DE19500719A1

DE19500719A1 - Gipshaltige, aushärtende Baustoff-Zusammensetzung und ein zu deren Herstellung geeignetes Verfahren

Info

Publication number: DE19500719A1
Application number: DE1995100719
Authority: DE
Inventors: Peter Schroll
Original assignee: Elektroschmelzwerk Kempten GmbH
Current assignee: Elektroschmelzwerk Kempten GmbH
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1996-07-18

Description

Die Erfindung betrifft eine gipshaltige, aushärtende Bau stoff-Zusammensetzung und ein Verfahren zur Herstellung der Baustoff-Zusammensetzung

Für den Brandschutz von Gebäuden werden Baustoffe benötigt, die selbst nicht brennbar sind und die Ausbreitung von Feuer verhindern oder zumindest behindern. Es ist bereits bekannt, Gips in Form von Putzen, massiven Platten oder armierten Verbundkörpern als nicht brennbaren Baustoff zu verwenden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Baustoff-Zusammensetzung anzugeben, aus der sich Formkörper herstellen lassen, die für den Brandschutz geeignet sind.

Gegenstand der Erfindung ist eine gipshaltige, aushärtende Baustoff-Zusammensetzung, die sich durch Mischen der folgen den Bestandteile ergibt:

15 bis 40 Gew.-% wärmedämmendes Isoliermaterial auf der Basis von feinteiligem Metalloxid;
30 bis 60 Gew.-% abbindefähigem Gips;
0 bis 4 Gew.-% das Abbinden von Gips regelnden Stoffen;
0 bis 12 Gew.-% Zuschlagsstoffen und 20 bis 30 Gew.-% Wasser.

Bei dem wärmedämmenden Isoliermaterial handelt es sich um einen Stoff oder ein Stoffgemisch mit folgender Zusammen setzung:

30-100 Gew.-% feinteiliges Metalloxid;
0-50 Gew.-% Trübungsmittel;
0-50 Gew.-% Fasermaterial;
0-15 Gew.-% anorganisches Bindemittel.

Bevorzugt sind Mischungen aus:

30-89 Gew.-% feinteiligem Metalloxid;
10-50 Gew.-% Trübungsmittel;
1-50 Gew.-% Fasermaterial und
0-5 Gew.-% anorganischem Bindemittel.

Besonders bevorzugte Mischungen enthalten:

50-89 Gew.-% feinteiliges Metalloxid;
20-50 Gew.-% Trübungsmittel;
1-10 Gew.-% Fasermaterial und
0,5-2 Gew.-% anorganisches Bindemittel.

Vorzugsweise verwendete, feinteilige Metalloxide sind pyro gen erzeugte Kieselsäuren, einschließlich Lichtbogenkiesel säuren, alkaliarme Fällungskieselsäuren, Siliciumdioxidaero gele, analog hergestellte Aluminiumoxide sowie deren Mi schungen. Vorzugsweise werden pyrogen erzeugte Kieselsäure, Aluminiumoxid oder deren Mischung verwendet. Die feintei ligen Metalloxide weisen spezifische Oberflächen nach BET von vorzugsweise 50 bis 700 m²/g, insbesondere 70 bis 400 m²/g, auf.

Beispiele für Trübungsmittel sind Ilmenit, Titandioxid, Si liciumcarbid, Eisen-II-Eisen-III-Mischoxid, Chromdioxid, Zirkonoxid, Mangandioxid, Eisenoxid, Siliciumdioxid, Alumi niumoxid und Zirkonsilikat, sowie deren Mischungen. Vorzugs weise werden Ilmenit, Rutil und Zirkonsilikat verwendet. Die Trübungsmittel weisen vorteilhafterweise ein Absorptionsma ximum im Infrarotbereich zwischen 1,5 und 10 µm auf. Es wer den bevorzugt Trübungsmittel verwendet, deren Korngrößen im Bereich von 1 bis 10 µm liegen.

Beispiele für Fasermaterialien sind Glaswolle, Steinwolle, Basaltwolle, Schlackenwolle und keramische Fasern, Textil glasfasern, beispielsweise sogenannte E-Glasfasern, Kiesel- oder Quarzglasfasern, sowie deren Mischungen. Vorzugsweise werden Textilglasfasern oder Quarzglasfasern mit einem Durchmesser von 0,1 bis 12 µm und einer Länge von 1 bis 25 mm verwendet.

