DE1947365A1

DE1947365A1 - Verfahren zum Herstellen eines zellfoermigen Werkstoffes sowie fester,wasserabgebundener zellfoermiger Schaumstoff mit einem anorganischen,hydraulischen Bindemittel

Info

Publication number: DE1947365A1
Application number: DE19691947365
Authority: DE
Inventors: Jules Magder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1969-09-19
Publication date: 1970-03-26
Also published as: CA924331A; GB1283744A; FR2018667A1; US3565647A; GB1283743A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-tng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage

iur Eingabe vom 10· Sept.

Aktenzeichen

Named.Anm.Jules Madder

ifc H+

Verfahren zum Herstellen eines zellförmigen V/erkstoffes sowie fester, wasserabgebundener, zellförmiger Schaumstoff mit einem anorganischen, hydraulischen Bindemittel.

Die vorliegende Erfindung betrifft poröse Schaumstoffe auf der Grundlage von wasserhärtenden Bindemitteln oder Zementen sowie Verfahren zum Herstellen derartiger Schaumstoffe. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zum Herstellen poröser Schaumstoffe durch Freisetzen von Gas in einer wasserabbindenden Schlämme, die Portland-Zement, Hochtonerdezement oder gebrannten Gips enthält, wobei man das Gemisch anschließend aufschäumen und abbinden läßt; die Erfindung bezieht sich ferner insbesondere auf einer· neuen Schaumstoff mit einer neuen Porenstruktur und auf einen Schaumstoff auf der Grundlage einer neuen Kombination aus Hochtonerdezement und einem partikel· förmigen, lamellaren Schaumstabilisierungsmittel.

Es ist eine Vielfalt von Verfahren bekannt, mit denen feste Schaumstoffe durch chemische Freisetzung von Gas in einer wasserabbindenden, zementhaltigen Schlämme hergestellt werden, wobei man das sich ergebende schäumende Erzeugnis abbinden läßt. Beispielsweise kann man Schlämmen aus gebranntem Gips durch Einführung von Aluminiumsulfat und Kalziumkarbonat in die Schlämme aufschäumen, wobei Kohlendioxydgas bei Anwesenheit von Wasser in der Schlamme freigesetzt wird. Ein anderes bekanntes Verfahren air Blasenbildung besteht in der katalytischen Freisetzung von Sauerstoff aus Wasserstoffsuperoxyd mittels eines Mangansuper-

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BAOORIGtNAL

oxydkatalysators. Bei Zusammensetzungen auf der GruridlNa^e' vo« -J Fortland-Zement benutzt man häufig fein verteiltes metallisches Aluminium als gasbildendes Mittel, das Wasserstoffgas unter den in Gemischen aus Wasser mit Portland-Zement herrschenden stark alkalischen Bedingungen freisetzt.

Derartige poröse Schaumstoffe sind als ieichtbaustoffe und Isoliermaterialien brauchbar, und zwar insbesondere dann, wenn eine feuerfeste Isolierung- erwürrcht ist. Bei derartigen Materlallen sind die geringen Kosten selbstverständlich wichtig und man wünscht auch eine Widerstandsfähigkeit gegen alkalische Korrosion. Pur viele Anwendungsfälle M; auch eine hohe Druckfestigkeit des Werkstoffes sehr wichtig. Wünschenswert sind ferner eine gleichmäßige Porengröße, eine geringe Durchlässigkeit für Feuch-™ tigkeit, hohe Biegefestigkeit und gerinne Sprödheit. Außerdem 1st es häufig erwünscht, daß man den Werkstoff am Ort seiner Benutzurrherstellen kann, d.h. beispielsweise auf den Oberflächen eines vcrhanienen Bauwerkes oder in Gebäudehohlräumen, und man möchte den Werkstoff schnell und einfach herstellen und verteilen können.

Bei der. herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von Schaumstoffen auf der Grundlage partikelförmiger, wasserabbindender, anorganischer Materialien wendet man satzweise arbeitende Mischeinrichtungen an, bei denen eine Portion der Schlämme in einer Kammer gemischt und dann ganz aus dieser Kammer entleert wird, woraufhin fc man die nächste Portion in die Kammer einbringt, mischt und entleert usw. Dies Verfahren hat den Machteil, daß man normalerweise nur wenige hundert Pfund oder weniger Schaumstoff auf einmal herstellen kann und zwar einfach wegen der begrenzten Größe der Mischbehälter und der geringen Zeit, die verfügbar ist, um den Inhalt des Mischers zu entleeren, bevor das freigesetzte Gas entweicht oder die Schlämme abzubinden beginnt. Das Verfahren ist auch weniger zur Anwendung in den Fällen geeignet, wo der Schaumstoff am Ort seiner Verwendung hergestellt werden soll.

Was den Werkstoff selbst angeht, so haben die bekannten wasserabbindenden Schaumstoffe auf Zementgrundlage, die hydraulische Ze-

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monte, wie etwa Portland-Zement, Hochtonerdezement und Gips enthalten, eine rerin~ere Druckfestirkeit, als es für gewisse Anwendun-'sfülle erwünscht ist. Es sind zwar Schaumstoffe mit anderen Grundsubstanzen, etwa aluminiumnhosphatgebundenen V.'ollastonit, bekannt, die sich durch verhältnismäßig hohe Druckfestigkeit auszeichnen., bei diesen Schaumstoffen sind jedoch andere und im allpemejnen teuerere AKuscan^smaterialien erforderlich, als sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und diese bekannten Schaumstoffe sind zumindest in vielen Fällen nicht ausreichend widerstandsfähi~ geren alkalische Korrosion.

Der verlierenden Erfindung: lie^t daher zunächst die Aufgabe zugrunde, ein neues, besseres Verfahren zum Herstellen von festen Schaumstoffen wie einen neuen und besseren festen Schaumstoff zu schaffen. Die Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen eines festen Schaumstoffes in erster Linie auf der Grundlage eines wasserabbindenden anorganischen Zementes, wie etwa Portland-Zement. Ilochtonerdezement und Gips, schaffen. Die Erfindung so] ferner ein Verfahren dieser Art anheben, mit dem derartige Süi v.imstoffe kontinuierlich, schnell und leicht an verschiedenen Stellen, wo die Schaumstoffe zu verwenden sind, hergestellt werden können. Der mit dem erfindunnsgemäßen Verfahren hergestellte Schaumstoff soll eine bessere Druckfestirkeit aufweisen. Auch soll der mit dem erfinäun^STemäßen Verfahren hergestellte Schaumstoff eine bessere Biegefestigkeit, gerinne Sprödheit, gerinne Feuchtigkeitsdurchlässi^keit, hohe Widerstandsfähigkeit herren alkalische Korrosion und eine äußerst gleichmäßi-e Porenrröße haben. Der Erfindung lie-:t ferner die Aufgabe zugrunde, feste Schaumstoffe mit den zuvor angeführten verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Ganz besonders soll die vorliegende Erfindung einen neuen, festen Schaumstoff schaffen, der im wesentlichen aus Hochtonerdezement und einem partikelförmirten, lamellaren Schaumstabilisierunn:smittel besteht.

