DE19818936C1

DE19818936C1 - Verfahren zum Herstellen hochporöser Ziegelformkörper

Info

Publication number: DE19818936C1
Application number: DE1998118936
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Breuer
Original assignee: Sicowa Verfahrenstechnik fuer Baustoffe GmbH and Co KG
Current assignee: Sicowa Verfahrenstechnik fuer Baustoffe GmbH and Co KG
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2018-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hochporöser Ziegelformkörper, wobei Ton als gemahlener Ton eingesetzt wird, aus dem zusammen mit dem Sägemehl und gegebenenfalls einem Magerungsmittel in einem Mischer unter Wasserzusatz als Rohmischung ein Granulat aus Sägemehlteilchen, die einen Mantel aus Ton und gegebenenfalls Magerungsmittel besitzen, hergestellt wird, das in einer Presse zu Rohlingen gepreßt, getrocknet und gebrannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hochporö ser Ziegelformkörper.

Es ist bekannt, daß man hochporöse Feuerfeststeine aus gemah lenem Ton, Sägemehl und gegebenenfalls Magerungsmittel gemäß DE-PS 594 000 herstellen kann, wobei die Rohmasse in plasti scher Konsistenz verarbeitet wird. In einer Weiterentwicklung dieses Verfahrens wird das eingesetzte Sägemehl vor dem Mi schen mit Ton in Wasser gequollen (DE-PS 601 192).

Auch in der DE-PS 630 498 werden zur Herstellung keramischer Massen für feuerfeste Leichtsteine Ausbrennstoffe, wie Säge mehl, verwendet, die zuerst mit einer eingedickten Tonsuspen sion umhüllt werden.

Die DE-OS 12 33 766 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Leichtsteinen, bei dem die pastöse Rohmischung aus keramischem Pulver, Bindemittel, Anmachflüssigkeit und ei nem organischen, körnigen ausbrennbaren Material mit so gerin gem Formdruck geformt wird, daß die Zwischenräume zwischen den mit keramischer Masse überzogenen Teilchen nicht zerstört wer den.

Gemäß DE-OS 35 18 318 werden der Rohmasse für Tonziegel orga nische zellulosehaltige Materialien mit Ausnahme von Holz u. a. in pelletierter Form geringen Durchmessers zugeschlagen.

Dem vorstehend genannten, bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die Rohmischung, welche Ton bzw. keramisches Pulver, orga nische, ausbrennbare Materialien, gegebenenfalls Magerungsmit tel sowie Anmachwasser enthält, plastischer Konsistenz ist und in üblicher Weise geformt und gebrannt wird.

Aus Ziegelindustrie-Jahrbuch 1996, S. 174 ff. ist es ebenfalls bekannt, eine Porosierung des Ziegelscherbens mit verschiede nen Ausbrennstoffen wie Polystyrol, Sägemehl, Kohlenstaub, Zelluloserückständen oder dergleichen vorzunehmen, wobei diese Ausbrennstoffe dem Ton beigemischt werden, um dann die Formge bung durch Strangpressen vorzunehmen. Die hierbei erzielten Scherbenrohdichten liegen jedoch mindestens bei 1,2 g/cm³.

Eine weitere Reduzierung der Scherbenrohdichte durch Erhöhung des Zusatzes an Ausbrennstoffen scheitert daran, daß die Mi schung dann nicht mehr strangpreßfähig ist, da die Plastizität der Mischung verlorengeht, da der Ausbrennstoff als Magerungs mittel wirkt. Ein zu großer Anteil an zugesetztem Sägemehl bei stranggepreßten Rohlingen kann ferner wegen der relativ hohen Rohdichte zu Problemen, in Form von örtlichen Überhitzungen und Aufschmelzungen beim Brennen der Rohlinge, führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen hochporöser Ziegelformkörper zu schaffen, wobei gemahlener Ton mit Sägemehl, Wasser und gegebenenfalls einem Magerungsmittel gemischt und aus der erhaltenen Rohmischung Rohlinge geformt, getrocknet und gebrannt werden. Hierdurch kann die Scherben rohdichte weiter herabgesetzt werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dementsprechend wird mineralischer Ton als gemahlener Ton, d. h. in Pulverform eingesetzt. Dieser wird gegebenenfalls mit einem Magerungsmittel vorgemischt zur Herstellung eines Granu lats verwendet, dessen Teilchen aus Sägemehlteilchen, die ei nen Mantel aus Ton und gegebenenfalls Magerungsmittel besit zen, bestehen. Hierzu wird zweckmäßigerweise Sägemehl und Was ser in einen Mischer, insbesondere einem Gegenstrom- Schnellmischer wie einen Eirich-Mischer, gegeben und vorge mischt, wonach der gemahlene Ton und gegebenenfalls das Mage rungsmittel, die dann vorgemischt eingesetzt werden, in den Mischer gegeben werden. Hierbei wird das Wasser dazu benötigt, den Sägemehlteilchen genügend Feuchtigkeit zu verleihen, so daß der Ton und das Magerungsmittel an diesem kleben bleiben und einen Mantel um die Sägemehlteilchen bilden. Der hierbei benötigte Wasserzusatz hängt auch von dem Wassergehalt der Sä gemehlteilchen, den diese mitbringen, ab. Der Gesamtwasserge halt des Granulats sollte im Bereich von 15 bis 35 Gew.-% lie gen. Im allgemeinen ist der Wassergehalt des gemahlenen Tons sehr gering. Größenordnung 2 bis 3 Gew.-%, während der Wasser gehalt des Sägemehls etwa 40 Gew.-% betragen kann. Dementspre chend erfolgt zum Herstellen des Granulats eine Wasserzugabe zum Sägemehl, die im allgemeinen im Bereich von 10 bis 20 Gew.-% der Rohmischung liegt.

