DE1106233B

DE1106233B - Process for the production of components

Info

Publication number: DE1106233B
Application number: DEM39971A
Authority: DE
Inventors: Rolf Erhard Moren
Original assignee: Mo och Domsjo AB
Current assignee: Mo och Domsjo AB
Priority date: 1957-12-18
Filing date: 1958-12-17
Publication date: 1961-05-04

Description

Verfahren zur Herstellung von Bauelementen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen, wie Kunststeinen, Platten, Rohren u. dgl.Method of Manufacturing Components The invention relates to to a process for the production of structural elements such as artificial stones, plates, pipes and the like

Zur fabrikmäßigen Herstellung derartiger Formlinge verschiedenster Art bei wechselnden Zusammensetzungen der Bindemittel und Zuschläge sind verschiedene Methoden bekannt. Ein Beispiel hierfür ist unter anderem die Herstellung von Formkörpern aus Leichtbeton. Auch Bauelemente aus den üblichen bewehrten oder nichtbewehrten Betonsorten können fabrikmäßig hergestellt werden. Die Einzelstücke erhalten die gewünschte Ausgestaltung dabei stets durch Einbringen des Gemisches in eine entsprechende Form, worin es so lange bleibt, bis es zu einem leicht zu handhabenden Formling abgebunden hat. Hierbei ist es seit langem bekannt, bei Gemischen, die als wesentlicher Bestandteil ein Erdalkalioxyd oder -hydroxyd enthalten, das Abbinden durch die Einwirkung von Kohlensäuregas zu beschleunigen. Auch bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das Gemisch auf übliche Weise in eine Form eingebracht und darin mit Kohlendioxyd derart behandelt, daß die Masse rasch abbindet; der Formling wird dann an geeigneter Stelle gelagert, wo er auf Grund einer nachfolgenden Reaktion an Festigkeit zunimmt (Nachhärten).For the factory production of such moldings of the most varied Kind with changing compositions of binders and aggregates are different Methods known. One example of this is, inter alia, the production of moldings made of lightweight concrete. Also structural elements made from the usual reinforced or non-reinforced Concrete types can be manufactured in the factory. The unique pieces receive the desired design always by introducing the mixture into a corresponding one Form in which it remains until it becomes an easy-to-use molding has tied. It has long been known for mixtures that are essential Component containing an alkaline earth oxide or hydroxide, the setting by the action to accelerate from carbonic acid gas. Also in the method according to the invention the mixture is placed in a mold in the usual way and then with carbon dioxide treated in such a way that the mass sets quickly; the molding then becomes more suitable Stored in a place where it increases in strength due to a subsequent reaction (Post-curing).

Erfindungsgemäß setzt man dem Gemisch, das in an sich bekannter Weise neben einem anorganischen Füllmittel und Wasser ein Erdalkalioxyd oder -hydroxyd enthält, einen wasserlöslichen Celluloseäther zu, welch letzterer im Zusammenwirken mit dem anwesenden Erdalkalioxyd oder -hydroxyd zu einem raschen Härten führt, wenn man das Gemisch mit Kohlendioxyd behandelt oder wenn Kohlendioxyd aus einem in dem auszuformenden Gemisch selbst enthaltenen kohlesäurehaltigen Produkt frei wird. Dabei wandelt sich das Erdalkalioxyd bzw. -hydroxyd in das Carbonat um.According to the invention, the mixture is used in a manner known per se in addition to an inorganic filler and water, an alkaline earth oxide or hydroxide contains a water-soluble cellulose ether, the latter in cooperation with the alkaline earth oxide or hydroxide present leads to rapid hardening, if one treats the mixture with carbon dioxide or if carbon dioxide from one in the The carbonated product contained in the mixture itself is released. The alkaline earth oxide or hydroxide is converted into the carbonate.

Beispiele für wasserlösliche Celluloseäther, die erfindungsgemäß dem Ausgangsgemisch zugesetzt werden, sind unter anderem: Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Äthylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Äthylhydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methyläthylcellulose, Sulfoäthylcellulose oder Sulfomethylcellulose.Examples of water-soluble cellulose ethers according to the invention The following are added to the starting mixture: Carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, Ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, Methyl ethyl cellulose, sulfoethyl cellulose or sulfomethyl cellulose.

