DE2035265B2

DE2035265B2 - Steinholz-bauplatte und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2035265B2
Application number: DE19702035265
Authority: DE
Inventors: Franz; Verth Joachim zur; 2000 Hamburg Prymelski
Original assignee: Verth, Joachim Zur, 2000 Hamburg
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1970-07-16
Publication date: 1973-07-26
Also published as: CA958319A; FI57096B; CH571461A5; FR2098047A5; FI57096C; ES393266A1; DE2035265C3; SE359810B; SU503499A3; AT333005B; IT939322B; GB1355678A; US3788870A; DE2035265A1; JPS5039095B1; ATA602171A; BE769890A; NL7108815A

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende, schraubfähige, nicht brennbare Steinolz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit aus einer ohne Verpressen ausgehärteten Mischung von gebranntem Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridlösung und Holzfüllstoffen mit einem Gewichtsverhältnis MgO:MgCl₂ von 2 bis 4. die insbesondere zur Herstellung von Trennwänden und Verkleidungen geeignet ist.

Aus üllmann. »Enzyklopädie der technischen Chemie«. Band 9 (1932), S. 617a bis c und Probst. »Steinholz« (1951). S. 56 sowie Probst, »Handbuch der Betonstein-Industrie« (1962), S. 29 und 428 bis 430, sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Steinholzböden und Steinholzplatten bekannt, bei denen in die Mischung organische Füllstoffe, wie Sägespäne oder Holzmehl und oder anorganische ! CiIlstoffe. wie Steinmehl, Kieselgur, Talkum usw. eingebracht werden. Zur Herstellung von nur holzartige Füllstoffe enthaltenden Steinholzplatten werden dabei jeweils 6 Volumenteile Magnesit mit 12 bis 20 Volumenteilen Spanmaterial trocken vermischt, dann 4 bis 6 Volumenteile wäßrige Magnesiumchloridlösuiig von 18 bis 23' Be eingemischt, die erhaltene Masse verformt und mittels Pressen verdichtet. Die auf diese Weise hergestellten Steinholzplatten sind jedoch nicht hinreichend maßhaltig und wegen oft erst nach längerer Zeit auftretenden Verwerfungen und Verkrümmungen für Bauzwecke ungeeignet.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind verschiedene abgewandelte Verfahren zur Herstellung von Stcinholzplatten bekanntgeworden, die jedoch in der Praxis zu keinem durchschlagenden Erfolg geführt haben. So ist aus der deutschen Patentschrift 808 570 ein Verfahren zur Herstellung von Steinholzplatten bekannt, bei welchem man die Mischung aus dem Magnesit und den Füllstoffen mit nur so wenig Anmachflüssigkeit vermischt, daß die Masse vor dem Pressen noch unzusammenhängend pulvrig ist und beim Pressen keine oder nur wenig Anmachflüssigkeit abgibt. Nach diesem Verfahren werden als Anmachflüssigkeit hochkonzentrierte Lösungen von Magnesiumchlorid (Dichte 1,26 bis 1,34, entsprechend 30° Be und darüber) und/oder Magnesiumsulfat (Dichte 1,20 bis 1,26) und

3 4

ein Mischungsverhältnis Magnesit zu Füllstoff von 3 natürlichem und 60 bis 40 Gewichtsprozent synthetibis 4:1 verwendet, die erhaltene Masse in einer Presse schem Magnesit bestehenden Mischung mit etwa 25 unter einem Druck von 20 bis 40 kg/cm² verpreßt und bis 35 Volumenteilen einer wäßrigen Magneshimchlodabei unter Druck bis zum Siedepunkt der Anmach- ridlösung von 10 bis 15" Se vermischt, die erhaltene flüssigkeit erhitzt. Dieses Verfahren ist jedoch sehr auf- 5 Mischung durch Einmischen von 60 bis 80 Volumenwendig und liefert nur Steinholzplatten hoher Dichte, teilen Sägespäne und/oder Holzmehl mit einer Teildie weder selbsttragend noch schraubfähig sind. chengröße bis zu etwa 5 mm zu einer plastischen