Als anorganische Bindemittel können alle Bindemittel, deren Einsatz in mikroporösen Wärmedämmformkörpern bekannt ist, verwendet werden. Beispiele solcher Bindemittel sind in der Patentschrift US-A 4,985,163 offenbart. Vorzugsweise werden Boride des Aluminiums, des Titans, des Zirkons, des Calci ums, Silicide, wie Calciumsilicid und Calcium-Aluminium-Si licid, insbesondere Borcarbid eingesetzt. Beispiele für wei tere Bestandteile sind basische Oxide, insbesondere Mag nesiumoxid, Calciumoxid oder Bariumoxid.

Wärmedämmende Formkörper aus dem genannten Isoliermaterial werden beispielsweise von der Wacker-Chemie GmbH, München unter dem Markennamen WDS vertrieben. Diese Formkörper ent halten das Isoliermaterial in verpreßter und gegebenenfalls durch eine Temperaturbehandlung bei Temperaturen von 500 bis 900°C gehärteter Form.

Um das wärmedämmende Isoliermaterial für die erfindungsge mäße Baustoff-Zusammensetzung bereitzustellen, können die vorgesehenen Komponenten des Isoliermaterials einzeln abge mischt werden oder aus dem Isoliermaterial bestehende Form körper feinteilig vermahlen werden. Zum Vermahlen eignen sich besonders Reste, beispielsweise Schnittreste, die wäh rend einer mechanischen Bearbeitung solcher Formkörper an fallen, oder zur Wiederverwertung bestimmte Formkörper.

Ein weiterer Bestandteil der Baustoff-Zusammensetzung ist abbindefähiger Gips (im Englischen "plaster" genannt), der fähig ist, unter Bildung von Calciumsulfat-Dihydrat Wasser aufzunehmen. Die Baustoff-Zusammensetzung enthält den Gips in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 50 Gew.-%. Gegebenenfalls wird das Abbindeverhalten des Gipses durch den Zusatz eines das Abbinden beschleunigenden Abbin dereglers beeinflußt. So bewirkt beispielsweise der Zusatz von Wasserglas als Abbindebeschleuniger, daß die Baustoffzusammensetzung schneller plastisch wird und härtet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn man die Baustoff-Zusam mensetzung als Füllmaterial in Hohlräume oder Schalungen spritzt und erwartet, daß sich die Gestalt der eingespritz ten Masse nicht wieder aufgrund der eigenen Gewichtskraft verändert. Der Anteil an Abbinderegler in der Baustoff-Zu sammensetzung kann 0 bis 4 Gew.-% betragen.

Die Baustoff-Zusammensetzung kann darüber hinaus noch Zu schlagsstoffe in Mengen von 0 bis 12 Gew.-% enthalten. Be vorzugte Zuschlagsstoffe sind pyrogen erzeugte Kieselsäuren, einschließlich Lichtbogenkieselsäuren, alkaliarme Fällungs kieselsäuren, Siliciumdioxidaerogele, analog hergestellte Aluminiumoxide sowie deren Mischungen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der gipshaltigen, aushärtenden Baustoff-Zu sammensetzung. Gemäß einer Ausführungsform dieses Verfahrens werden die als Feststoffe vorliegenden Komponenten der Bau stoff-Zusammensetzung in einem Zwangsmischer trocken ver mischt und dann in der vorgesehenen Menge Wasser zu einer gießfähigen Masse verrührt. Gemäß einer anderen Ausführungs form ist es auch möglich, die Feststoffe nacheinander im Wasser zu suspendieren und auf diese Weise zu einer gießfä higen Masse zu gelangen. Beim Zusatz eines Abbindereglers ist zu unterscheiden, ob das Abbinden beschleunigt oder ver zögert werden soll. Das Zumischen eines Abbindebeschleuni gers erfolgt bevorzugt am Schluß des Herstellungsverfahrens. Auf diese Weise ist es auch möglich, die Baustoff-Zusammen setzung in einen spritzfähigen, pastenartigen Zustand zu versetzen. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe einer Spritzeinrichtung, in der der Abbindebeschleuniger kurz vor dem Verspritzen der Baustoff-Zusammensetzung entweder zusam men mit dem notwendigen Wasser zu den gemischten Feststoffen oder ohne Wasser zur vorbereiteten gießfähigen Masse zudo siert wird. Die verspritzte Baustoff-Zusammensetzung härtet aus, wobei sich die Gestalt der verspritzten Masse beim Aus härten nicht ändert.

