B. Leichtbeton in Formen von 50 cm Höhe gebildet werden soll, muß die Entlüftung länger erfolgen als bei Formen von nur 25 cm Höhe.As can be seen from the above, the extent to which the removal of the not depends condensable gases carried out before steaming, on the dimensions of the porous body away. If z. B. If lightweight concrete is to be formed in forms of 50 cm height, the ventilation must be longer than with molds only 25 cm high.

Es ist möglich, selbst die letzten Spuren von nicht kondensierbaren Gasen aus der porösen Masse zu entfernen, wenn der Druck im Dampfraum in einem solchen Ausmaß gesenkt wird, daß er etwas geringer als der Wert ist, der dem Druck des Wasserdampfes bei der Temperatur im Innern der Masse entspricht. Das Wasser in der Masse fängt dann an zu kochen, und durch den dann reichlich aus dem Innern der Masse austretenden Dampf wird erreicht, daß die nicht kondensierbaren Gase ausgeschwemmt werden. Bei zementgebundenem Leichtbeton z. B. liegen die Temperaturen im Innern der Masse, wenn durchnäßten Mischung aus einem Bindemittel und mehr oder weniger fein, verteiltem Zuschlagstoff ein schaum- oder gaserzeugendes Mittel zugesetzt wird. Solche Mittel können z. B. Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver, Wasserstoffsuperoxyd, Karbid od. dgl., sein. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß selbst eine sehr geringfügige Reduzierung des Druckes vor Beginn der Dampfhärtung eine beachtliche Wirkung hat. Die Kurve 4 im Diagramm der Fig. 1 zeigt das Ergebnis eines den vorbeschriebenen Versuchen ähnlichen Versuches, bei dem aber der Druck nur auf 0,85 kg/cm² herabgesetzt wurde. Die Vorteile einer solch geringfügigen Drucloninderung ergeben sich aus dem Vergleich mit der Kurve 1 ohne weiteres. Diese Behandlungsart kann vorteilhaft dann angewendet werden, wenn Elemente einfacher Formen, insbesondere aus homogenem, nicht bewehrtem Material, hergestellt werden sollen.It is possible to remove even the last traces of non-condensable gases from the porous mass if the pressure in the vapor space is reduced to such an extent that it is somewhat less than the value which corresponds to the pressure of the water vapor at the temperature inside corresponds to the mass. The water in the mass then begins to boil, and the steam, which then emerges in abundance from the interior of the mass, ensures that the non-condensable gases are flushed out. With cement-bound lightweight concrete z. B. are the temperatures in the interior of the mass when a soaked mixture of a binder and more or less finely divided aggregate, a foam or gas generating agent is added. Such means can e.g. B. metal powder, in particular aluminum powder, hydrogen peroxide, carbide or the like. Be. It should be noted that even a very slight reduction in pressure before the steam cure begins has a remarkable effect. Curve 4 in the diagram of FIG. 1 shows the result of an experiment similar to the experiments described above, but in which the pressure was only reduced to 0.85 kg / cm ² . The advantages of such a slight reduction in pressure result from the comparison with curve 1 without further ado. This type of treatment can be used advantageously when elements of simple shapes, in particular from homogeneous, non-reinforced material, are to be produced.

Claims

Patent claims:

1. A method for hardening products made of large-pored, solidified, mixed with water and at least in the larger pores of the gas-containing masses, such as. B. lightweight concrete, in a steam room with temperatures exceeding 100 ° C, characterized in that the steam room is vented after the introduction of the products to such an extent that the pressure in the steam room is ^{reduced below 0.9 kg / cm 2} , whereupon Steam is introduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the previous venting of the vapor space is carried out to such an extent, that the pressure in the vapor space is reduced below the value that the temperature in the Inside the mass corresponds to the corresponding pressure of the water vapor before the steam treatment.

1 Oil 8001 Oil 800

3. The method according to claim 1 or 2 for the treatment of products made of lightweight concrete, characterized in that the products are introduced into the steam space as long as their internal temperature as a result of the heat development at

Setting of the lime-containing binder is even higher than the outside temperature.

Considered publications: German Patent Specifications No. 51 692, 186 069, 302 635.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings