DE1771415C3

DE1771415C3 - Verfahren zum Herstellen von Leichtbaustoffen und -Zuschlagstoffen aus vulkanischen Tuffen

Info

Publication number: DE1771415C3
Application number: DE19681771415
Authority: DE
Inventors: Otto A. Rhaezuens Graubuenden Vieli (Schweiz); Igno Dipl.-Kfm. Dr. 5470 Andernach Zilles
Original assignee: TRASSWERKE MEURIN BETRIEBSGESELLSCHAFT MBH 5470 ANDERNACH
Current assignee: TRASSWERKE MEURIN BETRIEBSGESELLSCHAFT MBH 5470 ANDERNACH
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1968-05-21
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE1771415A1; DE1771415B2

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Leichtbaustoffen und/oder -Zuschlagstoffen aus vulkanischen Tuffen, und zwar in erster Linie aus Tuffstaub oder Tuffschlamm, gegebenenfalls in Verbindung mit Tuffasche oder feinkörnigem Bims, und bezweckt die Schaffung eines silikathaltigen Schaumerzeugnisses, das sowohl als Schüttgut nahezu beliebiger Korngröße als auch als Formkörper mit bestimmter Formgebung herstellbar ist. Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß vulkanischer Tuffstaub oder Tuffschlamm bisher in den Erzeugergebieten als überaus lästige Abfallprodukte angesehen werden, die trotz mannigfacher Versuche, zumindest Teile davon zu verwerten, keiner Verwendung zugeführt werden konnten, die vom wirtschaftlichen Standpunkt vertretbar gewesen wäre. Die Erfindung will daher eine Möglichkeit schaffen, vor allem diese bisher niehl verwendbaren Materialien einer wirtschaftlichen Verwendung zuzuführen. Die Erfindung ist jedoch, da sie ein überaus vielseitig verwendbares Schaumerzeugnis erzielen läßt, nicht auf diese als fein- oder feinstkörnige Stoffe anfallenden Tuffstäube oder -schlämme als Ausgangsmaterialien begrenzt, sondern bei allen, sich entsprechend verhaltenden Stoffen, wie z. B. mehr oder weniger poröse Ergußgesteine (Vulkanite), wie Tuff, Bims und dergleichen, anwendbar, die, soweit dies wirtschaftlich vertretbar ist, durch entsprechende Aufbereitung, wie beispielsweise Vermählen, auf eine entsprechende Feinheit gebracht werden können.

Es ist an sich bekannt, zur Erzielung eines Erzeugnisses mit zellartiger Struktur aus Kieselsäure, beispielsweise Sand oder sonstigen natürlichen Silikaten, die praktisch vollständig aus Kieselsäure bestehen, einen pulverförmigen Ansatz aus dem Ausgangsmaterial und einem kohlenstoffhaltigen Zellenbildungsmittel zu bilden und diesen auf eine zum Sintern und Zellenbilden ausreichende Temperatur zu bringen. Hierbei werden bei der chemischen Umsetzung in der gesinterten Masse Gasblasen erzeugt, die die Masse aufschäumen. Das Zellenbildungsmittel kann hierbei, bevor es der pulverförmigen Kieselsäure zugesetzt wird, hergestellt werden, indem in einer nicht oxydierenden Atmosphäre eine Mischung aus kieselsäurehaltigem Material und einem kohlenstoffhaltigen Stoff bei einer unterhalb der Zellenbildungstemperatur und einer zwischen etwa 1540° bis 1675° C liegenden Temperatur calciniert wird.

Es ist ferner bekannt, künstliche Lava, um ihr bestimmte Eigenschaften zu geben, durch Umformen von Lava in der Weise zu bilden, daß die Lava zunächst fein zerkleinert, dann gesiebt und auf eine Korngröße von 0-3 mm gebracht und nach Zusatz von Natriumsilikat zu Formstücken gepreßt wird, die an der Luft oder im Ofen bei 40° bis 50° C getrocknet und anschließend bei 800° bis 900° C einem Brennprozeß unterworfen werden. Man will hierbei also der

Lava bestimmte Eigenschaften geben, die sie bisher nicht hatte.

Es wurde nun gefunden, daß man das Beimischen eines pulverförmigen Zellenbildungsmittels bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zum Herstellen von Leichtbaustoffen aus vulkanischen Tuffen einsparen kann, wenn man das fein- oder feinstkörnige Ausgangsmaterial, wie Tuff staub oder -schlamm, zunächst zu Zwischenkörpern, wie einem Granulat oder sonstigen Formkörpern, vorformt, diese zunächst auf 400°-500° C erwärmt und anschließend im Beisein von Kohlenstoff innerhalb kurzer Zeit auf eine Temperatur von 800°-1150° C erhitzt und zum fertigen Schaumkörper aufschäumt, wobei durch Zugabe eines Trennmitteis ein Verkleben der pyroplastischen Körper miteinander verhindert wird. Der Kohlenstoff kann hierbei in Form einer CO-haltigen Atmosphäre zugeführt werden. Man kann aber auch kohlenstoffhaltige Stoffe den Zwischenkörpern zugeben. Hierbei kann man dann unter Umständen kohlenstoffhaltige Stoffe, wie beispielsweise Sägemehl, dem Trennmittel beimengen und den Zwischenkörpern zufügen, um beide Stoffe gleichzeitig einzubringen. Als Trennmittel kann man in vielen Fällen Karbidkalk zusetzen.

