DE19904707C1 - Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Gips und/oder Zement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus den Grundstoffen Gips und/oder Zement sowie Zelleim und Zusätzen, wie Sägespänen, Glas- oder Zellulosefasern, welches folgende Schritte umfaßt: DOLLAR A - Durchmischung der Grundstoffe, des Zelleims und der Zusätze mit Wasser und einem flüchtigen Aufschäummittel zu einer Paste; DOLLAR A - Strangformen der Paste; DOLLAR A - Aufheizen des Formstrangs zum Verdampfen des Aufschäummittels und DOLLAR A - Formen des ausgeschäumten Formstrangs zur gewünschten Form des Bauelements.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Gips und/oder Zement.

Die Baustoffe Gips und Zement werden in vielfältiger Weise beim Hausbau eingesetzt. Zur Herstellung von Bauelementen aus den genannten oder ähnli­ chen Materialien ist eine Anzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Die US-PS 1 954 306 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zur Herstellung von Wandplatten aus Gips und Sägemehl durch Strang­ pressen, Auftragen des Strangs auf ein Gewebe aus Sackleinen, Bearbeiten der plastischen Oberfläche und schließlich Brennen des Strangs.

Eine weitere Vorrichtung zeigt die US-PS 2 079 565, in der das Material me­ chanisch aufgeschäumt wird, anschließend zu einem Pulver verarbeitet und schließlich zu einer Paste vermischt wird, die als Strang auf ein Förderband aufgetragen wird. Die US-PS 3 459 620 offenbart eine Maschine zur Verarbei­ tung einer Gipsmasse zu einer gleichmäßigen, homogenen Schicht, und die US-PS 4 057 443 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von aufgeschäumten Gipsplatten durch Durchmischen und Zuleiten von Luft in ein Gemisch aus Wasser, Papierfasern oder dergleichen, anschließendes Vermischen mit gemahlenem Gipspulver zu einer formbaren Masse und Auf­ bringen von Deckschichten aus Papier auf die Masse.

Die DE 41 40 019 A1 offenbart ein Verfahren zum Brikettieren und Kompak­ tieren feinkörniger anorganischer Stoffe, bei welchem dem Brikettiergut zer­ kleinerte Papierfasern zugesetzt werden und die Pressgutmischung zu Form­ lingen verpreßt wird. Die WO 97/333 7 zeigt ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung aufgeschäumter Gipsbauteile, bei dem Schaum auf solche Weise in eine Gipsmasse eingeleitet wird, daß der Schaum gut in der Gipsmasse verteilt wird, jedoch nicht zerstört wird, was durch eine besonde­ re Anordnung der Ein- und Auslaßöffnungen für die Gipsmasse und den Schaum erreicht wird.

Derartig vorverarbeitete Gips-Zementschaumplatten lassen sich sehr einfach als Dämmaterial beim Hausbau einsetzen.

Dabei ist es wünschenswert, den vorgefertigten Bauelementen bestimmte zweckmäßige Eigenschaften zu verleihen. Dies betrifft insbesondere die Dämmeigenschaften, also die Lärm- und die Wärmedämmung. Bekanntlich besitzen Bauelemente mit Luft- oder Gaseinschlüssen bessere Dämmeigen­ schaften als vergleichbare dünnere Bauelemente gleichen Gewichts. Die be­ kannten Verfahren zur Herstellung solcher Bauelemente sind jedoch tech­ nisch vergleichsweise aufwendig. Im Zusammenhang mit Blähbeton wird bei­ spielsweise eine komplizierte Vakuumtechnik eingesetzt.

Neben den Dämmeigenschaften können andere erwünschte Eigenschaften, etwa eine erhöhte Festigkeit oder eine Feuchtigkeitsbeständigkeit, durch Zu­ sätze erreicht werden. So erhöht beispielsweise die Beimischung von Glasfa­ sern die Festigkeit der Bauelemente. Aus Kostengründen kann es zur Streckung der teureren Grundmaterialien Gips und Zement angestrebt wer­ den, preiswerte Recyclingstoffe beizumischen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, daß es in be­ sonders einfacher Weise ermöglicht, Bauelemente, etwa in der Form von Steinen, Platten oder sonstige Formteilen herzustellen, die bei geringem spe­ zifischem Gewicht eine Vielzahl von unterschiedlichen Zusätzen zur gezielten Verbesserung der Eigenschaften oder auch zur kostengünstigen Verwertung von Recyclingmaterialien enthalten können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstel­ lung von Bauelementen aus Gips und/oder Zement sowie Zelleim und Zusät­ zen, wie Sägespänen, Glas- oder Zellulosefasern, durch Mischung mit Wasser und einem flüchtigen Aufschäummittel zu einer Paste, Strangformen der Pa­ ste, Aufheizen des Formstrangs zum Verdampfen des Aufschäummittels und Formen des aufgeschäumten Formstrangs zur gewünschten Form des Bauele­ ments.