Die Zumischung derartiger organischer Zusätze zu Gemischen, die hydraulische Bindemittel enthalten, ist an sich bekannt. So wurde bereits früher vorgeschlagen, wäßrigen Suspensionen aus einem hydraulischen Zement, wie Portlandzement, und anorganischen Füllstoffen einem wasserlöslichen Celluloseäther in Mengen bis zu 0,25 °/o des Feststoffgewichtes zuzusetzen, der eine Wasserausscheidung verhindert und als Gleit- oder Schmiermittel wirkt. Derartige Gemische dienten in Form eines pumpfähigen Breis zum Ausfüllen von Hohlräumen in porösen Massen, wie Erde, Gestein usw. Diese bekannte Vorschrift warnt jedoch ausdrücklich vor dem Zusatz größerer Mengen Celluloseäther, da hierdurch angeblich die Festigkeit der Zemente nach dem Erhärten beeinträchtigt wird.The addition of such organic additives to mixtures, the hydraulic Containing binders is known per se. It has been suggested earlier aqueous suspensions of a hydraulic cement such as portland cement and inorganic ones Fillers a water-soluble cellulose ether in amounts up to 0.25% of the weight of the solids add, which prevents a water excretion and as a lubricant or lubricant works. Such mixtures were used for filling in the form of a pumpable slurry of cavities in porous masses, such as earth, rock, etc. This well-known regulation however, expressly warns against the addition of large amounts of cellulose ether, as this would result allegedly the strength of the cement is impaired after hardening.

Demgegenüber wurde festgestellt, daß die gleichen Zusätze bei den verformbaren, erdalkalioxydhaltigen Gemischen nach der Erfindung einen vorteilhaften Einfluß auf die Härte und Widerstandsfähigkeit der daraus hergestellten Formkörper haben.In contrast, it was found that the same additives in the deformable, alkaline earth oxide-containing mixtures according to the invention an advantageous Influence on the hardness and resistance of the moldings made from them to have.

Ein weiterer bekanntgewordener Vorschlag bezweckt die Herstellung einer »plastischen« Putzmörtel- und Spachtelmasse für Bauzwecke, die neben Wasser und anorganischen Füllstoffen einen wasserlöslichen Celluloseäther enthält, wobei gegebenenfalls hydraulische Bindemittel, wie Zement oder Gips, beigemischt sein können. Die Festigkeit der ohne Zusatz von Erdalkalioxyden oder -hydroxyden hergestellten und daher auch ohne Kohlensäureeinwirkung gehärteten elastischen Bewürfe entspricht aber nicht den Anforderungen, die an die erfindungsgemäß herstellbaren Bauelemente zu stellen sind. Der Zusatz der Celluloseäther dient in erster Linie der Herabsetzung der Abbindezeit und der Materialersparnis, da die Schichtdicke der Bewürfe geringer gehalten werden kann als ohne den Zusatz.Another proposal that has become known is for production a "plastic" plaster mortar and filler for building purposes, in addition to water and inorganic fillers contains a water-soluble cellulose ether, wherein optionally hydraulic binders such as cement or gypsum may be added can. The strength of those produced without the addition of alkaline earth oxides or hydroxides and therefore corresponds to hardened elastic casts even without the effect of carbon dioxide but not the requirements placed on the components that can be produced according to the invention are to be asked. The addition of the cellulose ether is primarily used to reduce it the setting time and the material savings, since the layer thickness of the grooves is less can be considered as without the addition.

Wie erwähnt, werden die Ausgangsgemische nach der Erfindung zunächst auf an sich bekannte Weise in der Form mit Hilfe von Kohlendioxydgas zum Abbinden gebracht.As mentioned, the starting mixtures according to the invention are initially in a manner known per se in the form with the aid of carbon dioxide gas for setting brought.

