DE19654532A1 - Porosierter Ziegel und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Porosierter Ziegel und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ziegel oder andere
Tonerzeugnisse, insbesondere aus gebranntem Ton, mit zumin
dest einem ausbrennbaren Porosierungsmittel und gegebenen
falls wenigstens einem Zuschlagstoff und darüber hinaus auf
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen porosierten
Ziegels
Ziegel, z. B. Bauziegel, Isolierziegel, feuerfeste Ziegel
und dergleichen oder andere Tonerzeugnisse verwenden als
Rohmasse zumindest mit größerem Anteil Ton, Tonschiefer,
Kaolin und Schamotte sowie Mischungen solcher Stoffe. Im
folgenden werden diese als Ton oder Tonmischungen bezeich
net. Der Ton wird mit Wasser gemischt und daraus ein Strang
gepreßt. Aus dem Strang werden Ziegelrohlinge geschnitten,
die getrocknet und anschließend bei etwa 800 bis 1100°C ge
brannt werden.
Häufig werden dem Ton oder der Tonmischung für den Ziegel
verbrennbare organische Stoffe, beispielsweise Sägemehl,
Torf, Kohlenstaub, Papierfangstoffe und dergleichen beige
mischt, um das Gewicht des Ziegels zu verringern und dessen
Scherbenrohdichte sowie Ziegelrohdichte zu vermindern. Da
bei kann die Porosität des Ziegels erhöht und die Scherben
leitfähigkeit λ erniedrigt werden.
Aus der DE 42 00 981 A1 ist es bekannt, durch Feinstmahlung
zerkleinertes Papier zur Erzeugung von Mikroporen zu ver
wenden, wobei die Zerkleinerung des Papiers soweit getrie
ben wird, daß das Papier nur noch aus Flocken besteht, die
aus verfilzten Papierfasern aufgebaut sind. Die Papierfloc
ken weisen eine Korngröße von weniger als 0,2 mm auf, wo
durch sich agglomerierte, miteinander verfilzte Papierfa
serflocken bilden. Die Flocken bilden nach der Mischung mit
Ton und Wasser im ungebrannten Produkt ein verfilztes Ge
rüst, ähnlich einem Verbundwerkstoff, in dem die ummantel
ten Flocken und Fasern homogen verteilt sind und sich ge
genseitig abstützen. Die Ziegelrohlinge werden nach dem
Einmischen des Porosierungsmittels in die Tonmischung ge
brannt, wobei das Porosierungsmittel vollständig ausbrennen
soll. Dabei erfolgt eine Verbindung der porösen Zellen un
tereinander, wobei die Festigkeit des Ziegels für viele An
wendungszwecke nicht hinreichend groß ist.
Ferner ist aus der DE-PS 11 26 302 ein Verfahren zur Her
stellung von leichten keramischen Erzeugnissen bekannt, bei
welchem eine Tonmischung vor dem Trocknen und Brennen mit
einem Füllmittel in Gestalt von Kunstharzteilchen als Aus
brennstoff gemischt wird. Die Kunstharzteilchen werden als
plastische Hohlkörper in Form von Blasen bzw. hohlen Kugeln
gebildet. Der plastische Stoff in hohler Teilchenform wird
in den Ton in irgendeiner geeigneten Stufe der Aufbereitung
der Tonmischung vor dem Formen eingebracht und beispiels
weise mit dem Ton vor oder nach dem Zusatz von Wasser ge
mischt. Wenn die hohlen Kunststoffteilchen in der Tonmi
schung gleichmäßig verteilt sind, wird die Mischung ge
formt. Der geformte Ziegel wird dann getrocknet und ge
brannt. Während des Brennens wird der plastische Stoff ver
brannt und das daraus entstehende Gas entweicht durch die
laminierte Struktur des Tones. Die Festigkeit des Ziegels
sinkt allerdings bei ansteigender Zugabe von Kunstharzteil
chen zur Tonmischung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen porosierten Ziegel oder
ein anderes Tonerzeugnis geringen Gewichts der eingangs ge
nannten Art mit verbesserten Wärmedämmungseigenschaften und
ausreichender Festigkeit zu schaffen, wobei insbesondere
industrielle Abprodukte als Porosierungsmittel eingesetzt
werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das
Porosierungsmittel aus voluminösen, im wesentlichen vollku
geligen Granalien mit einer äußeren Abmessung von 1 bis 10
mm besteht. Bevorzugt weisen die Granalien eine äußere Ab
messung von 1 bis 5 mm auf. Die Granalien sind zweckmäßi
gerweise entweder aus einem organischen und/oder einem an
organischen Fasermaterial gebildet.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung be
steht das Fasermaterial aus Papier bzw. Papierfangstoffen,
insbesondere Papierfangstoff aus Deiking-Prozessen. Darüber
hinaus kann das Fasermaterial aus Zellulose bzw. zellulose
haltigen Stoffen, Zellstoff bzw. zellstoffhaltigen Stoffen,
Kunststoffen, Polymerstoffen, Celluloseacetat, Stoffresten,
Naturfasern, Pflanzenfasern, Pflanzenstaub und/oder der
gleichen bestehen. Weiterhin können die Granalien aus Kie
selgur bzw. Diatomeenerde und/oder dergleichen gebildet
werden.
