DE19632446A1

DE19632446A1 - Production of building material aggregate from high polymer

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Publication number: DE19632446A1
Application number: DE1996132446
Authority: DE
Original assignee: LOEFFLER WOLFGANG 09126 CHEMNITZ DE
Current assignee: LOEFFLER WOLFGANG 09126 CHEMNITZ DE
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-19

Abstract

A process for the production of aggregate (I) from high polymers (II), comprising (a) thermal processing of roughly crushed (II), especially waste and scrap material from the textile and plastics industries or recycled plastics, in a commercial agglomerator, (b) inerting, (c) shock treatment in the agglomerator with a crystal-forming aqueous solution (mineralising solution; MS) and (d) subjecting the still-warm agglomerate obtained to a second shock treatment with MS, to give a product with a characteristic sieve line of 5-15 mm.

Description

Die Erfindung betrifft einen vielseitig einsetzbaren, künstlich hergestellten Zuschlagstoff aus thermisch auf bereiteten, inertisierten und mineralisierten hochpoly meren Werkstoffen und dessen Herstellungsverfahren.The invention relates to a versatile, artificially produced aggregate from thermally prepared, inertized and mineralized high poly meren materials and its manufacturing process.

Die bekannten technischen Lösungen für künstlich herge stellte Zuschlagstoffe aus hochpolymerem Ausgangsmaterial nutzen im großen Umfang zerkleinerte Industrie- und Haus haltsabfälle, die thermisch bzw. strahlenchemisch vorbe handelt oder unbehandelt mineralisch gebunden und nach einer Formung ggf. einer thermischen Nachbehandlung unter zogen werden.The well-known technical solutions for artificially herge provided aggregates from high polymer raw material use to a large extent shredded industrial and house Residual waste that is thermally or radiation-chemically acts or untreated mineral bound and after a shaping, if necessary, a thermal aftertreatment be drawn.

Nach DE 40 11 764 erfolgt die Aufarbeitung von in Müll verbrennungsanlagen anfallenden Schlacken unter Zusatz eines Bindemittels zu Pellets. Aus feinteiligen indu striellen Abfällen und Müll werden nach DE 30 23 665 Grün pellets hergestellt, die in einem Drehrohrofen zu fertigen Pellets gesintert und danach als Zuschlagstoff für Beton verwendet werden.According to DE 40 11 764, waste is worked up in incineration slag with addition of a binder to pellets. From finely divided indu Urban waste and garbage turn green according to DE 30 23 665 pellets produced, which are manufactured in a rotary kiln Sintered pellets and then as an additive for concrete be used.

Ein Verfahren nach DE 35 24 693 vermischt Verbrennungs rückstände mit Bindemittel und Wasser. Der ausgehärtete Rohblock wird zertrümmert und als Splitt verwendet. Nach anderen Verfahren werden Zuschlagstoffe dadurch herge stellt, daß zermahlene Abfälle mit mineralischen Stoffen zu Preßlingen geformt und diese erhitzt werden, z. B. nach DD-AP 2 47 891, oder daß die erhitzten und erhärteten Preß linge gemahlen und mit weiteren Stoffen einer Agglomerati onsbehandlung unterworfen werden, um sie wie nach DE 38 32 971 in die Form von Kügelchen zu bringen.A method according to DE 35 24 693 mixes combustion residues with binder and water. The hardened Rough block is smashed and used as grit. After other processes are hereby aggregates represents that ground waste with mineral substances molded into compacts and heated, z. B. after DD-AP 2 47 891, or that the heated and hardened press ground and with other substances from an agglomerate be subjected to ons treatment in accordance with DE 38 32 971 in the form of beads.

Nach DE 38 35 140 erfolgt eine Agglomerierung der Abfälle ohne thermische Vor- und Nachbehandlung, wobei feinteilige Abfallstoffe mit einer wäßrigen kolloidalen Lösung eines Bindemittels unter Einstellung des Wassergehaltes des Gemisches auf eine agglomerierfähige Konsistenz vermischt werden und die Agglomerierung des Gemisches unter Bewegung in einem nachgeschalteten Mischer mit Knet- und Rollwir kung vorgenommen wird.According to DE 38 35 140, the waste is agglomerated without thermal pretreatment and aftertreatment Waste with an aqueous colloidal solution Binder with adjustment of the water content of the Mixed to an agglomerating consistency and agglomeration of the mixture while moving in a downstream mixer with kneading and rolling wire kung is made.