Die Behandlung mit Kohlendioxyd kann so durchgeführt werden, daß man die gefüllte Form in ein entsprechendes gasdichtes Gehäuse einbringt, in welches das aus einer beliebigen Quelle stammende Kohlendioxyd unter ausreichendem Druck eingeleitet wird, so daß es gasförmig durch die in der Form befindliche Masse hindurchstreicht. Das Kohlendioxyd kann in reiner Form oder als Gasgemisch von verhältnismäßig hoher C02-Konzentration (im allgemeinen mehr als 100/,), z. B. in Form von Verbrennungsgasen, verwendet werden. Die Kohlendioxydbehandlung dauert gewöhnlich einige Minuten (z. B. 1 bis 5 Minuten) und wird so lange fortgeführt, bis das in der Form befindliche Material entsprechend fest geworden ist.The treatment with carbon dioxide can be carried out in such a way that the filled mold is placed in a suitable gas-tight housing into which the carbon dioxide from any source is introduced under sufficient pressure so that it passes in gaseous form through the mass in the mold. The carbon dioxide can be used in pure form or as a gas mixture with a relatively high CO 2 concentration (generally more than 100%), e.g. B. in the form of combustion gases can be used. The carbon dioxide treatment usually lasts a few minutes (e.g. 1 to 5 minutes) and is continued until the material in the mold has solidified accordingly.

Dem Formkörper kann seine endgültige Festigkeit verliehen werden, indem man ihn einer nachträglichen Reaktion unterwirft, die entweder nur in der Überführung des Erdalkalihydroxyds in das Carbonat besteht oder bei welcher andere bekannte Reaktionen mitspielen, wie sie bei der Zumischung von Portlandzement, Mörtel od. dgl. zu der Ausgangsmischung eintreten. Gegebenenfalls kann das mit Kohlendioxyd behandelte Produkt noch einer Nachbehandlung mit Dampf unterworfen werden, um die endgültige Aushärtung zu erreichen.The molding can be given its final strength, by subjecting him to an afterthought, either only in the Conversion of the alkaline earth metal hydroxide into the carbonate consists or in which other Well-known reactions play a role, such as those with the admixture of Portland cement, mortar or the like to the starting mixture. If necessary, this can be done with carbon dioxide treated product can be subjected to an aftertreatment with steam in order to achieve the to achieve final curing.

Als Zuschlag oder Füllstoff kann ein inerter, gekörnter oder pulverisierter Mineralstoff dienen, wie Sand-, Stein-oder Marmormehl, Olivin oder ähnliche bekannte Stoffe oder Gemische daraus.An inert, granular or pulverized one can be used as an aggregate or filler Minerals are used, such as sand, stone or marble powder, olivine or similar known ones Substances or mixtures thereof.

Das Verfahren nach der Erfindung kann zur Herstellung von verschiedenen Formkörpern, wie Dachsteinen, Mauersteinen, Blöcken oder Platten, benutzt werden. Auch die Herstellung von Rohren, Abzugsrinnen, Hohlsteinen usw., d. h. von Produkten, die normalerweise auf Portlandzementbasis hergestellt werden, fällt in den Rahmen der Erfindung.The method according to the invention can be used for the production of various Shaped bodies, such as roof tiles, bricks, blocks or plates, are used. Also the production of pipes, drainage channels, hollow stones, etc., i. H. of products, which are usually made on the basis of portland cement falls within the framework the invention.

Der Anteil an Erdalkalihydroxyd bzw. -oxyd liegt erfindungsgemäß zwischen 2 und 5001, vorzugsweise zwischen 15 und 20°(o, des Gesamtgewichtes an Feststoffen in dem Grundgemisch; dieAnteilsmenge an wasserlöslichem Celluloseäther beträgt 0,1 bis 100/" vorzugsweise 0,2 bis 2 °/o, des Feststoffgesamtgewichtes, wobei der Rest im wesentlichen Zuschlags- oder Füllstoffe sind. Selbstverständlich ist ein ausreichender Anteil an Anmachwasser nötig, um das Gemisch formbar zu machen. Die Wassermenge kann beträchtlich schwanken und liegt im allgemeinen zwischen 2 und 20 Gewichtsprozent des Feststoffgehaltes.According to the invention, the proportion of alkaline earth hydroxide or oxide is between 2 and 5001, preferably between 15 and 20 ° (o, of the total weight of solids in the basic mixture; the proportion of water-soluble cellulose ether is 0.1 to 100 / ", preferably 0.2 to 2) % Of the total solids weight, the remainder being essentially additives or fillers. Of course, a sufficient proportion of mixing water is necessary to make the mixture malleable. The amount of water can vary considerably and is generally between 2 and 20 percent by weight of the solids content .

