DE19707700A1 - Verfahren zur Herstellung einer Diatomeen-haltigen, zelligen Leicht-Dämmplatte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Diatomeen-haltigen, zelligen Leicht-Dämmplatte

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung zellig­ hydrothermalisch bei hohem Druck bearbeitete Werkstoffe, bei denen als Ausgangsmaterial Kieselschalen der Diatomeene (Thalassiosira fluviatilis, Navicula pelliculisa, Triceratium venosum, Stylodidilium excentricum Ehr u. a.) mit CaO und/oder Zement verwendet wird.
Die zur Zeit bekannten traditionellen Methoden für die Herstellung der porösen mineralischen Leicht-Dämmplatten (s. Offenlegungsschrift DE 43 39 137 A1; DE 44 08 088 A1) ist das halbaktive Medium in der Matrix QUARZMEHL.
Um die benötigte hohe Festigkeit der Matrix für diese Platten zu erreichen, muß der Quarzsand um 2-8 mikron gemahlen sein.
Bei der traditionellen Herstellung sind die Raumgewichte der Dämmplatten über 100 kg pro cbm; ein Raumgewicht unter 100 kg cbm ist schwer zu erreichen, weil die Partikel der Matrix ein spezi­ fisches Gewicht von 2,7 kg L.d. h. haben und für 100 kg Raumgewicht nur 36,7 L feste Masse verfügbar sind um 962,5 Liter Luft in Zellen zu überkleiden.
Dieses Minimum an Matrix begleitet die traditionellen Dämmplatten mit niedriger Festigkeit mit den Folgenachteilen - Bruch und Flächenstaub - für Silikoseerkrankungen vom feinen Quarzstaub und zweitens verhindert es eine gute Haftung zwischen Platten und Putz.
Die Quarzpartikel haben bekanntermaßen in der Thermoisolations­ technik einen ungünstigen Isolationseffekt.
Es wird ein Verfahren vorgeschlagen bei dem durch den Einsatz der Kieselschalen der Diatomeene, folglich ein neues Material mit verbesserten physikomechanischen Eigenschaften herzustellen ist, Super-Leicht-Dämmplatten mit Raumgewichten UNTER 90 kg pro cbm bei einer WÄRMELEITZAHL VON MAXIMUM λ 0 039.
Im Anspruch wird ein Verfahrensablauf genannt, der sich nach vielen Versuchsreihen herauskristallisiert hat.
Die Kieselschalen der Diatomeene sind charakteristisch für ihr niedriges Raumgewicht. Sie haben inkrustierte winzige Poren konkave Menisken, sie tangieren zu Aerogelen. Kieselschalen sind winzige Körperchen deren Länge zwischen 0.090 bis 0.150 mm und deren Breite zwischen 0.0015 und 0.0046 mm schwanken.
Während der Ablagerung und nochmehr durch die Jahrtausende lange Sedimentation sind diese einzelnen Kieselschalen zu größeren Klumpen verwachsen, die im Verlaufe der Aufarbeitung durch Mahlen und Sichten auf die entsprechende Korngröße gebracht werden müssen.
Es ist gegeben, daß die Hauptbestandteile der Schalen der Diatomeene bildende Kieselsäure in amorpher Form vorliegt Es gibt Meinungen die sagen, daß die Kieselsäure in kristalliner Form vorhanden ist, hauptsächlich anteilig Hochcristobalit.
Die großen Unterschiede zwischen dem wirklichen und scheinbaren spezifischem Gewicht ergeben sich rein rechnerisch, daß das in den Schalen vorhandene Porenvolumen ein mehrfaches des Volumens des Kieselsäuregerüsts ausmacht. Die Porosität ist von 83% bis 85%.
Die Wärmeleitzahl von den Schalen der Diatomeene selbst ist von 0.04-0.06.
Der Kieselsäuregehalt der Diatomeenschalen hat auch hydraulische Eigenschaften d. h. mit Kalk oder Zement Beimischung sind zu­ sätzliche Bindekomponenten zu erreichen.
Die ERFINDUNG aufgrund der oben genannten Tatsachen mit den Kiesel­ schalen der Diatomeene ist die "zellig"-mineralische Super- Leicht DAMMPLATTE.
  • 1. Durch die Porosität der Diatomeenschalen ist es möglich 4-mal mehr Festpartikel in die Matrix zu bringen im Vergleich zum Quarzmehl, bei niedrigerem Raumgewicht des Endproduktes, wobei die reaktive Oberfläche der Kieselsäure mehrmals größer ist und hydraulisch aktiv. Die Mikroschalen sind selbst porös mit großem Isolationseffekt. Von obiger Tatsache ausgehend hat das Endprodukt eine hohe Festigkeit bei niedrigem Raumgewicht. Das Produkt staubt nichts
  • 2. Die hydraulische Aktivität der Diatomeenschalen mit CaO oder Zement erlauben eine Beschleunigung des technologischen Gangs bei der Vorbereitungszeit.