Aus Verdachtsgründen hinsichtlich Umweltschädlichkeit muß man solchen Verfahren skeptisch gegenübertreten, die Müll oder Abfall ohne vorherige Inertisierung im Baustoff ein arbeiten, wie z. B. auch die Herstellung von Müllbeton nach DE 42 01 451, wobei Hausmüll ohne Vorbehandlung mit Kies und Zement zu Beton verarbeitet werden soll.For reasons of suspicion regarding environmental damage one is skeptical of such procedures, the garbage or waste without prior inerting in the building material work such as B. also the production of waste concrete DE 42 01 451, household waste without pretreatment with gravel and cement is to be processed into concrete.

Unbehandelte korn- oder pulverförmige Abfälle werden nach DE 39 38 885 mit Wasserglas und Aluminiumphosphathärter verfestigt, oder nach DE 339 19 854 verarbeitet, wonach die unbehandelten Abfallmaterialien, vorwiegend Kunst stoffe aller Art, durch eine erhärtbare Masse verbunden werden.Untreated granular or powdered wastes are left behind DE 39 38 885 with water glass and aluminum phosphate hardener solidified, or processed according to DE 339 19 854, after which the untreated waste materials, mostly art all kinds of fabrics, connected by a hardenable mass will.

Andere Verfahren nutzen vorbehandelte organische Materia lien, die durch Beschichtungen ihr Einbringen in Baumate rialien erst ermöglichen oder verbessern, wie z. B. bei der Herstellung faserverstärkter Zementprodukte nach DE 28 50 868.Other processes use pretreated organic materials lien, which are brought into construction materials by coatings rialien enable or improve only, such. B. at the Manufacture of fiber-reinforced cement products according to DE 28 50 868.

Nach EP 0625 962 B1 werden Abfälle aus Textil, Leder, Kunstleder oder Plastmaterialien im unsortierten und zer kleinerten Zustand einer schockartigen Wärmestrahlungs einwirkung ausgesetzt, dadurch inertisiert und dann einer kristallbildenden Lösung aus Abbindebeschleuniger und mineralischen Bindemitteln zugeführt.According to EP 0625 962 B1 waste from textile, leather, Synthetic leather or plastic materials in unsorted and zer smaller state of a shock-like heat radiation exposed to exposure, thereby rendered inert and then one crystal-forming solution from setting accelerator and mineral binders supplied.

Ausgehend vom unbefriedigenden Stand der Technik und den wirtschaftlicher Zielstellungen ist es Aufgabe der Erfin dung, einen vielseitig verwendbaren Zuschlagstoff aus thermisch aufbereiteten, inertisierten und mineralisierten Hochpolymeren herzustellen, der speziell im Baugewerbe anstelle oder in Verbindung mit Sand, Kies und Splitt mittels hydraulischer Bindemittel weiterverarbeitet werden kann und dessen bauphysikalische Eigenschaften, wie Elastizität, Wärmedämmung, Schalldämmung und Strahlen schutz ebenso einstellbar sind, wie seine Härte, seine Druckfestigkeit, seine Wasserdurchlässigkeit, Gasdurchläs sigkeit und sein Porenvolumen. (Im Gegensatz zu herkömm lichem Beton soll dieses Material nichtsprödbrüchige Ei genschaften aufweisen).Based on the unsatisfactory state of the art and the It is the task of the Erfin to achieve economic goals a versatile additive thermally processed, inertized and mineralized To manufacture high polymers, especially in the construction industry instead of or in combination with sand, gravel and grit processed using hydraulic binders can and its physical properties, such as Elasticity, thermal insulation, sound insulation and radiation protection are adjustable, as is its hardness, its Compressive strength, its water permeability, gas permeability liquid and its pore volume. (In contrast to conventional In concrete, this material is said to be non-brittle egg properties).