Das auszuformende Gemisch kann ferner kleine Mengen an Reaktionsbeschleunigern, z. B. organischen Aminen, Sulfitlauge oder :Vielasse, enthalten. Des weiteren können Kristallisationsbeschleuniger für die nachfolgende Überführung des Kalkes in Calcit eingearbeitet werden.The mixture to be formed can also contain small amounts of reaction accelerators, z. B. organic amines, sulphite liquor or: polyols contain. Furthermore you can Crystallization accelerator for the subsequent conversion of the lime into calcite be incorporated.

Der Zusatz derartiger, das Abbinden beschleunigender und die Eigenschaften verbessernder Mittel zu Mörtel-oder Betongemischen, die sich gegebenenfalls auch zur Ausformung fertiger Bauelemente eignen, ist an sich bekannt. So werden z. B. gemäß einem bekannten Verfahren die Güteeigenschaften von Mörtel oder Beton gesteigert durch den Zusatz von Hexamethylentetramin (Urotropin). Hierbei sind jedoch nicht gleichzeitig Celluloseäther in der Masse vorhanden, und die Kombination aus solchen Athern mit organischen Aminen, die bisher nicht vorgeschlagen wurde, hat sich bei der Herstellung von Formkörpern als besonders vorteilhaft erwiesen.The addition of such, the setting accelerating and the properties improvers to mortar or concrete mixtures, which may also be used suitable for shaping finished components is known per se. So z. B. according to a known method, the quality properties of mortar or concrete are increased by adding hexamethylenetetramine (urotropine). However, here are not at the same time cellulose ethers are present in the mass, and the combination of such Etherning with organic amines, which has not previously been proposed, has been found at proved to be particularly advantageous in the production of moldings.

Das Erdalkalihydroxyd oder -oxyd ist vorzugsweise Calciumhydroxyd bzw. -oxyd, jedoch kann dieses ganz oder teilweise durch Magnesiumhydroxyd bzw. -oxyd ersetzt sein. An Stelle von Calciumoxyd als solches kann man dem Gemisch einen Stoff beifügen, der Calciumoxyd enthält, z. B. den beim Verbrennen von eingedampfter Sulfitlauge anfallenden Verbrennungsrückstand, der gewöhnlich etwa 60 % Ca 0 enthält. Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren nach der Erfindung (die Teile sind Gewichtsteile).The alkaline earth hydroxide or oxide is preferably calcium hydroxide or oxide, but this can be completely or partially replaced by magnesium hydroxide or oxide. Instead of calcium oxide as such, a substance containing calcium oxide can be added to the mixture, e.g. B. the incineration residue from the incineration of evaporated sulphite liquor, which usually contains about 60 % Ca 0. The following examples illustrate the process of the invention (parts are parts by weight).

Beispiel 1 Zur Herstellung von Dachsteinen wurde eine Masse benutzt, die zu 85 Teilen aus Marmormehl, zu 14,5 Teilen aus Kalk und zu 0,5 Teilen aus feingepulverter wasserlöslicher Äthylhydroxyäthylcellulose (Viskosität nach Brookfield 300 cP/20° C in 2°/oiger Lösung) besteht. Die Bestandteile wurden im Betonmischer unter Zufügen von 8 Teilen Wasser sorgfältig durchgemischt und das homogene Gemisch unter Rütteln in eine Form vergossen, worin gasförmiges Kohlendioxyd hindurchgeleitet wurde. Nach ausreichendem Abbinden wurde die Kohlendioxydbehandlung abgebrochen, und die Dachplatten wurden in einen Lagerraum gebracht, worin man sie in einer Atmosphäre von feuchtem Kohlendioxyd aushärten ließ. Beispiel 2 a) 82,5 Teile Sand (Korngröße unter 1 mm) wurden mit 17 Teilen Calciumhydroxyd und 0,5 Teilen wasserlöslicher Äthylhydroxyäthylcellulose (Viskosität analog Beispiel 1) unter Beifügen von 15 Teilen Wasser vermischt. Das Gemisch wurde in Formen gestampft und mit Kohlendioxyd behandelt, worauf die Formkörper herausgenommen und in C 02 haltiger Luft gelagert wurden.Example 1 For the production of roof tiles a mass was used, 85 parts of marble powder, 14.5 parts of lime and 0.5 parts of finely powdered water-soluble ethyl hydroxyethyl cellulose (Brookfield viscosity 300 cP / 20 ° C in 2% solution). The ingredients were in the concrete mixer while adding of 8 parts of water carefully mixed and the homogeneous mixture with shaking poured into a mold in which gaseous carbon dioxide was passed through. To sufficient setting, the carbon dioxide treatment was stopped, and the roof panels were taken to a storage room, where they were placed in a humid atmosphere Let carbon dioxide harden. Example 2 a) 82.5 parts of sand (grain size less than 1 mm) were with 17 parts of calcium hydroxide and 0.5 parts of water-soluble ethyl hydroxyethyl cellulose (Viscosity analogous to Example 1) mixed with the addition of 15 parts of water. That Mixture was tamped into molds and treated with carbon dioxide, whereupon the moldings taken out and stored in air containing C 02.