Bei diesem Verfahren wird die relativ niedrige Verdampfungstemperatur von Alkohol zum Aufschäumen der in eine pastöse Form gebrachten Grundmateri­ alien unter Zuhilfenahme einer Wärmequelle ausgenutzt. Das Verfahren ist sehr einfach und erfordert insbesondere keine kostspieligen Vakuumanlagen.

Da das Wasser nach Verdampfung des Alkohols noch vollständig zur Verfü­ gung steht, läßt sich die Masse nach dem Verdampfen des Alkohols und da­ mit nach dem Aufschäumen noch in eine beliebige Form, also etwa in die Form dünner Platten, die von Papier-Gewebe oder Glasseide-Bahnen einge­ faßt sind, von Bausteinen oder sonstigen Formteilen bringen. Das Grundmate­ rial, Gips und Zement, gestattet die Einbindung sehr unterschiedlicher Zu­ sätze, von Glas- und Textilfasern zur Erhöhung der Festigkeit bis hin zu Recy­ clingmaterialien wie Sägespänen, Papierschnitzeln oder Kunststoffabfällen.

Bei diesem Verfahren werden zunächst die Grundstoffe Gips und/oder Ze­ ment und die beizufügenden Zusatzstoffe trocken vermischt. Die Menge des beizufügenden Zelleims bestimmt die Konsistenz des Materials während des Verarbeitungsprozesses. Zum anderen verzögert der Zelleim das Aufsteigen der sich im Material bildenden Gasbläschen, wodurch ein Aufblähen der Mas­ se ermöglicht wird. Auf diese Weise läßt sich insbesondere die Kristallisa­ tionsgeschwindigkeit des Gipsanteils in der Masse anpassen. Diesem weitge­ hend trockenen Gemisch wird eine Mischflüssigkeit aus Wasser und einem flüssigen und leicht flüchtigen Aufschäummittel beigemischt, so daß eine tei­ gige, pastöse Masse entsteht. Diese Masse wird extrudiert, beispielsweise zu einem flachen Strang, dessen Querschnitt der Form einer herzustellenden Platte entspricht.

Dieser Formstrang gelangt anschließend in einen Ofen, der den Strang auf­ heizt, so daß das Aufschäummittel verdampft. Durch den Dampf entstehen Gaseinschlüsse innerhalb der Paste, so daß diese aufgeschäumt wird. Der aus dem Ofen austretende aufgeschäumte Formstrang wird zwischen Formwalzen geformt oder in eine Form eingebracht, die der gewünschten Form des Baue­ lements entspricht. Nachdem sich die Masse verfestigt hat, läßt sich das Bau­ element in gewünschter Weise verwenden.

Vorzugsweise wird vor dem Aufheizen eine Deckschicht aus Papier, Gewebe oder Glasseide auf den Formstrang aufgetragen, bei der es sich um eine Pa­ pierlage, eine Gewebebahn oder Glasseide handeln kann.

Bevorzugt wird die maximale Temperatur beim Aufheizen des Formstrangs so gewählt, daß sie niedriger liegt als der Siedepunkt des Wassers, jedoch höher als der Siedepunkt des Aufschäummittels. Dadurch bleibt das im Formstrang enthaltene Wasser flüssig und der Strang plastisch formbar.

Vorzugsweise geschieht das Aufheizen des Formstrangs durch Mikrowellen, also etwa in einem Mikrowellenofen.

Die beim Aufheizen und Aufschäumen aus dem Formstrang austretenden Auf­ schäummittelreste werden vorzugsweise in geeigneter Weise aufgefangen. Beispielsweise wird der austretende Dampf kondensiert, und das auf diese Weise wieder verflüssigte Aufschäummittel wird in den Vorratstank zurück­ geführt. Dies senkt einerseits die Betriebskosten und verhindert andererseits ein unkontrolliertes Austreten von eventuell schädlichen Dämpfen aus der Anlage.