Der neue Zuschlagstoff bewirkt, daß Frost-Tau-Wechsel trotz der guten Wasserdurchlässigkeit und Wasserrückhalte fähigkeit des Baumaterials ohne Spannungsrisse überstanden werden.The new aggregate causes freeze-thaw changes despite the good water permeability and water retention ability of the building material survived without stress cracks will.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.An inventive solution to this problem is in the patent claim 1 specified. Developments of the invention are characterized in the subclaims.

Nach der erfindungsgemäßen Konzeption werden die Arbeitsschritte Zerkleinern, thermisches oder chemisches Aktivieren, Agglomerieren und Mineralisieren nicht mehr getrennt durchgeführt, sondern sie werden zu einem einzi gen Verfahrensschritt zusammengefaßt; ggf. wird das Zer kleinern als zweiter separater Verfahrensschritt vorge schaltet.According to the concept of the invention Working steps shredding, thermal or chemical No longer activate, agglomerate and mineralize performed separately, but they become one gene summarized procedural step; if necessary, the Zer smaller than the second separate process step switches.

Die grob vorzerkleinerten hochpolymeren Wertstoffe, insbesondere aber auch Abfall- und Reststoffe der Textil- und Kunststoffindustrie sowie anfallende Materialien des Kunststoffrecyclings werden dazu in einem handelsüblichen Agglomerator thermisch aufbereitet, inertisiert und an schließend im Agglomerator verbleibend mit einer kristall bildenden wäßrigen Lösung (Mineralisierungslösung) minde stens einmal geschockt.The roughly pre-shredded high polymer materials, but in particular also waste and residues from textile and plastics industry as well as accumulating materials of the Plastic recycling is done in a commercially available way Agglomerator thermally processed, rendered inert and on closing in the agglomerator remaining with a crystal forming aqueous solution (mineralization solution) min shocked at least once.

Die Menge der zugeführten Mineralisierungslösung ent spricht dabei genau den Erfordernissen des Agglomerier vorganges. Die darüber hinaus zur hinreichenden Minerali sierung des eben entstandenen Agglomerates benötigte Menge an Mineralisierungslösung, kann in einem zweiten Schock vorgang (Nachschocken), der zeitlich unmittelbar nach dem ersten folgt, dem noch warmen Agglomerat zugegeben werden.The amount of mineralization solution supplied speaks exactly the requirements of the agglomerator process. In addition to the sufficient mineral the amount of agglomerate just created of mineralization solution, can in a second shock operation (post-shock) that occurs immediately after the the first follows, to which warm agglomerate is added.

Dieses mineralisierte Agglomerat, das sich vorwiegend in eine Siebkennlinie von 5 bis 15 mm einordnen läßt, verläßt trocken bzw. mit Restfeuchte die Agglomerieranlage und kann sofort oder zwischengelagert als Füllstoff verwendet werden.This mineralized agglomerate, which is predominantly in can arrange a sieve characteristic of 5 to 15 mm leaves dry or with residual moisture the agglomeration plant and can be used immediately or temporarily as a filler will.

Die neue Qualität des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines künstlichen Zuschlagstoffes aus Hochpo lymeren wird dadurch erreicht, daß die im Agglomerator bis zu diesem Verfahrensschritt behandelten Hochpolymere, der sogenannte Kunststoffkuchen, nicht mit Wasser sondern mit einer kristallbildenden wäßrigen Lösung geschockt wird.The new quality of the method according to the invention Production of an artificial aggregate from Hochpo lymeren is achieved in that in the agglomerator high polymers treated for this process step, the so-called plastic cake, not with water but with a crystal-forming aqueous solution is shocked.

Diese zugeführte kristallbildende wäßrige Lösung, z. B. eine Wasserglaslösung, hat einerseits die Aufgabe, wie bei herkömmlichen Agglomeratoren, das Agglomerieren der thermisch aufbereiteten Hochpolymere herbeizuführen, andererseits aber zugleich Kristalle auf der Oberfläche des Agglomerates zu erzeugen.This supplied crystal-forming aqueous solution, e.g. B. a water glass solution, on the one hand, has the task, as with conventional agglomerators, the agglomeration of the to produce thermally processed high polymers, on the other hand, crystals on the surface of the agglomerate.

Die sich dabei bildende Kristallform kann in Abhängigkeit des Ausgangsmaterials, der Menge und der Parameter der wäßrigen Mineralisierungsflüssigkeit gesteuert werden.The crystal form that forms can vary depending of the starting material, the amount and the parameters of the aqueous mineralization liquid can be controlled.