Zur Lösunp dieser und weiterer, für den Fachmann auf der Hand liegender oder sich aus der folgenden Beschreibung ergebender Aufgaben schafft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zum Her-

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$AD OfttßJMAL

stellen von festen Schaumstoffen, bei dem partikelförmige Substanzen für eine sehr kurze Mischzeit einer hochwirksamen Schermischung unterworfen werden, bevor man sie aufschäumen und abbin- .· den läßt; die Erfindung schafft ferner einen neuen, wasserabgebundenen, zellförmigen Schaumstoff, der einen hydraulischen Binder oder Zement, wie etwa Portland-Zement, Hochtonerdezement und Gips, enthält, wobei der Schaumstoff eine spezifisch neue Porenstruktur hat.

Im einzelnen wird beim Verfahren gemäß der Erfindung eine im wesentlich aus Wasser bestehende Flüssigkeit in eine Mischkammer eingeführt, in die auch getrennt von der Flüssigkeit ein fein zerteilter Feststoff eingeführt wird, der einen partikelförmigen, wasserabbindenden Zement, wie etwa Portland-Zement, Hochtonerdezement _k und Gips, enthält; in die Mischkammer wird ferner ein gasbilden-™ des Mittel und ein Schaumstabilisator eingeführt, der einen inerten, partikelförmigen, lamellaren Zusatz in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 12 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Festestoffes enthält. Im wesentlichen das gesamte in der Mischkammer enthaltene Material wird einer hochwirksamen Schermischung für eine Mischdauer von nicht mehr als etwa H Sekunden und vorzugsweise weniger als etwa 1 Sekunde unterworfen, um dann sofort aus der Mischkammer entleert zu werden, woraufhin man das Material aufschäumen und abbinden läßt. Der hochwirksame Schermischvorgang sieht vorzugsweise einen maximalen Henngeschwindigkeitsgradienten in der Mischkammer vor, der größer als etwa 500 Sekunden ~ für im wesentlichen das gesamte in der Mischkammer enthaltene Material ist, wobei der maxib male Henngeschwindigkeitsgradient als Maximalwert des Verhältnisses der relativen Geschwindigkeit zwischen zwei Oberflächen des Mischers, zwischen denen das Gemisch hindurchgeführt wird, zum Abstand zwischen diesen zwei Oberflächen definiert ist.

Beim neuen Schaumstoff gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen das gesamte Porenvolumen des Schaumstoffes aus Poren mit effektien Durchmessern, die außerhalb des Bereiches von etwa 2 Mikron bis etwa 300 Mikron liegen. Vorzugsweise werden wenigstens 9755

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des Porenvolumens von derartigen Poren gebildet und bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der größere Teil des Porenvolumens aus Poren mit effektiven Durchmessern im Bereich von 1000 bis 3000 Mikron.

Vorzugswelse werden auch die Plüssigkeits- und Peststoffkomponenten des Gemisches kontinuierlich in die Mischkammer eingeführt, in der sie kontinuierlich gemischt werden und aus der sie kontinuierlich entleert werden, solange das Verfahren im Gang ist. Dies erreicht man vorzugsweise durch Verwendung einer Mischkammer für den Mischvorgang, die kontinuierlich mit der Peststoff- und mit der Flüssigkeitskomponente gespeist wird und die einen Rotor mit einer schraubenlinienförmigen Schnecke zur kontinuierlichen Förderung des Gemisches zum Austragende der Mischkammer hin aufweist, wobei der Rotor ferner Mischstäbe zur Verbesserung der Plischwirkung aufweist; die Schnecke und die Mischsfcäbe des Rotors haben einen ausreichend geringen Abstand von den Innenwänden der Mischkammer um den erstrebten, hochwirksamen Schermischvorgang hervorzurufen.

Ohne daß die Erfindung auf die folgende Theorie beschränkt sein soll, wird angenommen, daß die Verbesserung des Schaumstoffes in erster Linie der Tatsache zuzuschreiben ist, daß der hochwirksame Schermischvorgang der angegebenen Materialien während einer sehr kurzen Zeitspanne der Erzeugung sehr kleiner Poren mit einem wirksamen Durchmesser von etwa 2 bis 3OO Mikron entgegenwirkt und daß es diese kleine Poren in den Wänden zwischen den größeren Poren sind, die bei den bekannten Schaumstoffen die erreichbare Druckfestigkeit verringern. Außerdem werden durch die bessere Gleichförmigkeit der Porengröße im Schaumstoff gemäß der Erfindung die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Schaumstoffes verbessert.

Kurz zusammengefaßt betrifft also die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines zellförmigen Schaumstoffes auf Zementgrundlage, bei dem man eine bestimmte Flüssigkeitskorapo- nente und eine bestimmte Feststoffkomponente während sehr kurzer Zeitspannen einem hochwirksamen Schermischvorgang unterwirft, um

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8AO ORIGINAL

das Gemisch dann zu entleeren, so daß es aufschäumen und sofort abbinden kann. Die eingemischte Flüssigkeit besteht im wesentlichen aus Wasser und hat vorzugsweise eine Viskosität von weniger als etwa 2,5 Centipoise. Die eingemischte Peststoffkomponente enthält ein partikelförmiges, wasserhärtendes (hydraulisches) Bindemittel (Zement) und ein inertes, partikelförmiges ₃ lamellares Schaumstabilisierungsmittel. AKuch wird ein Gasbildumrsmittel als Teil entweder der flüssigen oder der festen oder beider Komponenten zugesetzt. Die Mischdauer beträgt nicht mehr als etv?a ^l\ Sekunden und vorzugsweise weniger als etwa 1 Sekunde; der hochwirksame Schernischvor'iang erfol-Ttt mit einem maximalen llennrreschviindlgkeitsgradienten, der größer ist als etwa 500 Sekunden für im wesentlichen das gesamte Maeterial. Der maximale Menngeschwindin:- keitsgradient ist zu diesem Zweck definiert als der Maxiamalwert des Verhältnisses der relativen Geschwindigkeit zweier Oberflächen des Mischers, zwischen denen im wesentlichen das gesamte Gemisch hindurchgeführt wird, zum Abstand zwischen diesen beiden Oberflächen» Der Mischer weist vorzugsweise einen längs der Achse einer rohrförmigen Kammer angeordneten Rotor auf, wobei in diese rohrförmige Kammer die zu mischenden Ingredienzien kontinuierlich eingeführt werden; der Rotor weist eine schraubenlinlenförmige Schnecke auf, die entlang der Länge des Rotors angeordnet 1st und das Gemisch durch die Kammer zu deren Auslaß bewegt und wenigstens einen Teil der Mischwirkung erzeugt; zugleich sind radial von der Rotorachse wegragende Mischstäbe vorgesehen, die in geringem Abstand von der Michkammerwand endigen und weiter zur Mischwirkung beitragen. Das sich ergebende Erzeugn.is hat eine bessere Druckfestigkeit und zeichnet sich dadurch aus, daß im wesentlichen das gesamte Porenvolumen des Brzeugnisses von Poren gebildet wird, deren effektive Durchmesser ausserhalb des Bereiches von etwa 2 Mikron bis etwa 300 Mikron liegen, wobei es vorzugsweise mindestens etwa.972 des Porenvolumens von außerhalb diesem Bereich liegenden Poren gebildet wird. Gegenstand der Erfindung sind ferner neue, zellförmige Erzeugnisse, die im wesentlichen aus Hochtonerdezement als wasserbindenden Zement und dem erwähnten inerten, partikelförmigen, lamellaren Schaumstabilisierungsmittel bestehen.