Aus der deutschen Patentschrift 1 160 350 ist ferner Masse verarbeitet, diese etwa 45 bis 90 Minuten der ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, Quellung überlassen, dann in Formen zu Platten verbei welchem man den Magnesit mit etwa der gleichen io formt, diese in der Form etwa 6 bis 10 Stunden bei Volumenmenge einer konzentrierten Magnesiumchlo- Temperaturen zwischen 35 und 40° C vorgetrocknet, ridlösung (32° Be) vermischt, nachfolgend zuvor mit danach entformt und 40 bis 50 Stunden bei Tempera-Wasser gesättigte Sägespäne einmischt, die Masse ver- türen zwischen 50 und 60" C getrocknet und schließlich formt und nach dem Erhärten und Entformen bis zum mehrere Tage bei Außentemperatur gelagert.
Trocknen lagert. Diese Arbeitsweise eignet sich nur 15 Nach einer abgewandelten Ausführungsform wird zur Herstellung von Steinholzplatten mit geringen der Magnesit zunächst mit dem Hauptteil der Magne-Abmeüsungen, niedrigem Füllstoffgehalt und hoher siumchloridlösung vermischt und nach dem Ein-Dichte, die weder selbsttragend noch schraubfähig mischen der Holzfüllstoffe dann die Konsistenz der sind. Masse durch Zumischen der restlichen Magnesium-Für verschiedene Bauzwecke, insbesondere im 20 chloridlösung eingestellt. Die erhaltene plastische Schiffbau besteht nun ein starkes Bedürfnis nach selbst- Masse wird zweckmäßig durch eine Schlitzdüse als tragenden Bauplatten mit bleibender Maßhaltigkeit, die Fidchstrang unter Vibration in eine nach oben offene einerseits wie Holz schraub- und nagelfähig, anderer- Plattenform eingelegt, die Oberfläche geglättet und die seits dagegen nicht brennbar und feuerhemmend im überschüssige Masse abgestrichen. Das Quellen der Sinne der DIN-Norm 4102 sind. 35 Masse und das Verformen wird vc-teilhaft bei Tem-

Aufgabe der Erfindung ist es nun, verbesserte Stein- peraturcn zwischen 30 und 4OC durchgeführt. In die

holz-Bauplatten zu schaffen, welche die bisherigen Mischung aus Magnesit und Magnesiumchloridlauge

Nachteile vermeiden, dauerhaft maßhaltig und ver- kann vor dem Einbringen der Holzfüllstoffe noch eine

formungsbeständig sind, bei relativ niedriger Dichte höchstens dem Volumen des Magnesits entsprechende

wie Holz schraub- und nagelfähig und gleichzeitig 30 Volumenmenge inatikver Kieselgur eingemischt vver-

nicht brennbar sind und auch nach längerem Beflam- den. Durch zusätzliches Einmischen von 0.1 bis 0.5

men noch hinreichende Stabilität besitzen. Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Polymeren oder Copolymeren mit Vinylacetat-. Vinyl-

selbsttragende. schraubfähige, nicht brennbare Stein- propionat- und'oder Vinylalkoholgruppen wird eine

holz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit aus einer 35 Hydrophobierung und eine weiter verbesserte Bindung

ohne Verpressen ausgehärteter Mischung von ge- erreicht.

brannten! Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridiö- Die erfindungsgemäßen Steinholz-Bauplatten kön-

sung und Holzfüllstoffen und einem Gevvichtsverhält- nen wie Holz verarbeitet, verleimi und lackiert werden,

nis MgOiMgCI₂ von 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet. sind nicht brennbar und feuerhemmend, besitzen eine

daß die ausgehärtete Mischung aus natürlichem und 40 ausgezeichnete Biegezugfestigkeit, enthalten weder

synthetischem Magnesit, feinteiligen Holzfüllstoffen Asbest noch sonstige gesundheitsschädigende Stoffe

und einer Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15 Be und liefern auch beim Erhitzen keine toxischen Gase,

besteht und eine Dichte von höchstens 0,75 g/cm³, ein Die neuen Bauplatten können nach der Vortrocknung

Gewichtsverhältnis MgO zu Holzspäne von 1:1 bis schon hohen Temperaturen ausgesetzt werden, ohne

1;1,5 und ein Gewichtsverhältnis Holzfüllstoffe zu 45 daß es zu einer Deformation kommt. Im Gegensat/.