Die sich auf der Oberfläche des Agglomerates bildenden Kristalle haften infolge ihrer Adhäsionkräfte und sind mechanisch schwer entfernbar. Selbst nach gewaltsamer Zerstörung bleiben kristalline Grenzschichten bestehen, die als Kristallisationskeime z. B. für die Zementmatrix wirken.Those that form on the surface of the agglomerate Crystals adhere due to their adhesive forces and are mechanically difficult to remove. Even after violent Destruction crystalline boundary layers remain, which as nuclei z. B. for the cement matrix Act.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung wird nachfolgend ein Anwendungsbeispiel beschrieben.To further clarify the invention is as follows described an application example.

example

Wie beim bisherigen Ablauf des Agglomerierens werden ca. 600 kg einer unzerkleinerten, verschmutzten, unsortierten Kunststofffraktion (Haushalt- und Industrieabfälle) im Agglomeratoreinlauf zerkleinert, danach plastifiziert und compoundiert.As with the previous agglomeration process, approx. 600 kg of an uncrushed, dirty, unsorted Plastic fraction (household and industrial waste) in the Crushed agglomerator inlet, then plasticized and compounded.

Danach erfolgt das Eindüsen von ca. 30 l Mineralisierungs flüssigkeit bei einem Druck von 6 Bar, beispielsweise einer wäßrigen Wasserglaslösung, anstelle des herkömm lichen Wassers. Im Anschluß daran wird der sprödbrüchige Materialkuchen zu einer Fraktionsgröße von unter 10 mm zerschlagen und im Sinne des Patents mit ca. 150 l Minera lisierungsflüssigkeit nachgeschockt.Then 30 l of mineralization is injected liquid at a pressure of 6 bar, for example an aqueous water glass solution, instead of the conventional water. After that the brittle one becomes brittle Material cake to a fraction size of less than 10 mm smashed and in the sense of the patent with approx. 150 l Minera Shocked liquid.

Das mineralisierte Agglomerat wird durch das Nachschocken aus dem Agglomerator herausgespült. Die ablaufende, über schüssige Mineralisierungslösung wird aufgefangen und dem Prozeß wieder zugeführt.The mineralized agglomerate is caused by the post-shocking washed out of the agglomerator. The expiring, about shot mineralization solution is collected and the Process fed again.

Das so gewonnene Agglomerat besitzt auf der Oberfläche adhäsiv anhaftende Kristallstrukturen, die als Kristal lisationskeime für die später folgende mineralische Ein bindung dienen.The agglomerate obtained in this way has on the surface adhesive adherent crystal structures that act as crystal lization nuclei for the mineral input that follows later serve bond.

Claims

1. A process for the production of additives from high polymers, characterized in that the roughly pre-comminuted high polymer materials, in particular but also waste and residues from the textile and plastics industry and accumulating materials from plastics recycling are thermally processed, rendered inert and then in the agglomerator in a commercial agglomerator remaining with a crystal-forming aqueous solution (mineralization solution) are shocked, whereby an agglomerate arises, which is acted upon again with a mineralization solution in a second shock process while still warm, and the mineralized agglomerate is classified primarily in a sieving characteristic of 5 to 15 mm leaves.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of the for the 1st Mineralization solution supplied to the shock process Corresponds to the requirements of the agglomeration process and in the 2nd shock process, which occurs immediately after the 1st shock process follows, which leads to sufficient mineralization of the agglomerate required amount of mineralization solution is added.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as the crystal-forming aqueous Solution expediently a water glass solution or a Mixture of silicate gels and cement is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a result of the procedure mineralized agglomes that have arisen according to proper treatment dry or with low residual moisture leaves the plant and immediately or temporarily as a filling fabric can be used.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the work steps chopping nern, thermal or chemical activation, agglomeration Mineralization and mineralization in a single process step be summarized.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the crushing of the high poly material is carried out in a first process step, the the treatments thermi chemical or chemical activation, agglomeration and mine Connect the realize.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that on the surface of the agglomerate forming crystal form depending on the Aus material and the amount and parameters of the water controlled mineralization fluid.