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V/eitere Aufgaben, Flerkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folrenden Beschreibung, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zei~t:

Fir. 1 in einer Ansicht teilweise aufgeschnitten und teilweise schematisiert eine Ausführungsform eines zur Durchführung der Erfindung geeigneten Gerätes,

Fi-;. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3A in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durch einen Schaumstoff herkömmlicher Art,

Fig. 3B eine der Fig. 3A entsnrechende Darstellung eines Schaumstoffes gemäß der Erfindung und

Fig. 4 eine graphische Darstellung, auf die bei der Erläuterung und Definition der Porenstruktur beim Schaumstoff gemäß der Erfindung im Gegensatz zum Schaumstoff herkömmlicher Art Bezug genommen wird.

Fig. 1 zei<~t als Ausführungsbeispiel eine Ausführungsform eines Gerätes, mit dem das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt und das erfindungsgeinäße Erzeugnis hergestellt werden kann. Die zu mischenden Feststoffe werden in einem Feststoffvorratsbehälter 10 vorrätig gehalten, während die zu mischende Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsvorratstank 12 gespeichert ist. Die Feststoffe werden mengengesteuert zu einem Einlaßrohr Ik gefördert, das in das Innere einer Mischkammer 16 mündet, wobei zur Mengensteuerung ein nach dem Volumen dosierender Schneckenförderer 18 dient. Die Flüssigkeit wird von einer Dosierpumpe 20 in ein Einlaßrohr 19 der Mischkammer 16 gefördert, wobei die Dosierpumpe 20 eine dosierte Flüssigkeitsströmung in die Mischkammer leitet. Die Materialien im Feststoffvorratsbehälter 10 und die Flüssigkeit im Vorratstank 12 bilden die im folgenden beschriebenen Materialien, die in der Kammer 16 gemischt werden sollen, um ein Schaumstoff-Enderzeugnis zu bilden; selbstverständlich können vielfältige her-

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kömmliche Mittel benutzt werden, um die Peststoff- und Flüssigkeitskomponenten dosiert in die Mischkammer einzuführen; ebenso selbstverständlich ist es, daß man die Flüssigkeits- und Feststoff ·- komponenten auch über mehr als 2 Einlasse in die Mischkammer einführen kann.

Die Mischkammer 16 wird von der Innenwand 26 eines senkrecht angeordneten Zylinderrohres 28 gebildet. Zur Bewirkung der erwünschten hochwirksamen Schermischung der Peststoff- und Flüssigkeitskomponenten in der Mischkammer und zur Erzielung einer kurzen Verweilzeit des Gemisches in der Mischkammer benutzt man eine sich schnell drehende Mischerweib 30, die in der Längsachse des Zylinderrohres 28 auf dessen ganzer Länge angeordnet ist. Eine schraubenlinienformige Schnecke 32 ist auf der Welle 30 befestigt und erstreckt sich von einer Stelle oberhalb des Peststoffeinlaßrohres 14 bis zum unteren Ende des Zylinderrohres 28; ferner sind zahlreiche senkrecht pefilierte, sich radial erstreckende Mischstäbe 34 an der Welle 30 befestigt, Die Welle 30 mit der Schnecke 32 und den Stäben 34 bilden gemeinsam einen Mischrotor zur Bewirkung der gewünschten Mischung in der Kammer 16. Die Welle 30 ist mit einem herkömmlichen Lager 36 um ihre' Achse drehbar in einem mit einem Plansch versehenen Verschlußglied 38 montiert, das das obere Ende der Kammer 16 verschließt. Das Lager 36 ist stromaufwärts des Peststoff- und Flüssigkeitseinlasses angeordnet und das Flüssigkeitseinlaftrohr 19 ist vorzugsweise stromabwärts des Peststoffeinlaßrohres 14 angeordnet. Ein Elektromotor 50 mit einer herkömmlichen Geschwindigkeitssteuerung 52 ist auf dem Verschlußglied 38 montiert und treibt die Welle 30 über eine mechanische Kupplung 53 an.

Die Innenwand 26 der Kammer l6 bildet bei dieser Ausführungsform einen geraden Zylinder um die Achse A-A¹, die mit der Längsachse der Welle 30 zusammenfällt; die radial außenliegenden Seiten der Schnecke 32 und der Mischstäbe 34 liegen desgleichen vorzugsweise in Rotationsebenen um die Achse A-A' und bewegen sich daher parallel zur Innenwand 26; sie haben einen bestimmten, geringen Abstand von der Innenwand 26, der so groß ist, daß die

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gewünschte, hochwirksame Schermischung bei geringer Verweilzeit von nicht mehr als etwa ^l\ Sekunden und vorzugsweise wenirrer als etwa 1 Sekunde in der Mischkammer erreicht wird.

Im Betrieb wird der Motor 50 eingeschaltet und auf eine Geschwindigkeit eingestellt, bei der eine optimale Mischung und Verweilzeit gegeben sind; der Schneckenförderer Iß und die Pumpe 20 werden dann eingeschaltet, so daß sie die erforderliche Feststoffkomponente und die erforderliche Flüssi^keitskomponente in die Mischkammer 16 fördern. Die Schnecke 32 bewegt das Material durch die Kammer 16 zu einem Auslaß 60 in einer Zeitspanne von nicht mehr als etwa 4 Sekunden und vorzugsweise weniger als 1 Sekunde, eine Zeitspanne, während der im wesentlichen das gesamte Gemisch einer hochwirksamen Schermischung durch die Mischstäbe 3^l\ und die Schnecke 32 unterworfen wird. Der Unterschied zwischen einer hochwirksamen Schermischung (high-shear mixing) und einer niedrigwirksamen Schermischung (low-shear mixing) wird in Fachkreisen dahingehend verstanden, daß bei der vorliegenden Erfindung der bevorzugte Grad hochwirksamer Schermischung einen maximalen Nenngeschwindigkeitsgradienten G von wenigstens etwa 500 Sekunden bewirkt, wobei der maximale Nenngeschwindigkeitsgradient gleich dem Maximalwert der Umfangsgeschwindigkeit des Mischrotors gegenüber der Kammerwand 26 dividiert durch den radialen Abstand zwischen der Rotoroberfläche und der benachbarten Oberfläche der Wand 26 ist. Bei der dargestellten Ausfuhrungsform tritt der Maximalwert von G an den radial außenliegenden Enden der Mischstäbe 3¹* und der Schnecke 32 auf. Wenn sich der Rotor beispielsweise mit 3000 Umdrehungen je Minute dreht und die Kammer stillsteht, wenn ferner der Radius des Rotors an den Mischstäben und an der Außenkante der Schnecke 15,875 mm und der Abstand zwischen dem Rotor und der Mischkammerwand 1,58 mm beträgt, dann ist der maximale Nenngeschwindigkeitsgradient : 2 77^(0,625) χ 3000 Minuten "¹

Ö7ÖT25

oder etwa 31²IO Sekunden " , was der hochwirksamen Schermischung im bevorzugten Bereich entspricht.