MgCl von 2 bis 6 aufweist. zu zahlreichen bekannten Verfuhren sind die erfin-

Die Platten können zusätzlich eine höchstens dem dungsgemäßen Platten schon wenige Tage nach ihrer Magnesiumgehalt entsprechende Volumenmenge in- Fertigung versand- und einbaufähig,
aktive Kieselgur und/oder 0.1 bis 0.5 Gewichtsprozent Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder 50 Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
Copolymeren mit einem Gehalt an Vinylacetat-, Vinylpropionat- und/oder Vinylalkoholgruppen enthalten. Beispiel 1

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren

zur Herstellung von selbsttragenden, schraubfähigen, Es wurden 13 1 (9,47 kg) einer aus gleichen VoIunichtbrennbaren Steinholz-Bauplatten, dadurch ge- 55 menmengen natürlichem und synthetischem Magnesit kennzeichnet, daß eine feinteilige Mischung aus natür- bestehenden Mischung (Dichte 0,725 g/cm³) mit 28 1 lichem und synthetischem Magnesit mit einer etwa 2- (30,75 kg) einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung bis 2,7fachen Volumenmenge Magnesiumchlorid- von 13° Be (Dichte 1,10 g/cm³; MgCl₂-Gehalt 3,25 kg) lösung von 10 bis 15° Be und, bezogen auf Magnesit und 70 1 (10,25 kg) einer aus gleichen Teilen Sägeeiner 4,5- bis 6,2fachen Volumenmenge Holzfüllstoff 60 spänen mit einer Teilchengröße bis zu 5 mm und Sägezu einer plastischen Masse vermischt wird, diese etwa mehl bestehenden Mischung (Dichte 0.15 g/cm³) zu 45 bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann einer plastischen Masse vermischt. Nach Beendigung verformt, in der Form mindestens 4 Stunden bei des Mischvorganges wurde die erhaltene Masse etwa Temperaturen zwischen 30 und 40⁰C vorgetrocknet, 50 Minuten quellen gelassen und im Anschluß daran dann entformt und mindestens 24 Stunden bei Tempe- 65 mittels einer Zementpumpe und eines Beschickungsraturen zwischen 50 und 6O⁰C getrocknet wird. behälters durch eine Schlitzdüse in eine nach oben

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden offene Plattenform eingebracht, die Oberfläche ge-

13 Volumenteile einer aus 40 bis 60 Gewichtsprozent glättet und die überschüssige Masse abgestreift. Die

gefüllte Form wurde 9 Stunden bei 35" C gelagert und nachfolgend die Platte entformt sind weitere 60 Sturden bei 50'C und anschließend weitere 3 Tage bei Außentemperatur gelagert.

Die erhaltene Platte maß 244 · 122 · 1,9 cm und hatte ein Gewicht von 40,7 kg entsprechend einer Dichte von 0,72 g/cm³. Die Platte erwies sich sowohl bei der Lagerung, als auch in eingebautem Zustand auch bei Einwirkung erhöhter Temperaturen als maßhaltig und zeigte keinerlei Deformation. Die Biegefestigkeit betrug etwa 170 kg/cm² und die Schraubenhaltekraft (Parker-Schrauben 6 bis 12 mm) bei einer Eindringtiefe von 12 mm etwa 110 kg. Die Plane ließ sich mit herkömmlichen Holzbearbeitungswerkzeugen einwandfrei bearbeiten, verleimen und mit Beschichtungen und Anstrichen versehen, '-eiche die Aufnahme von Luftfeuchtigkeit hintanhalten.

Bei der Prüfung des Brandverhaltens gemäß DIN 4102 envies sich die Platte als nicht brennbar. In einem BcflaiMinungätcrsuch wurde eine hervorragende Wärmedämmung und selbst nach längerer Beflammungsdauer eine ausgezeichnete Festigkeit beobachtet.

Beispiel 2

as

Zur Herstellur.3 einer weiteren Steinholzplatte wurde gemäß Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch rur 65 1 einer aus gleichen Teilen Sägespänen und Sägemehl bestehenden Mischung und 321 Magnesiumchloridlösung sowie zusätzlich 13 1 inaktive Kieselgur eingesetzt wurden. Die Qucllzeit betrug 45 Minuten.