  • 3. Durch die Röhrchen-, Stäbchen- und Nadelform der Diatomeen Schalen (Sponge Spicules, Nitchia) im gehärteten Matrix bildet sich eine isotrope Art Bewehrung, welche die Biegezugfestigkeit verbessert.
  • 4. Der amorphe und hochcristobalite Kristallbau der Schalen fördert bei der Bearbeitung der Dämmplatten keine Silikose Erkrankung.
  • 5. Durch die Elemination des Tiefquarzes vom Sand, kann das neue Produkt bis 650° wie eine Thermoisolation eingesetzt werden.
  • 6. Der Produktionsablauf durch die mehrfachen Volumenpartikel in der Matrix und die hydraulischen Eigenschaften der Schalen wir die Technologie vereinfacht.
    Man benötigt keinen speziellen Zement oder andere Fixierungsmittel.
    Die Zellenbildungen sind möglich auf Schaum oder Gasbildner.
    Die Herstellung ist in dem seit 50 Jahren bekannten technologischen Verfahren möglich.
Die ERFINDUNG ist für DAMMPLATTEN mit Raumgewichten UNTER 100 kg pro cbm.
Wie folgend ein Beispiel für das Rezept und den technologischen Gang:
Beispiel 90 kg Raumgewicht-Dämmplatten
Diatomeenschalen: 50 kg
Zement 52,5 F: 21 kg
CaO (aktive Kalk): 15 kg
Gips CaSO4 . 2 H2O: 1,7 kg
Baumwolle Faser: 1,8 kg
Wasser: 103,5 L
Schaumbildner Protein: 1,25 L
oder Alu Puder: 1,05 kg
Technologischer Gang
Diatomeen Schalen (Kieselgur) wird vorgetrocknet und in Kollergag zusammen mit Gips gemahlen und im Silo deponiert. Zement und Kalk sind in getrennten Silo deponiert. Die 3 Komponenten durch Dosatorwaage kommen ins Mischsystem in welchen das Wasser vordosiert ist. Bei Zellenbildung auf dem Schaumprinzip kann man auf Wunsch direkt in die Mischung schäumen oder getrennt von der Schaumkanone den fertigen Schaum zudosieren. Die Homogenisierung ist mittels eines spezial Turbomischers universal für Schaum oder Alu beizumischen, stufenweise mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 1700 Umdrehungen.
Eine Mischung wird in eine Gießform gefüllt, in der Regel jede Mischung nur für eine Form.
Der Turbomischer ist geeignet auch mikro Bewährung (Baumwollfaser a) zu dispergieren.
Der Rohling in der Gießform wird in die Vorwärmekammer geschickt, wo er bei 40° in 24 h seine Grünfestigkeit bekommt zur weiteren Bearbeitung. Der vorgehärtete Kuchen wird von der Gießform befreit und in die gewünschte Masse geschnitten.
So vorbereitete Platten werden im Kessel für hydrothermalische Bearbeitung deponiert. Die hydrothermalische Bearbeitung ist bei 190°C eingestuft. Bei der hydrothermalischen Bearbeitung werden die Platten in der Trockenkammer bei 60° bis zu einem max. Wassergehalt von 2% ge­ trocknet. Nach der Trocknung beginnt der Hydrophobierungsprozeß durch tauchen oder hydrophobierte Dampfabsorption.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von zelligem, hydrothermalem, autoklaviertem Wärmedämmaterial, enthaltend in Phasen der Tobermonit-Gruppe umgewandeltes, silikat-haltiges Material, CaO und/oder Zement, dadurch gekennzeichnet, daß als silikat­ haltiges Material Diatomeen-Erde verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die Diatomeenschalen möglich ist 4-mal mehr Volumen in die Matrix zu bringen, bei Beibehaltung des niedrigen Raumgewichtes.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diatomeenschalen eine große Porosität aufweisen in den einzelnen Partikeln und somit einen hohen Thermoisolations-Effekt haben.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diatomeenschalen hydraulische Eigenschaften haben und mit CaO und/oder Zement eine hohe Vorfestigkeit bilden.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dietomeenschalen keinen Tiefquarz enthalten und somit einen "anti-Silikose-Effekt" ergeben
6. Verfahren nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Diatomeenschalen keinen Tiefquarz enthalten und somit für Thermoisolationen über 550°C einzusetzen sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität mit dem Medium Schaum oder Alu Poren zu bilden ist.
8. Ein Wärmedämmaterial aus einer Vielzahl von Zellen aufweisendes Tobermorit-Gerüst, künstlich zu schäumen und aus der Natur der Schalen bestehendes Gerüst zu verbinden mit einer Rohdichte von unter 100 kg cbm, insbesondere 85 kg cbm bei einer Wärmeleit­ zahl von unter 0 039.
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