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Der.Abstand zwischen dem Umfang der Schnecke und den Mischstäben ist vorzugsweise nicht größer als etwa.1,58 mm in den meisten Fällen, um die gewünschte hochwirksame Schermischun~ zu erzielen und zu verhindern, daß sich Feststoffe an den Kammerwänden ablagern.

Das in der Mischkammer gemischte Material besteht aus einer Flüssigkeit, bei der es sich grundsätzlich um Wasser handelt, das aus dem Flüssigkeitsvorratstank 12 zugeführt wird, und aus einem aus dem Feststoffvorratsbehälter 10 zugeführten Feststoff. Die Feststoffe enthalten partikelförmigen, anorganischen, wasserhärtenden Zement zusammen mit einem Schaunstabilisator, der aus einem inerten, partikelförmigen, lamellaren Zusatz in eher Menge von etwa 0,2 bis etwa 12 Gew.-% des Feststoffanteiles besteht. Die Viskosität der Flüssigkeitskomponente 1st vorzugsweise geringer als etwa 2,5 Centipoise. Ein gasbildendes Mittel wird auch in die Mischkammer eingegeben und zwar kann dies entweder als Teil der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank oder als Teil der Feststoffe aus dem Feststoffvorratsbehälter 10 oder als Teil beider Komponenten geschehen, je nach der Art des gasbildenden Mittels, was weiter unten noch erörtert wird. Man kann einen Teil oder das gesamte gasbildende Mittel aus besonderen Vorratsquellen in die Mischkammer einspdsen.

Das gemischte Material wird kontinuierlich durch den Auslaß 60 der Mischkammer 16 in einen geeigneten Behälter 62 abgezogen, bei dem es sich beispielsweise um eine Form oder um einen Gebäudehohlraum handeln kann, und man läßt das abgezogene Gemisch aufschäumen und abbinden, um das gewünschte Erzeugnis herzustellen.

Die folgenden Beispiele dienen nur zur Erläuterung und nicht zur Abgrenzung der Erfindung.

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13 eisjai e 1_ J.

Die Mischkammer 16 wurde von einem geraden Zylinderrohr 28 mit einem Innendurchmesser von etvia 3*1,93 mm und einer Län^e von etwa 25*J mm gebildet. Die Schnecke 32 hatte schraubenlinienförmisen Verlauf und einen Durchmesser von etwa 31,75 mm, so daß der Abstand zwischen der Schnecke und der Innenwand 26 der Mischkammer etwa 1.5·^ mm betrup·. Achtzehn in gleichem Abstand voneinander angeordnete Mischstabpaare 3 ^ wurden benutzt, wobei diese entlang der Welle 30 abwechselnd rechtwinklig zueinander angeordnet waren, wie es aus Pin· 1 ersichtlich ist. Der Rotor dreht sich mit 3000 Umdrehungen je Minute, was einen maximalen keitsgradienten von etwa 31^0 Sekunden ~ ergibt.

Folgende Aus~anrrsmaterialien wurden benutzt:

Feststoffkomnonente	Insgesamt	G_ew._-Tei_le
Gebrannter Gips	100
Talk, U.S.P. Gradation	H
Mangansuperoxyd
	. 104,5

P1 i^sj^lce i_t_s_kqrnp onen t e

35!^ Wasserstoffsuperoxyd 3,2

Wasser _5jÜJL

Insgesamt 58,0

Die Feststoffkomponente des Gemisches wurde dadurch hergestellt, daß die pulverförmigen Bestandteile der Komponente in den oben angegebenen Proportionen trocken gemischt wurden. Die Flüssigkeitskomponente wurde durch Auflösung von 352igem Wasserstoffsuperoxyd in Wasser in den obene angebenen Proportionen hergestellt.

Die Flüssigkeits- und Peststoffkomponenter. wurden kontinuierlich in die Mischkammer 16 mit den Gewichtsanteilen 104,5 bis 58 + et-

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f 1

via 2% eingespeist. Die Einspeiserate der Feststoff-und Flüssigkeitskomponenten insgesamt in die Kammer 16 betrug etwa 80 pe je Sekunde und das freie Volumen der Mischkammer enthielt während des Betriebes etwa 80 g Material, so daß die Verweilzeit im Mischer etwa 1 Sekunde betrug. Bei der Anwendung von größeren Durchsatzmengen erhöht man vorzugsweise die Drehgeschwindigkeit des Mischers auf mehr als 3000 Umdrehungen/Minute, um die Mischenergie je Volumeneinheit des durch die Mischkammer geführten Materials gleich zu halten.

Es ist bekannt, daß selbst äußerst geringe Mengen frisch abgebundenen Gipses das Abbinden einer Schlämme aus gebranntem Gips beschleunigen. Aus diesem Grunde kann man für die meisten Zwecke Gipsschlämmen in kontinuierlichen Mischern herkömmlicher Bauart nicht mischen, weil es äußerst schwierig ist, die Ansammlung sehr geringer Mengen des Gemisches in unvollkommen aufgerührten Bereichen der Mischkammer zu vermeiden. Solche Ansammlungen verursachen eine unerwünschte Beschleunigung der Abbindegeahwindigkeit des austretenden Gemisches bereits nach einer verhältnismäßig kurzen Betriebszeit des kontinuierlich arbeitenden Mischers. Der in Fig. 1 dargestellte Mischer ist jedoch besonders vorteilhaft, weil der vorliegende Mischer lange Zeit hindurch kontinuierlich betrieben werden kann, ohne daß die Abbindezeit der Schlämme aus gebranntem Gips nennswert verkürzt wird. Dieses wünschenswerte Verhalten mag sich folgendermaßen erklären: jeder Teil der Innenwand 26 des Gehäuses 28, der mit der Gipsschlämme in Berührung kommt, wird kontinuierlich und schnell mit dem sehr geringen Abstand von der Rotorschnecke bestrichen, und zwar bei jeder Umdrehung des Rotors. Es können daher selbst äußerst geringe Mengen des Gemisches nicht während einer nennenswerten Zeitspanne im Mischergehäuse zurückbleiben und folglich wird die Beschleunigung der Abbindung verhindert.