Grundsätzlich ist es zwar möglich, das Porosierungsmittel
aus Neumaterial zu bilden, jedoch ist es wirtschaftlich be
sonders vorteilhaft, recycelte Materialien oder industriel
le Abprodukte als Porosierungsmittel für die Ziegel oder
andere Tonerzeugnisse zu verwenden.
Insbesondere die Verwendung von Papierfangstoffen aus Pa
pierfabriken, die dort in großen Mengen anfallen, ist wirt
schaftlich besonders effektiv, denn diese Stoffe werden
nicht in schädigender Weise der Umwelt ausgesetzt, sondern
einer sinnvollen Weiterverwendung zugeführt. Eine Granu
lier- bzw. Pelletiermaschine verarbeitet diesen Papierfang
stoff zu kleinen Granalien beispielsweise in Form von Kü
gelchen, die einen Durchmesser von 1 bis 10 mm, vorzugswei
se von 1 bis 5 mm aufweisen. Dabei kann ein Vorfeld des ei
gentlichen Granuliervorganges den vorstehend genannten Fa
sermaterialien Kieselgur bzw. Diatomeenerde usw. zugesetzt
werden. In gleicher Weise kann die Granulierung der vorge
nannten Stoffe auch ohne eine Faserzugabe erfolgen.
Dem ausgewählten Porosierungsmittel können bei Bedarf Zu
schlagstoffe, insbesondere Abmagerungsmittel, Bindemittel
und/oder Härtermittel hinzugefügt werden. Als besonders ge
eignet erweisen sich als Bindemittel bzw. Härtermittel Me
thylcellulose oder flüssiges oder festes Wasserglas. Me
thylcellulose sowie Wasserglas verleihen dem Granal eine
stabile äußere Form, insbesondere nach dem Trocknen. Wei
terhin können als Zuschlagstoffe expandiertes Polystyrol
bzw. Polystyrolstaub verwendet werden. Darüber hinaus kom
men als Zuschlagstoffe bei der Granal-Herstellung Koks,
Kohle, Aktiv-Kohle, Brikettabrieb, Brikettstaub, Petrolkoks
und/oder dergleichen Sekundärbrennstoffe in feinkörniger
Form in Betracht. Ebenfalls als Zuschlagstoffe sind Kalk,
Sägemehl, Holzmehl, Getreidemehl, Getreideextrudate, Pflan
zenfasern, zerkleinerte oder gemahlene Pflanzenfasern,
Pflanzenstaub und/oder dergleichen geeignet.
Um einen porosierten Ziegel oder ein anderes Tonerzeugnis
geringen Gewichts mit verbesserten Wärmedämmungseigenschaf
ten und ausreichender Festigkeit zu erhalten, wird ein Ver
fahren zur Herstellung eines solchen porosierten Ziegels
vorgeschlagen, bei dem eine mit einem ausbrennbaren Poro
sierungsmittel versetzte, insbesondere Tonmischung verwen
det wird, aus der die Ziegel gepreßt, getrocknet und an
schließend gebrannt werden, wobei als Porosierungsmittel
voluminöse, im wesentlichen vollkugelige Granalien mit ei
ner äußeren Abmessung von 1 bis 10 mm verwendet werden.
Idealerweise besitzen die Granalien eine vollvolumige reine
Kugelform mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm. Dieses
Porosierungsmittel wird gegebenenfalls mit Zuschlagstoffen
getrennt von der Ziegeltonmischung zu Granalien verarbeitet
und in dosierten Mengen der Ziegeltonmischung vor Presspro
zeß beigegeben und mit dieser vermischt. Die Granalien wer
den bevorzugt unter Verwendung von Wasser pelletiert. Al
ternativ dazu können die Granalien während oder nach ihrem
Herstellungsprozeß getrocknet, teilweise getrocknet, verfe
stigt, ausgehärtet oder gebrannt werden.
Die Granalien sind um so stabiler je trockener sie sind.