(Bei einem Gegenstrom-Schnellmischer handelt es sich um einen Mischer mit einem geneigt angeordneten, drehend antreibbaren Mischbehälter, der das Mischgut in den Bereich eines exzen trisch angeordneten, gegenläufig zum Mischbehälter rotierenden Mischwerkzeuges fördert, so daß gegenläufige Mischgutströme mit hoher Geschwindigkeitsdifferenz entstehen. Ortsfeste Ab streifer sorgen für eine starke Vertikalkomponente des Misch stromes.)

Die Menge an Sägemehl (Trockensubstanz), die vorzugsweise ein gesetzt wird, beträgt 10 bis 20 Gew.-% der Rohmischung. Hier durch lassen sich Scherbenrohdichten bis etwa zu 0,85 g/cm³ erzielen. Sägemehl mit einem Hauptteil, beispielsweise etwa 90 %, einer Körnung von 2 bis 4 mm wird bevorzugt verwendet. Das hergestellte Granulat besitzt hierbei eine Korngröße, die im wesentlichen im Bereich von 2 bis 5 mm liegt.

Je nach Tonqualität kann ein Magerungsmittel verwendet werden, wobei dessen Menge von der verwendeten Tonqualität abhängt. Hierzu eignet sich beispielsweise Quarzsand und/oder andere natürliche oder künstliche mineralische Mehle oder Sande bei spielsweise einer Körnung von 0 bis 2 mm. Insbesondere Grau wackesand führt zu einer Erhöhung der Druckfestigkeit des ge brannten Scherbens und ist insoweit bevorzugt. Flugasche ist ebenfalls als Magerungsmittel einsetzbar.

Das erhaltene Granulat wird anschließend in einer Presse, bei spielsweise in einer Kalksandsteinpresse, zu einzelnen, stand festen, stapelbaren Rohlingen verpreßt. In Abhängigkeit von der Menge des zum Herstellen des Granulates zugesetzten Was sers kann es notwendig sein, weiteres Wasser zuzufügen, um ei ne genügende Plastizität des Tons und damit eine genügende Verpreßbarkeit sicherzustellen. Preßdrücke im Bereich von 1,5 bis 5 N/mm² sind hierbei zweckmäßig.

Die erhaltenen, noch nassen Rohlinge besitzen bereits einen Luftporengehalt in der Größenordnung von etwa 30% aufgrund des Granulats und der beim Verpressen hiervon zwischen den Granulatkörnern verbleibenden Zwischenräume, sowie aufgrund von Luftporen um das Sägemehlkorn. Der Luftporengehalt hängt ferner vom verwendeten Preßdruck ab.

Aufgrund des hohen Luftporengehaltes der nassen Rohlinge er gibt sich beim Trocknen eine günstige Diffusion des enthalte nen Wassers nach außen, wobei ein Trocknen durch Erwärmen auf beispielsweise 80 bis 110°C bis auf Gewichtskonstanz vorge nommen werden kann, d. h. es kann bei relativ hoher Temperatur und damit entsprechend schnell getrocknet werden. Die sich er gebende Trockenschwindung ist relativ klein und liegt in der Größenordnung von 1 bis 3%.

Das Brennen der getrockneten Rohlinge wird bei 900 bis 1100°C, vorzugsweise bei etwa 1050°C, vorgenommen, wobei die Brenntemperatur von der verwendeten Tonart und einem eventuel len Flußmittelanteil abhängig ist. Beim Brennen ergibt sich eine wiederum von der Tonart abhängige Brennschwindung in der Größenordung von 7 bis 10%.

Es läßt sich mit unterschiedlichen Aufheizbedingungen arbei ten. Um schwarze Kerne oder andere Verfärbungen zu vermeiden, ist es beispielsweise zweckmäßig, mit einer Aufheizgeschwin digkeit von maximal etwa 100°C/h zu arbeiten, wobei bei 300 bis 450°C eine ausreichende Haltezeit vorzusehen ist, um das Sägemehl im wesentlichen zu verschwelen. Die Haltezeit sollte mindestens etwa 4 h betragen. - Anstatt eine Haltezeit vorzu sehen, kann man aber auch mit einer Aufheizgeschwindigkeit von höchstens etwa 50°C/h arbeiten. Auch dann werden schwarze Kerne und sonstige Verfärbungen vermieden.

Die hohe Porosität der Rohlinge ist zum Ausbrennen bzw. Ver schwelen des Sägemehls günstig.