Beispiel 2

10*15 g der Feststoff komponente des Beispiels 1 wurden 580 g der Flüssigkeitskomponente des Beispiels 1 in einem sechs-quart-Polyäthylenbehälter zugesetzt. Das Gemisch wurde sofort 35 Sekunden

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lang in einem Chargenbehälter gerührt, wobei ein Propeller mit 76,2 mm Durchmesser benutzt wurde, der sich mit 1250 Umdrehungen je Minute drehte. Die Schlämme wurde dann in eine rechteckige, feste Form gegossen und aufschäumen und abbinden gelassen.

Nach der vollständigen Erhärtung hatten Proben der Schäume gemäß den Beispielen 1 und 2 flassendichten von O₃279 und 0,29 g/cm^ und

2 Druckfestigkeiten von 26,6 bzw. 6,9 kp/cm .

Beispiele _3__bis__6_

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde unter Verwendung der gleichen Rezeptur wiederholt, wobei die Verweilzeit im Mischer jedoch durch Einstellung der Gesamtzufuhrrate an Peststoffen und Flüssigkeiten verändert wurde, während deren Verhältnis konstant gehalten wurde. Die V/lrkung der Verweilzelt in der Mischzone auf die Druckfestigkeit des Schaums ergibt sich aus den Ergebnissen der fol· genden Tabelle I.

Tabelle I

Beispiel No. 3

Verweilzeit im

Mischer in Sekunden: 10

Drehgeschwindigkeit des Rotors
in U/Min: 3000

Druckfestigkeit

kp/cnT: 8,19

Massendichte

gr/ccm: 0,279

0,5

3000

27,

10

1150

7,"8 4

0,30*14 0,306

0,5

II50

26,6 0,285

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SAD ORIGINAL

In den Beispielen 7 bis 10 wurden die in Tabelle II angegebenen Zusammensetzungen vorbereitet und unter Anwendung den Verfahrens und des Gerätes ce maß Beispiel 1 nemischt. Die aus dem M Jacher aus· tretende Schlämme wurde jedoch in rechteckige Formen gegossen und dort aufschäumen und abbinden gelassen, v;oraufhin man sie bei Raumtemperatur und einer lOOSSigen relativen Luftfeuchtigkeit 9 Tage lang härten ließ. Hac h der Härtung wurden die Proben aus den Formen herausgenommen und 2<Ί Stpunden lan? bei Raumtemperatur trocknen ~ej.assen. Sodann v;urde ihre 'lassendichte und ihre Druckfestigkeit r-ernessen.

Tabelle _I I

Beisniel No 7 8 9 10

F_es_tstoffkjοmpjrneηte_ in. Gew_i_chtste_i_len: Portland-Zement 100 65 65 65

Wollastonit, Körnung in mesh -300
(USA-Siebnorm). -- 35 35 --

Melaminformaldehyd- harz. trocken	2,5	Sl',0	—	—
Mangansuperoxyd	1,0	2,4	1,0	1,0	1,0
Talk	2,5	0,434	6,0	6,0	4,0
Ammoniumllsninsul- fonat		26,6			0,15
Fluorsilisium		--		35 Y-
Flüssigkeitskomponente in	Gewichtsteilen:
35;1iges Was sers toff - superperoxyd 4,2	3,5	3,5	4,0
V/asser (	67,0	67,0	56,5
Verweilzeit im Mischer in Sekunden	2,4	12 ; -}.	- 3,1
Hassendichte g/ccm	0,487	0,4709	0,434
Druckfestigkeit in kp/cm	27,58	9,45	28,84

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QAO ORIGINAL

Die Beispiele 11 und 12 ^emäß Tabelle III wurden unter Anwendung dos Verfahrens und des Gerätes gemäß 3eispiel 1 zubereitet und gemischt. Beim Beispiel 13, das auch in Tabelle III angegeben ist, hatten die Peststoffkomponente und die Plüssigkeitskomponente die bleiche Zusammensetzung wie im Beispiel 12, jedoch wurde die Schlämme portionsweise 30 Sekunden lang unter Anwendung eines schiffsschraubenartigen Propellers gemischt und nicht etwa mit dem kontinuierlichen rüscher gemäß Fir:. I.

■ Tabelle J[II

Beispiel No: 11 12 13

Fest θ t off !component e__in G ewicht_s_t_ejLlen:

Gebrauchter Gips 100 100 100

Talk ^,5

Kalkstein, Körnung

-40+100 mesh 4,0 4,0 ^₅O

V/ollastonit	6,0	8,5	5,0	5,0
Aluminiumschuppen	--	55	0,75	0,75
Flüssigkeitskomponente in	1,8	Gewichtsteilen:
Aluminiumsulfat	20,79	7,5	7,5
Wasser	55	55
Verweilzeit im Mischer in Sekun den	1,8	30
Druckfestiäceit in kp/cm	18,06	6,44

Die maximalen Nenngeschwindigkeitsgradienten wurden bei den obigen EeisDielen folgendermaßen berechnet:

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SAD ORiOiNAt. Tabelle IV

Beispiel No: 1 2 3 4 5 6 7 Rotordrehung U/Min 3000 1250 3000 3000 1150 1150 3000 Abstand Roto.·/.

Mischkammerwand ₊

in mm 1,58 44,5 1,58 1,58 1,58 1,58 1,58

Rotordurchmes s er

in mm 31,75 76,2 31,7531,75 31,75 31,75 31,75

Max.Nenngeschwin-

digkeitsgradient

in Sek 3l4O 112 3140 31¹IO 1200 1200 3140

Beispiel No: 8 9 10 11 12 13 Rotordrehunt-

in U/Min ' 3000 3000 3000 3000 3000 1250 Abstand Rotor./.

Mischkammerwand

in mm 1,5Θ 1,58 1,58 1,58 1,58 44,5*

Rotordurchmesser

in mm 31,75 31,75 31,75 31,75 31,75 76,2

Max-Nenngeschwindigkeit s gradient
in Sek"¹ 3140 3l4O 31²JO 3140 31^0 112

* Bei einem Propeller mit 76,2 mm Durchmesser,der mittig in einem Mischkessel mit l65₃l mm Durchmesser angeordnet war.

Beispiele l4 bis 16

Bei diesen Beispielen wurden die in Tabelle V angegebenen Zusammensetzungen zubereitet und unter Anwendung des Verfahrens und des Gerätes gemäß Beispiel 1 gemischt. Die Gemische wurden in Formen gegossen und man ließ sie 24 Stunden bei Raumtemperatur abbinden und trocknete sie dann 2 Tage lang bei Rautemperatür. Sodann wurden die Massendichte und die Druckfestigkeit der Erzeugnisse ermittelt.