Die erhaltene Platte hatte bei den gleichen Abmessungen ein Gewicht von 39,5 kg entsprechend einer Dichte \on 0,70 g/cm³. Die Biegefestigkeit betrug 150 kg/cm³ und die Schraubenhaltekraft bei einer Eindnngtiefc von 13 mm 90 kg. Die Platte ließ sich ebenfalls mit herkömmlichen Holzbearbeitungswerkzeugen bearbeiten, verleimen und mit Beschichtungen und Anstrichen versehen. Die erhaltene Platte zeigte im Vergleich zu derjenigen gemäß Beispiel 1 eine wesentlieh größere Elastizität und erwies sich bei der Prüfung des Brandverhaltens gemäß DIN 4102 ebenfalls als nicht brennbar.

Beispiel 3

45

Zur Herstellung einer weiteren Steinholzplatte wurde das Verfahren gemäß Beispiel 2 wiederholt, wobei jedoch jetzt der Mischung noch zusätzlich 80 cm³ einer 50°_oigen wäßrigen Dispersion eines Vinylpropionat-Copolymeren mit einer Teilchengröße von 0.5 bis 3 μ zugemischt wurden. Die erhaltene Platte besaß eine Biegefestigkeit von 180 kg/cm², eine Schraubenhaltekraft bei einer Eindringteife von 13 mm von 120 kg und eine wesentliche verringerte Neigung zur Aufnahme von Luftfeuchtigkeit. Bei der Prüfung des Brandverhaltens erwies sich die Platte ebenfalls als nichtbrennbar. Im Beflammungsversuch ergab sich eine ausgezeichnete Wärmedämmung und selbst nach längerer Beflammungsdauer eine hervorragende Festigkeit.

In einem Vergleichsversuch wurden gemäß der deutschen Patentschrift 1 160 350 durch Vermischen von jeweils 1,57 Volumenteilen gebranntem Magnesit mit I Volumenteil einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung von 32' Be und nachfolgendes Einmengen von 1,5 Volumenteilen Hobelspänen und 0,75 Volumenteilen Wasser etwa 100 1 Steinholzmasse hergestellt, diese in eine 2,44 · 1,22 · 1,9 cm messende Form eirgefüllt und nach Abstreichen der Oberseite in der Form ausgehärtet. Als die erhaltene Platte nach drei Wochen aus der Form entnommen werden sollte, zerbrach sie unter ihrem eigenen Gewicht. In einem zweiten Ver-.uch wurde die auf die gleiche Weise hergestellte SteinhoL·- masse in einer 122 · 50 · 1,9 cm messenden Form aus-Cehärtet. die erhaltene Platte nach dreißig Tagen bei Raumtemperatur entformt, eine weitere Woche bei Raumtemperatur gelagert und dann geprüft. Die erhaltene Platte be>aß eine Rohdichte von 1.24 gem' und eine Druckfestigkeit von 110 kp.cm². Die Biegefestigkeit konnte nicht gemessen werden, da der 100 · 20 · 1,9 cm messende Probekörper schon beim Einspannen in die Maschine zerbrach. Bei der Prüfung des Brandverhaltens gemäß Ziff. 3.2 der ergänzenden Bestimmungen zur DIN-Norm 4102 verglühte der Prüfkörper, wobei die Temperatur im Ofen um mehr als 50 C über den Ausgangswert anstieg, so daß die Bedingungen für nicht brennbare Baustoffe nicht eifüllt wurden. Bei der Bestimmung der Schraubenhaltekraft (Parker 6 bis 12 bei 13 mm Eindringtiefe) wuiden Werte von nur 8 bis 10 kg gemessen. Demgegenüber zeigte eine zum Vergleich gemäß Beispiel 1 hergestellte Steinholz-Bauplatte von 244 · 122 · 1.9 cm eine Rohdichte von 0.72 g cm³, eine Druckfestigkeit von 190 kp/cm². eine Schraubenhaltekraft (Parker 6 bis 12 bei 13 mm Eindringtiefe) von 151 kg, einen an einer 12,2 m² großen Prüfwand bei einer Temperaturdifferen? von 100 C gemessenen Wärmedurchgang von 0.225, und nach fünftägigem Tauchen in Wasser eine Dickenquellung von 0.1 mm nach dem Trocknen. In einem beschleunigten Alterungstest ergab sich, daß die Eigenschaften der Platte über eine zehn Jahren entsprechende Alterungsdauer konstant blieben. Darüber hinaus war die Steinholz-Bauplatte nicht brennbar im Sinne von Ziff. 3.1 der DIN-Norm 4102, Blatt 4 und feuerhemmend gemäß der Feuerwiderstandsklasse F 30 nach Ziff. 3.1 und Ziff. 5.2 der DIN-Norm 4102, Blatt 2.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbsttragende, schraubfähige, nicht brennbare Steinholz-Bauplatte mit bleibender Maßhaltigkeit aus einer ohne Verpressen ausgehärteten Mischung von gebranntem Magnesit, wäßriger Magnesiumchloridlösung und Holzfüllstoffen mit einem Gewichtsverhältnis MgO:MgCl₂ von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese ausgehärtete Mischung aus natürlichem und synthetischem Magnesit, feinteiligen Holzfüllstoffe?! und einer Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15° Be besteht und eine Dichte von höchstens 0,75 g/cm³, ein Gewichtsverhältnis MgO zu Holzfüllstoff von 1:1 bis 1:1,5 und ein Gewichtsverhältnis Holzfüllstoff zu MgCl₂ von 2 bis 6 aufweist.

2. Bauplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß darin zusätzlich eine höchstens dem Magnesitgehalt entsprechende Volumenmenge- in- »ktive Kieselgur enthalten ist.

3. Bauplatte nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,1 bis 0.5 Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder Copolymeren mit einem ^a5 Gehalt an Vinylacetat-, Vinylpropionat- und'oder Vinylalkoholgruppen.

4. Verfahren zur Herstellung von selbsttragenden, schraubfähigen, nicht brennbaren Steinholz-Bauplatten nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine feinteilige Mischung aus natürlichem und synthetischem Magnesit mit einer etwa 2 bis 2,7fachen Volumenmenge wäßriger Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15 Be und. bezogen auf Magnesit, einer 4,5- bis 6,2fachen Volumenmenge Holzfüllstoff zu einer plastischen Masse vermischt wird, diese etwa 45 bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann verformt, in der Form mindestens 4 Stunden bei Temperaturen zwischen 30 und 40" C vorgetrocknet. dann entformt und mindestens 24 Stunden bei Temperaturen zwischen 50 und 60" C getrocknet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß 13 Volumenteile einer aus 40 bis 60 Gewichtsprozent natürlichem und 60 bis 40 Gewichtsprozent synthetischem Magnesit bestehenden Mischung mit etwa 25 bis 35 Volumenteilen einer wäßrigen Magnesiumchloridlösung von 10 bis 15^ς Be und nachfolgend mit 60 bis 80 Volumenteilen Sägespänen und/oder Holzmehl mit einer Teilchengröße bis zu etwa 5 mm zu einer plastischen Masse vermischt wird, diese etwa 45 bis 90 Minuten der Quellung überlassen, dann in Formen zu Platten verformt, in der Form etwa 6 bis 10 Stunden bei Temperaturen zwischen 35 und 40" C vorgetrocknet, die Platten entformt und 40 bis 50 Stunden bei Temperaturen zwischen 50 und 60 C getrocknet und schließlich mehrere Tage bei Außentemperatur gelagert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß Magnesit mit dem Hauptteil der Magnesiumchloridlösung vermischt und nach dem Einmischen der Holzfüllstoffe die Konsistenz der Masse durch Zumischen der restlichen Magne- S siumchloridlösung eingestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Masse durch eine Schlitzdüse als Flachstrang unter Vibration iu eine nach oben offene Plattenform eingelegt, die Oberfläche geglättet und die überschüssige Masse abgestrichen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Quellen der Masse und das Verformen bei Temperaturen zwischen 30 und 40⁰C durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung aus Magnesit und Magnesiumchloridlauge vor dem Einbringen der Holzfüllstoffe eine höchstens dem Volumen des Magnesits entsprechende Volumenmenge inaktive Kieselgur eingemischt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung noch 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent einer feinteiligen Dispersion eines Polymeren oder Copolymeren mit Vinylacetat-, Vinylpropionat- und/oder Vinylalkoholgruppen eingemischt wird.