Beispiel 1

Eine Granulatrohmischung wurde hergestellt aus

Ton (wasserfrei)	47,9 Gew.-%
Grauwackesand 0-2 mm	10,4 Gew.-%
Sägemehl (90 Gew.-% 2-4 mm) Trockensubstanz	14,2 Gew.-%
Wassergehalt des Tons	1,4 Gew.-%
Wassergehalt Sägemehl	9,5 Gew.-%
Wasserzusatz	16,6 Gew.-%

Sägemehl und Wasser wurden in einem Eirich-Mischer gemischt und danach Ton und Grauwacke-Sand, die vorgemischt waren, zu gesetzt. Das darauf hergestellte Granulat mit einer Korngröße im wesentlichen im Bereich von 2 bis 5 mm wurde in einer Kalksandsteinpresse einseitig bei einem Preßdruck von 3 N/mm² zu Rohlingen verpreßt. Die Rohlinge wurden bei 110°C getrock net und besaßen dann eine Trockenrohdichte von 1100 kg/m³. Die Trockenschwindung betrug ca. 2%.

Die Rohlinge wurden mit einer Aufheizgeschwindigkeit von etwa 100°C/h mit einem Plateau bei 400°C zum Ausschwelen des Sä gemehls aufgeheizt und bei 1050°C etwa 2 h gebrannt.

Nach dem Brand ergab sich eine Scherbenrohdichte von 1010 kg/m³. Die Gesamtschwindung betrug 9 bis 9,5%.

Beispiel 2

Eine Granulatrohmischung wurde hergestellt aus

Ton (wasserfrei)	55,1 Gew.-%
Grauwackesand 0-2 mm	11,6 Gew.-%
Sägemehl (90 Gew.-% 2-4 mm) Trockensubstanz	10,1 Gew.-%
Wassergehalt des Tons	1,3 Gew.-%
Wassergehalt Sägemehl	6,8 Gew.-%
Wasserzusatz	15,1 Gew.-%

Die Herstellung der Rohlinge erfolgte wie in Beispiel 1, wobei sich je nach Preßdruck eine Frischrohdichte des Rohlings von 1300 bis 1600 kg/m³ und entsprechend eine Trockenrohdichte von 1130 bis 1430 kg/m³ ergab. Das Pressen erfolgte zweiseitig und der Preßdruck variierte hierbei zwischen 1,7 und 4,2 N/mm². Die Trockenschwindung lag zwischen 2 und 3%.

Das Brennen erfolgte ebenfalls wie in Beispiel 1, wobei sich je nach Preßdruck eine Scherbenrohdichte von 1150 bis 1450 kg/m³ und eine Gesamtschwindung von 9,5 bis 12% ergab.

Beispiel 3

Eine Granulatrohmischung wurde hergestellt aus

Ton (wasserfrei)	44,3 Gew.-%
Grauwackesand 0-2 mm	9,7 Gew.-%
Sägemehl (90 Gew.-% 2-4 mm) Trockensubstanz	17,1 Gew.-%
Wassergehalt des Tons	1,3 Gew.-%
Wassergehalt Sägemehl	11,4 Gew.-%
Wasserzusatz	16,2 Gew.-%

Die Herstellung der Rohlinge erfolgt wie in Beispiel 1, wobei sich bei einem einseitigen Preßdruck von 3 N/mm² eine Frisch rohdichte des Rohlings von 1240 kg/m³ und eine Trockenrohdich te von 965 kg/m³ ergab. Die Trockenschwindung lag bei 2%.

Das Brennen erfolgte ebenfalls wie in Beispiel 1, wobei sich eine Scherbenrohdichte von 850 kg/m³ und eine Gesamtschwindung von 9 bis 12% ergab.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen hochporöser Ziegelformkörper, bei dem zunächst Sägemehl unter Wasserzusatz in einem Mischer gemischt und anschließend gemahlener Ton, gegebenenfalls mit einem Magerungsmittel vorgemischt, zugegeben und daraus eine Rohmischung gebildet wird, aus der Rohmischung ein Granulat aus Sägemehlteilchen, die einen Mantel aus Ton und gegebenenfalls Magerungsmittel besitzen, hergestellt wird, das Granulat in einer Presse zu Rohlingen gepreßt wird und die Rohlinge getrocknet und gebrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sägemehl in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% Trockensubstanz der Rohmischung eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wassergehalt des Granulats im Bereich von 15 bis 35 Gew.-% der Rohmischung eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Magerungsmittel Quarzsand und/oder andere natürliche oder künstliche mineralische Mehle oder Sande, insbesondere Grauwackesand oder Flugasche, verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohlinge bei einer Temperatur von 80 bis 110°C getrocknet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufheizen auf Brenntemperatur bei 300 bis 450°C eine ausreichende Haltezeit vorgesehen wird, um das Sägemehl im wesentlichen zu verschwelen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen auf Brenntemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von höchstens etwa 100°C/h vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheizen auf Brenntemperatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von höchstens etwa 50°C/h vorgenommen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennen bei einer Temperatur von 900 bis 1100°C vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Sägemehl mit einem Hauptteil der Körnung von 2 bis 4 mm verwendet wird.