Nach 24 Stunden betrug die Druckfestigkeit 132 kg/em2 und stieg nach 48 Stunden auf 233 kg/cm2 an. Die Biegefestigkeit betrug nach 24 Stunden 38 kg/cm2 und nach 48 Stunden 46 kg/cm2.After 24 hours the compressive strength was 132 kg / cm2 and increased 48 hours to 233 kg / cm2. The flexural strength was 38 kg / cm2 after 24 hours and after 48 hours 46 kg / cm2.

b) Bei Wiederholung des Versuches mit 83 Teilen (anstatt 82,5 Teilen) Sand und wiederum 0,5 Teilen Äthylhydroxyäthylcellulose betrug die Druckfestigkeit nach 24 Stunden 60 kg/cm2, nach 7 Tagen 100 kg/cm2. Beispiel 3 82,5 Teile Sand (Korngröße unter 2 mm) wurden mit 17 Teilen Calciumhydroxyd und 0,5 Teilen wasserlöslicher Hydroxyäthylcellulose (Viskosität nach Brookfield 4000 cP/20° C in 2°/oiger Lösung) vermischt, worauf 15 Teile Wasser zugefügt wurden. Das Gemisch wurde in Formen gestampft und mit Kohlendioxyd behandelt. Die in kohlendioxydhaltiger Luft gelagerten Formkörper zeigten nach 24 Stunden eine Druckfestigkeit von 128 kg/ cm2 und eine Biegefestigkeit von 40 kg/cm2. Nach 48 Stunden betrug die Druckfestigkeit 233 kg/cm2, die Biegefestigkeit 57 kglcm2.b) When repeating the experiment with 83 parts (instead of 82.5 parts) The compressive strength was sand and again 0.5 part of ethyl hydroxyethyl cellulose after 24 hours 60 kg / cm2, after 7 days 100 kg / cm2. Example 3 82.5 parts of sand (grain size less than 2 mm) became more water-soluble with 17 parts of calcium hydroxide and 0.5 part Hydroxyethyl cellulose (Brookfield viscosity 4000 cP / 20 ° C in 2% solution) mixed, whereupon 15 parts of water were added. The mixture was tamped into molds and treated with carbon dioxide. The shaped bodies stored in air containing carbon dioxide showed a compressive strength of 128 kg / cm2 and a flexural strength after 24 hours of 40 kg / cm2. After 48 hours the compressive strength was 233 kg / cm2 and the flexural strength 57 kglcm2.

Selbstverständlich können in den obigen Beispielen die Celluloseäther durch beliebige andere wasserlösliche Celluloseäther ausgetauscht und das Mischverhältnis kann innerhalb der oben angegebenen Grenzen variiert werden.Of course, the cellulose ethers in the above examples exchanged for any other water-soluble cellulose ether and the mixing ratio can be varied within the limits given above.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of structural elements such as artificial stones, plates, pipes, whereby a mixture of an oxide or hydroxide of an alkaline earth metal, preferably calcium, and an inert inorganic filler is moistened with water and the mass is treated with carbon dioxide after appropriate shaping , characterized in that a water-soluble cellulose ether is added to the mixture.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture, which preferably contains 2 to 500 /, alkaline earth oxide or hydroxide, the cellulose ether in an amount of 0.1 to 100/0, preferably 0.2 to 20 / "which adds solids.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that an organic amine is added to the mixture. Considered publications German Patent Nos. 180 279, 186 069, 868 572, 947866; Austrian patent specification No. 175 835.