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BAD ORIGINAL Tabelle

Beispiel No: 14 15 16

Peststoffkomponente in Gewichtstellen

Hochtonerdezement (Kalziumaluminat)	60	60	60
Fluorsilizium	40
Zirkon gemahlen		80
Gebrannte Tonerde			60
Talk	8	8	8
Mangansuperoxyd	1,5	1,5	1,5
Pliissigkeitskomponente in Ge
wichtsteilen
35$iges Wasserstoffsuperoxyd	3,0	3,0	3,8
Wasser	42	42	41,2
Borax	0,3	0,2	0,2
Verweilzeit im Mischer in Sek:	0,8	0,8	0,8
Massendichte in g/cm	0,3428	0,559	0,3524
Druckfestigkeit in kp/em	21,7	29,47	23,38

Die obigen Zusammensetzungen waren hervorragende, an Ort und Stelle aufschäumbare Materialien, die nach dem Abbinden nicht spröd waren und sich besonders als feuerfeste Isoliermaterialien eigneten. Die Erzeugnisse waren wesentlich fester als herkömmliche, handelsübliche, feuerfeste Leichtmörtel und derartige Betone gleicher Massendichte, was sich aus einem Vergleich der obigen Druckfestigkeiten mit denjenigen des Beispiels 19 ergibt. Die Beispiele 15 und 16 waren bei Temperaturen über 1565°C abmessungsstabil.

Die grundsätzlichen und wesentlichen Bestandteile des letztgenannten Gemisches waren ein wasserhäirtender Zement, Wasser, ein Gasbildungsmittel und ein lamellares Schaumstabilisierungsmittel. Diese sind vorzugsweise zwischen einer flüssigen Komponente und einer Peststoffkomponente geteilt, die erfindungsgemäß gemischt werden. Die Flüssigkeitskomponente besteht vorzugsweise aus Wasser und hat vorzugsweise eine Viskosität von etwa 2,5 Centipoise.

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■ή:

Wenn einer der Bestandteile wasserlöslich ist, kann er In das Wasser als Teil der Flüssirkeitskomponente eingegeben werden. Wasserunlösliche Bestandteile einschließlich des Zements, des lamellaren Schaumstabilisierungsmittels und im wesentlichen wasserunlösliche gasbildende riittel kann man in die Feststoffkomponente einmischen und tut dies auch vorzugsweise.

Wie bereits erwähnt wurde, ist der Zement wasserhärtend oder hydraulisch, wobei Beispiele für diesen Zement Portlana-Zement_T Hochtonerde- (Kalziunaluminat-)zement und gebrannter Gips sind. Solche Materialien sind bekannt und wurden In der Vergangenheit in wasserhärtenden, zellförrnlgen Schaumstoffen benutzt. Der Zement bildet den Hauptteil der Feststoffkomponente und nacht im allgemeinen bis zu wenigstens ^O Gew.-> derselben aus.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung des wasserunlöslichen, lamellaren, partikelförmigen Schaumstabilisierungsmittels. Der mittlere Durchmesser der lamellaren Partikel 1st im allgemeinen geringer als etvra 1 mm und das Verhältnis des mittleren Durchmessers der Partikel zur mittleren Partikeldicke Ist größer als etwa 5:1. Baispiele für derartige lamellare Materialien sind Talk, Glimmer, Graphit, pulverisierter Vermlkullt, Metallschuppen wie etwa Aluminium- und Bronzeschuppen und dergleichen. Das lamellare Schaumstabilisierungsmittel wird In einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 12 Gew.-£ bezogen auf das Gewicht der Feststoffkomponente benutzt.

Gasbildende Mittel zur Verwendung bei der Herstellung der zellförmlgen Schaumstoffe der hler betrachteten Art sind bekannt. Durch Mangansuperoxyd, Kupferoxyd oder Katalase katalysiertes Wasserstoffsuperoxyd 1st ein Beispiel für einen Gasbildner dieser Art. .Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Wasserstoffsuperoxyd mit dem Wasser in der Flüssigkeitskomponente enthalten sein und der Katalysator kann in der Feststoffkomponente enthalten sein. Ein anderes Beispiel für einen Gasbildner ist die Kombination von Kohlenstoff, wie etwa Kalalumkarbonat, mit einer Säure oder einem saueren Salz, wie etwa Aluminiumsulfat, die in Wasser Kohlendloxyd bilden; dieser Gasbildner 1st besonders brauchbar in

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Verbindung mit gebranntem Gips als Bindemittel. Die Säure oder das saure Salz kann in der Flüssigkeitskomponente enthalten sein, während das Karbonat in der Feststoffkomponente enthalten sein kann- Eine weitere Kombination, die in V/asser ein Gas freisetzt, ist ein Metallnitrit, wie etwa Kalziumnitirit, und ein Ammoniumsalz, wie etwa Ammoniumsulfat. Das Iletallnitrit kann in der Feststoff komponente und das Ammoniumsalz in der Flüssigkeitskomponente enthalten sein. Metallische Aluminium - oder Zinkpartikel bilden in einem alkalischen, wässrigen Iledium auch Gas und man kann sie als Teil der Feststoffkomponente insbesondere in Verbindung mit Portlandzement und Hochtonerdezement benutzen. Der Fachmann weiß, daß die Menge des angewendeten Gasbildners selbstverständlich davon abhängt, welcher Gasbildner verwendet wird.

Andere Materialien, die die Eigenschaften der Hauptbestandteile nicht wesentlich und nachteilig beeinflussen, kennen vorhanden sein. Beispielsweise kann man einei fein zerteilten,, inerten Füller oder ein Verstärkungsmittel auch in der Feststoffkomponente in einer Menge bis su etwa 60 Gew.-£ bezogen auf das Gewicht der Feststoffkomponente anwenden. Beispiele für derartige Füller sind VIoI las tonit, Fluors ill slum. Zirkon, Tonerde, Kalkstein und dergleichen. Wasserlösliche oder in Wasser dispergierbare synthetische Harze und Ilittel zur Verzögerung des Abbindens, wie etwa Borax, können auch angewendet werden.

Die Figuren 3A, 3B und 4 zefeen wesentliche Unterschiede zwischen der Porenstruktur, die für das Material gemäß der Erfindung und für die herkömmlichen Materialien typisch ist. Fig. 3A zeigt einen Schaumstoff auf Zementbasis herkömmlicher Art, der überall kleine Poren enthält, die, wie sich bei einer Untersuchung zeigt, in großer Anzahl vorhanden sind und einen Effektivdurchmesser im Bereich von 2 bis 300 Mikron haben. Der Begriff ''Effektiver Durchmesser" wird hier benutzt, weil die Poren im allgemeinen nicht vollkommen kugelig sind, und mit dem Berriff "effektiver oder Effektivdurchniesser" ist daher hier der Durchmesser einer Kugel geieint, die das gleiche Porenvolumen der betrachteten Pore hat.