In gießfähigem Zustand wird die Baustoff-Zusammensetzung in eine vorbereitete Gießform gegossen, in der sie zu einem die Gießform abbildenden Formteil aushärtet. Nach dem Entformen kann das Formteil sofort seiner bestimmungsgemäßen Verwen dung zugeführt werden oder durch eine mechanische Nachbear beitung, beispielsweise durch Sägen, Bohren oder Fräsen zu Folgeprodukten weiterverarbeitet werden.

Die erfindungsgemäße Baustoff-Zusammensetzung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß sie gieß- und spritzfähig ist und zu Formteilen aushärtet, die sich wegen ihrer rein anorgani schen Bestandteile besonders gut als Brandschutz-Isolierun gen verwenden lassen und bis 1800°C temperaturbeständig sind. Darüber hinaus besitzen die Formteile aufgrund ihrer Zusammensetzung auch ein hohes Wärmedämmungs-Potential, das dem von reinem Gips weit überlegen ist. Besonders hervorzu heben ist, daß die Baustoff-Zusammensetzung eine Lösung bie tet, wie Materialreste und Abfälle sinnvoll wiederverwertet werden können, die aus der Produktion und vom Gebrauch wärmedämmender, mikroporöses Material enthaltender Formkör per stammen.

Die aus der Baustoff-Zusammensetzung gegossenen und ausge härteten Formteile können beispielsweise zur Brandschutziso lierung und Wärmedämmung von Öfen, Kaminen und Brennern, als Brandschutzfüllungen von Türen und als Brandschutzverklei dungen von Wänden und Decken verwendet werden. Gespritzte Beschichtungen der Baustoff-Zusammensetzung eignen sich nach dem Aushärten besonders zur Brandschutzisolierung und Wärme dämmung von Teilen im Stahl- und Leichtbau, beispielsweise Trägern oder Stützen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Beispiel erläutert:

Beispiel

In einem Zwangsmischer wurde eine Mischung aus 1,5 kg Gips und 1,5 kg eines feinteilig vermahlenen WDS-Formkörpers (Hersteller: Wacker-Chemie GmbH) trocken vermischt und diese Mischung in 4 1 Wasser zu einer gießfähigen Masse verrührt. Die Masse wurde in einer Gießform zu einer Platte gehärtet.

Die Platte überstand die Beaufschlagung mit einer ca. 1000 bis 1400°C heißen Flamme unbeschadet. Bei der Beaufschla gung mit einer ca. 2000°C heißen Flamme eines Schweißbren ners wurde nach 150 s nur eine leichte Verflüssigung der Plattenoberfläche festgestellt. Zur Bildung eines Loches kam es jedoch nicht. Messungen der Dichte und der Wärmeleitzahl (WLZ) der Platte ergaben die folgenden Werte: Dichte: 593 kg/m³; WLZ bei Raumtemp.: 0,105 w/mK; WLZ bei 180°C: 0,1 w/mK.

Claims

1. Gipshaltige, aushärtende Baustoff-Zusammensetzung, die sich durch Mischen der folgenden Bestandteile ergibt: 15 bis 40 Gew.-% wärmedämmendem Isoliermaterial auf der Basis von feinteiligem Metalloxid;
30 bis 60 Gew.-% abbindefähigem Gips;
0 bis 4 Gew.-% das Abbinden von Gips regelnden Stoffen;
0 bis 12 Gew.-% Zuschlagsstoffen und
20 bis 30 Gew.-% Wasser.

2. Baustoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wärmedämmendes Isoliermaterial bestehend aus 30 bis 100 Gew.-% feinteiligem Metalloxid;
0 bis 50 Gew.-% Trübungsmittel;
0 bis 50 Gew.-% Fasermaterial und
0 bis 15 Gew.-% anorganisches Bindemittel.

3. Verfahren zur Herstellung einer gipshaltigen, aushärten den Baustoff-Zusammensetzung, gekennzeichnet durch Vermischen von 15 bis 40 Gew.-% wärmedämmendem Isolier material auf der Basis von feinteiligem Metalloxid, 30 bis 60 Gew.-% abbindefähigem Gips, 0 bis 4 Gew.-% das Abbinden von Gips regelnden Stoffen und 0 bis 12 Gew.-% Zuschlagsstoffen und 20 bis 30 Gew.- % Wasser zu einer gieß- oder spritzfähigen Masse.

4. Verwendung der ausgehärteten Baustoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 als Brandschutzisolie rung und/oder als Wärmedämmstoff.