Feuchte oder nasse Granalien würden sich in der Ziegelpres
se deformieren. Da in der Ziegelpresse ein Druck von etwa
12 bar herrscht, würden sich die Granalien durch Schervor
gänge mit dem Ton bzw. der Tonmischung wieder deformieren
und so die Struktur ähnlich einer reinen Faser zurückblei
ben und die Kugelform verschwinden. Aus diesem Grunde ist
bevorzugt das Porosierungsmittel nach dem Granuliervorgang
zu trocknen, beispielsweise in einem Wirbelschichtreaktor,
wobei die Abwärme des Tunnelofens zur Trocknung des Ziegels
genutzt werden kann. Die durch den Trocknungsprozeß immer
leichter werdenden Granalien werden im Wirbelschichtreaktor
nach oben transportiert und können dann in ein Silo einge
blasen werden. Besonders stabil sind die Granalien, wenn
beispielsweise Wasserglas oder Methylcellulose oder ein an
deres Härtungsmittel zugegeben wird. Das getrocknete Poro
sierungsmittel riecht dann nicht mehr und ist silierfähig.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die feuchten,
getrockneten oder gebrannten Granalien während des Ziegel
herstellungsprozesses deformiert oder zerkleinert werden.
Die Granalien können auch von der Kugelform mehr oder weni
ger abweichen und die Gestalt von Stäbchen, Würfeln, Zylin
dern und dergleichen aufweisen, die nicht durch einen Gra
nuliervorgang hergestellt werden, sondern durch Pressen,
Extrudieren, Kollern, Stanzen, Schroten, Schaben oder Mah
len. Somit können diese granulierten Formkörper rund oder
auch linsenförmig, elliptisch, länglich oder dergleichen
sein.
Die Granalien werden über eine Dosierschnecke oder eine
Zellenradschleuse in einen Doppelwellenwischer oder an ei
ner Stelle vor der Ziegelpresse der Tonmischung hinzudo
siert und mittels eines Siebrundbeschickers oder eines Dop
pelwellenmischers mit der Tonmischung homogen vermischt.
Dabei bleibt die voluminöse Form der Granalien erhalten.
Durch den Kontakt der Granalien mit dem preßfeuchten Ton
bzw. der Tonmischung können die Granalien zwar durch Was
seraufnahme wieder feucht und weich werden, jedoch ist zu
diesem Zeitpunkt der eigentliche Ziegelpreßvorgang bereits
abgeschlossen, so daß die Granalien weiterhin in voluminö
ser Form im preßfeuchten Ziegel vorhanden sind.
Beim anschließenden Trocknungsprozeß schrumpfen die Ziegel
rohlinge durch den Wasserverlust, wobei die feuchten und
weichen Granalien durch den Schwindungsprozeß leicht zusam
mengedrückt werden können.
Beim Ziegelbrand, der bei Temperaturen zwischen 800 bis
1100°C durchgeführt wird, wirken die Granalien als Porosie
rungsmittel und gleichzeitig als Sekundärbrennstoff. Wäh
rend des Brennens der Ziegel verbrennen die organischen Be
standteile der Granalien in einem Temperaturbereich von 200
bis 400°C vollständig. Oberhalb von 400°C Materialtemperatur
ist dann kein Kohlenstoff mehr im Ziegel vorhanden, und es
bleiben die Hohlporen zurück, die vorher mit Porosierungs
mittel und/oder Zuschlagstoffen ausgefüllt waren. Anorgani
sche Bestandteile der Granalien hingegen reagieren voll
ständig oder teilweise oder gar nicht mit dem keramischen
Scherben.
Beim Ausbrennen der Granalien entstehen die gewünschten Po
ren mit einer Abmessung von 1 bis 10 mm, vorzugsweise von 1
bis 5 mm, die auch von der idealen Kugelform abweichen kön
nen. Die Form der Poren ist abhängig von der Form der Gra
nalien, insbesondere nach dem Ziegelpreßvorgang. Diese Gra
nalien können unterschiedliche Größe, Form und Konsistenz
aufweisen, entscheidend ist jedoch ein gewisser voluminöser
Charakter der Granalien. Beim Ausbrennen entstehen somit
voluminöse Poren, die die Scherbenrohdichte sowie die
Scherbenleitfähigkeit des Ziegels vermindern und das Wärme
dämmungsvermögen des Ziegels erhöhen.
Bezüglich der Rauchgasemission sind keine negativen Um
welteinflüsse zu erwarten, weil die aus dem Brennofen kom
menden Gase thermisch nachverbrannt werden. Diese Abgase
werden nicht einfach in die Umwelt emittiert, sondern in
einer thermischen Nachverbrennung schadlos beseitigt.
Claims (20)
1. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse, insbesondere aus
gebranntem Ton, mit zumindest einem ausbrennbaren
Porosierungsmittel und gegebenenfalls wenigstens einem
Zuschlagstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Poro
sierungsmittel aus voluminösen, im wesentlichen voll
kugeligen Granalien mit einer äußeren Abmessung von 1
bis 10 mm besteht.
2. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Granalien eine äußere
Abmessung von 1 . . . 5 mm aufweisen.
3. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien aus einem
organischen oder anorganischen Fasermaterial gebildet
sind.
4. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus Papier
bzw. Papierfangstoffen, insbesondere Papierfangstoff
aus Deinking-Prozessen, besteht.
5. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial aus Zellu
lose bzw. zellulosehaltigen Stoffen, Zellstoff bzw.
zellstoffhaltigen Stoffen, Kunststoffen, Polymerstof
fen, Celluloseacetat Stoffresten, Naturfasern, Pflan
zenfasern, Pflanzenstaub und/oder dergleichen besteht.
6. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien aus Kie
selgur bzw. Diatomeenerde und/oder dergleichen gebil
det sind.
7. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach einem der An
sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Poro
sierungsmittel aus Neumaterial und/oder recyceltem Ma
terial gebildet ist.
8. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu
schlagstoff ein Abmagerungsmittel, Bindemittel
und/oder Härtermittel sind.
9. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach Anspruch 8, da
durch gekennzeichnet, daß als Bindemittel bzw. Härter
mittel Methylcellulose oder flüssiges oder festes Was
serglas vorgesehen ist.
10. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zu
schlagstoff expandiertes Polystyrol bzw. Polystyrol
staub vorgesehen ist.
11. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zu
schlagstoff Koks, Kohle, Aktiv-Kohle, Brikettabrieb,
Brikettstaub, Petrolkoks und/oder dergleichen Sekun
därbrennstoffe in feinkörniger Form vorgesehen ist.
12. Ziegel oder andere Tonerzeugnisse nach einem der An
sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zu
schlagstoff Kalk, Sägemehl, Holzmehl, Getreidemehl,
Getreideextrudate , Pflanzenfasern, zerkleinerte oder
gemahlene Pflanzenfasern, Pflanzenstaub und/oder der
gleichen vorgesehen ist.
13. Verfahren zur Herstellung porosierter Ziegel oder der
gleichen, insbesondere von Ziegeln nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 12, bei dem eine mit ei
nem ausbrennbaren Porosierungsmittel versetzte Tonmi
schung verwendet wird, aus der die Ziegel gepreßt, ge
trocknet und anschließend gebrannt werden, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Porosierungsmittel voluminöse,
im wesentlichen voll kugelige Granalien mit einer äuße
ren Abmessung von 1 bis 10 mm verwendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Granalien aus
mindestens einem der Porosierungsmittel nach den An
sprüchen 3 bis 7 und gegebenenfalls mindestens einem
der Zuschlagstoffe nach den Ansprüchen 8 bis 12 beste
hen, dadurch gekennzeichnet, daß das Porosierungsmit
tel gegebenenfalls mit Zuschlagstoffen getrennt von
der Ziegeltonmischung zu Granalien verarbeitet und in
dosierten Mengen der Ziegeltonmischung vor deren
Trocknungsprozeß beigegeben und mit dieser vermischt
wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Granalien pelletiert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Granalien während oder nach
ihrem Herstellungsprozeß getrocknet, teilweise ge
trocknet, verfestigt, ausgehärtet oder gebrannt wer
den.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die feuchten, getrockneten oder
gebrannten Granalien während des Ziegelherstellungs
prozesses deformiert oder zerkleinert werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Granalien durch Pressen, Ex
trudieren, Kollern Stanzen, Schroten, Schaben oder
Mahlen hergestellt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Granalien beim Brennen der
Ziegel vollständig verbrannt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Granalien während des Brennens der Ziegel bei
einer Temperatur von 200 bis 400°C verbrennen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996154532 DE19654532B4 (de) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Verfahren zur Herstellung von porosierten Ziegeln aus Ton sowie danach hergestellte Ziegel mit Poren |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996154532 DE19654532B4 (de) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Verfahren zur Herstellung von porosierten Ziegeln aus Ton sowie danach hergestellte Ziegel mit Poren |
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DE19654532A1 true DE19654532A1 (de) | 1998-07-02 |
DE19654532B4 DE19654532B4 (de) | 2009-03-19 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE (1) | DE19654532B4 (de) |
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- 1996-12-27 DE DE1996154532 patent/DE19654532B4/de not_active Expired - Fee Related
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DE102020004441A1 (de) | 2020-07-23 | 2022-01-27 | Hochschule Wismar | Werkstoff und Verfahren zur Herstellung eines gebrannten Tonkörpers mit einer hohen hydraulischen Leitfähigkeit |
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