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0AO OBlGIHAt

Bei der In Fig. 3B dargestellten Porenstruktur des Schaumstoffes gemäß der Erfindung sind nur wenige Poren mit einem Effektivdurch- ' messer im Bereich von 2 bis JiOO Mikron vorhanden, wobei die wenigen in der Zelchnun erkennbaren kleinen Poren tatsächlich Ecken größerer Poren sind, die bei der Herstellung der Probe angeschnitten wurden. Es wird angenommen, daß das praktische Fehlen von Poren mit effektiven Durchmessern im Bereich von 2 bis 300 Mikron der Grund für die bessere Druckfestigkeit des Werkstoffes gemäß der Erfindung ist, wobei diese Druckfestigkeit beim Werkstoff gemäß der Erfindung um ein Mehrfaches größer als bei gleichartigen, herkömmlichen Materialien ist.

FIg. 4 zeigt diese Verschiedenheit in Vierten des Prozentsatzes des Porenvolumens infolge der Tatsache, daß die Poren verschiedene

™ Effektivdurchmesser haben. So stellen die Abeeissen den effektiven Porenradius R (die Hälfte des effektiven Durchmessers D ) in logarithmischem Maßstab, d.h. log_1QR in Mikron dar, während die Ordinaten den Prozentsatz des Gesamtporenvolumens angeben, das von Poren mit effektiven Radien erzeugt wird, die größer sind als jeder entsprechende Wert von R, der auf den Kurven des Diagramms liegt. Beispielsweise zeigt die Kurve B für das Beispiel 9 eines herkömmlichen Erzeugnisses, daß etwa 77$ des Porenvolumens der Probe von Poren gebildet wird, deren effektive Radien größer als etwa 10 Mikron (effektive Durchmesser größer als etwa 20 Mikron) sind. Es versteht sich, daß die Ordinatendifferenz an irgendwelchen zwei Punkten auf einer der Kurven daher den Prozentsatz des

| Porenvolumens aus Poren mit Radien zwischen zwei Werten angibt, die durch die zwei Punkte dargestellt sind, und daß, wenn eine Kurve in einem bestimmten Bereich von R im wesentlichen waagerec ht verläuft, im wesentlichen keine Poren mit Radien in diesem Bereich vorhanden sind. Die Kurven A und C in FIg. H entsprechen den Schaumstoffproben gemäß der Erfindung, die in den obigen Beispielen 1 und 8 dargestellt wurden; man erkennt, daß diese beiden Kurven im Bereich von log_1QR = 0 bis log_1QR = 2,18, d.h. im gesamten Bereich wirksamer Durchmesser D von 2 bis 300 Mikron, waagerecht verlaufen.

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Im Gegensatz hierzu verlaufen die Kurven B und P für Proben, die nach den Beispielen 9 und 13 hergestellt wurden, wo die vorliegende Erfindung nicht angewendet worden ist, im Bereich von 2 bis 300 Mikron mit einem sehr erheblichen Gefälle, was das Vorhandensein einer erheblichen Anzahl von Poren anzeigt, deren wirksame Durchmesser in diesem Bereich liegen. Beispielsweise zeigt die Kurve B im Bereich von 2 bis 300 Mikron eine Steigung von etwa 66 bis 88, was besagt, daß etwa 22,t des Porenvolumens aus Poren dieser Größe besteht. Die Kurve P steigt in dem Bereich von 2 bis 300 Mikron von etwa 69 auf 95 an, was besagt, daß etwa 26% des Porenvolumens auf Poren in diesem Durchmesserbereic Wentfallen. Es wird angenommen, daß das praktische Fehlen von Poren mit Durchmessern in diesem Bereich die Ursache für die verbesserten mechanischen Eigenschaften des Schaumstoffes gemäß der Erfindung ist.

Vorzugsweise werden wenigstens elm 97% des Porenvolumens von Poren mit einem wirksamen Durchmesser gebildet, der außerhalb des Bereiches von 2 bis 300 Mikron liegt, und bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der größere Teil des Porenvolumens von Poren gebildet, deren effektive Durchmesser im Bereich von 300 bis 8000 Mikron liegen, wobei vorzugsweise eine Spannung oder Konzentration im Bereich von 1000 bis 3000 Mikron auftritt, was in Fig. 3B dargestellt ist und durch die bevorzugte Ausf'ihrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht wird.

Es sind verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Porengrößen bekannt. Von diesen Verfahren sei das Verfahren erwähnt, bei dem Quecksilber eingeführt wird und eine optische Mikroskopierung vorgenommen wird. Die Verfahren zur Quecksilbereinleitung eignen sich besonders zur Verwendung im Bereich von 0,02 bis 200 Mikron

ρ des effektiven Durchmessers, wobei Drücke bis zu etwa 700 kp/cm angewendet werden. Bei diesem bekannten Verfahren besteht die Gefahr, daß durch die Oberflächenspannung des eingebrachten Quecksilbers dessen Eindringen in kleine Poren verhindert wird. Durch Vergrößerung des angewendeten Druckes kann man erreichen, daß das Quecksilber fortschreitend in kleinere Poren eintritt, und zwar im wesentlichen nach der folgenden Formel:

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SAOOHlGiNAL

PR = 2 0 cosQ,

wobei P = angewendeter Druck

R = Porenradius

0- = Oberflächenspannung des Quecksilbers

0 = Berührungswinkel

Bei den meisten anorganischen Oxyden beträgt der Berührungswinkel des Quecksilbers etwa 130°, wobei es sich hier um den bei den obigen Messungen angenommenen Wert handelt. 'Derartige Messungen sind beispielsweise in dem Buch ^:'Fine Partie le Measurement" von C. Orr und J.M. DellaValle, HacKillan Company, Hew York, 1959, beschrieben. Geeignete Instrumente zur Durchführung dieses Quecksilberverfahrens sind im Handel erhältlich. Für Messungen größerer ™ Poren eignet sich ein herkömmliches, geeichtes optisches Mikroskop,

Unabhängig von der besonderen Art und Geschwindigkeit der Ilischung und der Porengrößenverteilung im Gemisch haben Zusammensetzungen aus Hochtonerdezement, einem partikelförmigen, lammeHaren Schaumstabilislerungsmitfcel, einem Gasbildungsmittel und V/asser bessere Materialfestigkeit als Materialien, bei denen andere Schaumstabilisierungsmittel verwendet wurden.

Beispiel 17 wurde unter Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß Beispiel 1 hergestellt und gemischt, wobei jedoch ein nicht ionisches, oberflächiges Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Glykol als Schaumstabilisierungsmittel verwendet wurde. Das Erzeugnis wurde in eine Form gegossen und 24 Stunden lang bei Raumtemperatur abbinden gelassen, woraufhin es 2 Tage lang bei Raumtemperatur getrocknet wurde.