Zur Bildung der Zwischen körper genügt meistens ein Vermengen des Ausgangsmaterials mit Wasser. Man kann aber dem Ausgangsmaterial auch noch ein Bindemittel zufügen. Es kann ferner stark aufschäumfähigem Ausgangsmaterial eine gewisse Menge nicht oder gering bzw. weniger stark aufschäumfähiger Eruptivgesteine, wie Tuffasche, Lava u. dgl. zugeführt werden. Man kann auch eine Aktivierung des Ausgangsmaterials durch Zugabe von Natriumsilikat zusammen mit organischen Stoffen, wie Melasse u. dgl., vornehmen. Bei Verwendung von Tuffstaub bzw. Tuffschlamm als Ausgangsmaterial kann man beispielsweise bis zu 50% Tuffasche zusetzen, während beim gleichen Ausgangsmaterial bis zu 90% Lava zugesetzt werden kann. Ferner kann an die Bildung der Zwischenkörper ein Trocknungsvorgang angeschlossen werden. Schließlich sollte nach dem Aufschäumen in kurzer Zeit auf eine Temperatur von etwa 500° bis 600° C abgekühlt werden, während die Abkühlung von 500° bis 600° C auf 200° C und darunter langsam vorgenommen werden sollte, um die Druck- ^r> festigkeit des Fertigerzeugnisses zu erhöhen.

Erwähnt sei schließlich noch, daß man zur Bildung von Formkörpern größerer Abmessungen bereits autgeschäumte Fertigkörper als Granulat oder Formkörper kleinerer Abmessungen mit Ausgangsmaterial lu mischen und zu einem neuen Zwischenkörper formen kann, der dann in der vorstehend beschriebenen Weise weiterbehandelt und zum fertigen Formkörper aufgeschäumt werden kann.

Die Erfindung soll nun an Hand eines Beispiels näher erläutert werden. Ausgegangen wird von einem Bimstuff Schlamm mit folgender Zusammensetzung: SiO₂ 58,5 %

Al₂O₃ 19,25%

Fe₂O₃ 4,45%

2n CaO 1,55%

MgO 1,15%

Mn₂O₃ 0,3 %

Na₂O 4,8 %

K₂O 4,25%

H₂O 4,55%

Aus diesem Ausgangsmaterial wird unter geringem Zusatz einer wäßrigen Lösung von Wasserglas ein Granulat gebildet und dieses in gewissem Umfange getrocknet. Das getrocknete Zwischenprodukt, dem jo als Trennmittel Karbidkalk zugesetzt wird, wird dann in einem Ofen in einer CO-haltigen Atmosphäre in drei Minuten auf etwa 1100° C erhitzt, wodurch es auf die drei- bis sechsfache Größe aufschäumt. Die aufgeschäumten Fertigkörper werden dann in etwa j-, 1 Minute auf ca. 600° C abgekühlt. In weiteren 15 bis 30 Minuten können sie dann auf 200° C und darunter abkühlen. Das Produkt ist ein Granulat mit im wesentlichen von der Größe des Ausgangsgranulates abhängiger Korngröße und einer Rohdichte von etwa 300 bis 1400 g/dm³ entsprechend einer Schüttdichte von etwa 150 bis 700 g/dm³.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Leichtbaustoffen und -Zuschlagstoffen aus vulkanischen > Tuffen, dadurch gekennzeichnet, daß fein- oder feinstkörniges Ausgangsmaterial, wie Tuffstaub oder -schlamm, zu Granulaten oder Formkörpern vorgeformt wird und daß diese zunächst auf etwa 400°-500° C erwärmt und anschließend m im Beisein von Kohlenstoff innerhalb kurzer Zeit auf eine Temperatur von 800°-1150° C erhitzt und zum fertigen Schaumkörper aufgeschäumt werden, wobei durch Zugabe eines Trennmittels ein Verkleben der pyroplastischen Körper mitein- ι > ander verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoff in Form einer CO-haltigen Atmosphäre zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch >u gekennzeichnet, daß den Zwischenkörpern kohlenstoffhaltige Stoffe zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltige Stoffe, vorzugsweise Sägemehl, 2i dem Trennmittel beigemengt und beide gleichzeitig den Zwischenkörpern zugefügt werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmittel Karbidkalk zugesetzt wird. to

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial zur Bildung von Granulaten oder Formkörpern mit Wasser vermengt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der r> Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsmaterial zur Bildung von Granulaten oder Formkörpern ein Bindemittel zugefügt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der ad Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsmaterial zur Aktivierung Natriumsilikat zusammen mit organischen Stoffen, vorzugsweise Melasse, zugegeben werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß stark aufschäumfähigem Ausgangsmaterial eine gewisse Menge nicht oder gering bzw. weniger stark aufschäumfähiger Eruptivgesteine, wie Tuffasche, Lava u. dgl., zugefügt werden. -,0

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Bimstuffstaub bzw. Bimstuffschlamm als Ausgangsmaterial bis zu 50% Tuffasche zugesetzt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch ge- -,<·, kennzeichnet, daß Bimstuffstaub bzw. Bimstuffschlamm als Ausgangsmaterial bis zu 90% Lava zugesetzt werden.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß _b() nach dem Aufschäumen die Fertigkörper in kurzer Zeit auf eine Temperatur von etwa 500° bis 600° C abgekühlt werden, während die weitere Abkühlung von 500° bis 600° C auf 200° C und darunter langsam vorgenommen wird. _b3

13. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung vor. Forrnkorpcrn größerer Abmessungen bereits aufgeschäumte Fertigkörper in Gestalt von Granulat oder Formkörpern kleinerer Abmessungen mit Ausgangsmaterial gemischt und zu einem Zwischenkörper vorgeformt werden, der dann nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 weiterbehandelt und zum fertigen Formkörper aufgeschäumt wird.