Bei dem flüchtigen Aufschäummittel handelt es sich bevorzugt um Alkohol.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur ist eine schematische Darstellung einer Anlage zur Herstel­ lung von Bauelementen aus Gips und/oder Zement gemäß dem erfindungsge­ mäßen Verfahren.

Die Anlage 10 ist mit einem Vorratsbehälter 12 versehen, der zur Aufnahme des Trockengemisches 14 aus Gips, Zement, Zelleim und den Zusätzen wie Sägespänen, Glas- oder Zellulosefasern dient. Am unteren Ende des Vorrats­ behälters 12 befindet sich eine trichterförmige Zuführung 16, an die sich ein waagerechter Rohrabschnitt 18 anschließt. Innerhalb dieses Rohrabschnitts 18 ist eine Förderschnecke 20 angeordnet, die zur Förderung des Trocken­ gemisches 14 durch den waagerechten Rohrabschnitt 18 zur in der Figur rechts befindlichen Seite in Richtung des Pfeils A dient. Die Förderschnecke 20 ist durch eine waagerechte Welle 22 mit einem Motor 24 verbunden, durch den die Förderschnecke 20 angetrieben wird.

Durch die Förderschnecke 20 wird das Trockengemisch 14 in einen Mischer 26 befördert. Außerdem gelangt eine Mischflüssigkeit 28 aus Wasser und Al­ kohol, die sich in einem Vorratstank 30 befindet, über eine Zuleitung 32 und eine Pumpe 34 in den Mischer 26. Im Mischer 26 werden somit das Trockengemisch 14 und die Mischflüssigkeit 28 zu einer pastösen Masse ver­ mischt. Ähnlich wie die Förderschnecke 20 wird auch der Mischer 26 über eine Welle 36 durch einen Motor 38 angetrieben.

Die aus dem Mischer 26 austretende Paste wird zu einem Strang 40 extru­ diert, der in der Figur nach rechts (Pfeil A) aus dem Mischer 26 austritt.

Zwei Vorratstrommeln 42, 44, auf denen eine obere und eine untere Gewebe­ bahn 46, 48 aufgerollt sind, sind oberhalb und unterhalb des Mischers 26 an­ geordnet. Die Gewebebahnen 46, 48 werden über Transportrollen 50, 52, 54, 56, 58 dem Strang 40 zugeführt und flach auf seine Ober- bzw. Un­ terseite aufgetragen. Der mit den Gewebebahnen 46, 48 belegte Strang 40 ge­ langt anschließend in einen Mikrowellenofen 60, der den Strang 40 durch Bestrahlung mit Mikrowellen aufheizt. Durch das Aufheizen des im Strang 40 enthaltenen Alkohols und die damit verbundene Gasbildung wird der Strang 40 aufgeschäumt und vergrößert sein Volumen. Die Führung des Strangs 40 innerhalb des Ofens 60 ist dem vergrößerten Strangquerschnitt in geeigneter Weise angepaßt und in der Figur nur schematisch dargestellt.

Der aus dem Mikrowellenofen 60 austretende aufgeschäumte Strang 40 wird zwischen Formrollen 62, 64, 66, 68, 70, 72 geführt, die den noch weichen und formbaren Strang 40 in die gewünschte endgültige Form bringen. Der Strang 40, der beispielsweise einen sehr flachen Querschnitt haben kann, kann an­ schließend auf nicht dargestellte Weise in Platten aufgeteilt werden. Nach dem vollständigen Trocknen sind die Platten als Baustoff einsetzbar.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus den Grundstoffen Gips und/oder Zement sowie Zelleim und Zusätzen, wie Sägespänen, Glas- oder Zellulosefasern, das folgende Schritte umfaßt:

• - Mischen der Grundstoffe, des Zelleims und der Zusätze (14) mit Wasser und einem flüchtigen Aufschäummittel (28) zu einer Paste;
• - Strangformen der Paste;
• - Aufheizen des Formstrangs (40) zum Verdampfen des Aufschäummittels; und
• - Formen des ausgeschäumten Formstrangs (40) zur gewünschten Form des Bauelements.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Strangformen und vor dem Aufheizen eine Deckschicht (46, 48) aus Papier, Gewebe oder Glasseide auf den Formstrang (40) aufgetragen wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Temperatur beim Aufheizen des Formstrangs (40) niedriger ist als der Siedepunkt des Wassers.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstrang (40) durch Mikrowellen aufgeheizt wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Aufheizen aus dem Formstrang (49) austretende Aufschäummit­ tel zur Wiederverwertung aufgefangen wird.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Aufschäummittel um Alkohol handelt.