Beispiel 18 wurde mit niedrig wirksamer Schermlsehung gemischt, wobei ein Propeller mit 76,2 mm Durchmesser benutzt wurde, der sich mit 1250 Umdrehungen je Minute drehte und in einem Mischbehälter mit einem Durchmesser von 165,1 mm mittig angeordnet war. Nach der Mischung während der angegebenen Zeitspanne wurde das Ge-

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misch in eine Form gegossen und 24 Stunden lann bei Raumtemperatur abbinden nelaseen, woraufhin es 2 Tage lann bei Raumtemperatur getrocknet wurde.

Das Beispiel 19 zeint einen herkömmlichen., handelsüblichen, feuerfesten Leichtmörtel, der durch Einmischen der angegebenen Bestandteile während einer Mischdauer von etwa 2 Minuten hergestellt wurde, wobei während dieser Mischdauer die Vermikulatmenge nicht in
einzelne, feine., lamellare Partikel zerkleinert wurde. Das sich ergebende Gemisch war infolge der hohen V/asserabsorption der Vermikulatmenr;e feucht aber körnig und konnte nicht nie^ossen werden., wehrend die Erzeugnisse f-emäß den Beispielen 17 und 18 giessbar waren. Die feuchte, kernire Masse wurde in eine Form gestampft und
so wie die Erzeugnisse gemäß den Beispielen 14 bis 18 abbinden und trocknen gelassen.

Tabelle VI Beispiel Ho:

Feststoffkomponente in Gewichtsteilen

17

18

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19

Ilochtonerdezement (Kalziumaluminat)	60	60	60
FluorSilizium	40	40	--
Talk	--	8	--
Manfransuperoxyd	1,5	1,5	—
Yerraiculat		---	40
Flüssi'-keitsmencqe in Ge wichtsteilen
35#ic;er Wasserstoffsuperoxyd	3,0	3,0	—
Wasser	42	42	130
Borax	0,3	0,3	—
Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Glykol	0,2	—	—
Verweilzeit im Mischer in Se kunden	0,8	15
Massendichte in ?/cm	0,3236	0,3748	0,5695
ο Druckfestigkeit in kp/cm	5,18	7,84	6,44

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Obwohl die Festigkeit des Erzeugnisses gemäß Beispiel 18 geringer ist als die der Erzeugnisse der vorangehenden Beispiele, bei denen eine kurzzeitige hochwirksame Schermischunr angewendet wurde, ist die Festigkeit dieses Erzeugnisses größer als die bei den Beispielen 17 und 19. Darüberhinaus waren die Erzeugnisse gemäß den Beispielen 17 und 19 spröde, während das Erzeugnis gemäß Beispiel 18 nicht spröde war.

Die Erfindung wurde hier mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, um sie vollständig zu edäutern, es versteht sich jedoch, daß diese Ausführungsbeispiele in vielfältiger Hinsicht abgewandelt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche

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8AD OR)QIHAL

Claims

Dr. ing. E. BERKENFELD . Dtpt.-Ing. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

^Anla8« Aktenzeichen

2ur Einflab. vom I9. Sept. 1969 Sch+ Name d. Anm. JuleS

Pa te η t a η _s_ ρ r ü c ji _e

1. Verfahren zum Herstellen eines zellförmlgen Werkstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine Mischkammer eine flüssige, grundsätzlich aus Wasser bestehende Komponente und getrennt von der flüssigen Komponente eine Feststoffkomponente, die ein partikelförmiges, wasserhärtendes, hydraulisches Bindemittel (Zement) enthält, sowie e nen Schaumstabilisator einführt, der aus einem partikelförmigen, lamellaren Zusatz in einer Menge von etwa 0,2 bis etwa 12 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Peststoffkomponente besteht, daß man in die Mischkammer ein gasbildendes Mittel einführt, daß man ira wesevitlieh-an das gesamte Material in der Mischkammer für eine Esltdauer on nicht mehr als etwa 4 Sekunden eines? liochwirksa« rr- Ssfeenr«.i.cfrung (high-shear mixing) unterzieht und ?£· '!arm Si>iü: t :i;! dor Kammer entleert, wobei die Mischung mit ö:U ^ maximalen Nenngeschwindigkeitsgradienten von mehr als etwa 500 Sekunden für im wesentlichen das gesamte Material durchgeführt wird, und daß man das entleerete Gemisch aufschäumen und abbinden läßt, wobei der erwähnte maximale Nenngeschwindigkeitsgradient definiert ist als Maximalwert des Verhältnisses der z'elatlven Geschwindigkeit zweier Oberflächen des Mischers, zwischen denen im wesentlichen das gesamte Gemisch hindurchgeführt wird, zum Abstand zwischen diesen zwei Oberflächen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskomponente eine Viskosität von weniger als

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6ADOAiGtNAi

etwa 2,5 Centipoise hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskomponente, die Peststoffkomponente und das gasbildende MIttel kontinuierlich In die Mischkammer eingeführt werden und daß der Mischvorgang und die Entleerung desgleichen kontinuierlich vorgenommen werden.

¹I. Pester, wasserabgebundener, zellförmlger Schaumstoff mit einem anorganischen, hydraulischen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß Im wesentlichen das gesamte Porenvolumen des

Schaumstoffes von Pore« gebildet wird, deren effektive Durchmesser außerhalb des äi^Iolhss von etwa 2 Mikron bis etwa 300 Mikron k liegen..

5ο Schaumstoff nach Anspruch *i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens etwa 97^ des Porenvolumens von Poren mit effektiven Durchmessern gebildet werden, die außerhalb dieses Bereiches liegen.

6. SchsiLiiSiioff aaöfa Jpiy<pr«&bi k_ä dadtirch gekennzeichnet;, riaß ö(e:^: größe;. -£ Tsil des Popen'foluMeas von Poren gebildet mx-ύ _Sl üewsn ei .-⁵?ti¥fe DuFCiäa^sser in einem Bereich von etwa 300 Mikron öife ötwa 3000 Mikron liegen.

7. Schaumstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, W daß der größere TdI dieses Porenvolumens von Poren gebildet wird, deren effektive Durchmesser im Bereich von etwa 1000 bis etwa 3000 Mikron liegen.

8. Schaumstoff nach Anspruch H₃ dadurch gekennzeichnet, daß er ein partlkelförmiges, lamellares Schaumstabilislerungsmittel in einer Menge von etwa 0_:2 bis etwa 12 Gew.-I? bezogen auf das Gewicht der feststoffe enthält»

9. Fester, wasserabgebundenSr₃ zellförmiger Schaumstoff,

dadurch gekennzeichnet, daß er im wecsiitllchen aus KaMuiiialuminatzement und einem partikelförmigen, lamell&r-en _s schauinstablllsierenden Mittel in einer Menge von etwa 0,2 bis efcwa 12 Gew.,--$ b "?=>

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besteht.

10. Schaumstoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei seiner Herstellung Kalziumaluminatzement, Wasser, ein rüasbildendes ^TIittel und ein inertes, partikelförmi-es, lamellares "iaterial in einer Men-re von etwa 0,2 bis etwa 12 Gew.-;1 der Feststoffe ,cemischt und das Gemisch erhärten gelassen v;ird.

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