DE2127421A1

DE2127421A1 - Concrete mouldings - contg prefoamed polystyrene beads by mixing preformed beads with cement and additives, treating with st

Info

Publication number: DE2127421A1
Application number: DE19712127421
Authority: DE
Inventors: die Anmelder. P sind
Original assignee: Beth, Franz, 6520 Worms; Heckendorf, Siegfried, 6841 Rosengarten
Priority date: 1971-06-03
Filing date: 1971-06-03
Publication date: 1972-12-14

Description

Verfahren zum Herstellen eines Mischbetonformkörpers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mischbetonformkörpers.
Es ist bekannt, derartige Mischbetonformkörper unter Verwendung vorgeschäumter Polystyrolkügelchen herzustellen.
Da diese Polystyrolkügelchen frisch sein müssen, d.h., nicht älter als etwa 24 Stunden sein dürfen, kann man sie nicht lange auf Lager halten; vorteilhaft werden diese Polystyrolkügelchen daher in dem gleichen Werk vorgeschäumt, in welchem auch die Mischbetonformkörper hergestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem die PolyntyrolkUgelchen nicht in einem gesonderten Verfahren und in einer gesonderten Apparatur aus Polystyrolgranulat vorgeschäumt werden müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Mischer Sand und Polystyrolgranulat innig miteinander vermischt werden, daß in diese Mischung Dampf so lange eingeleitet wird, bis die Mischung aus Sand und Polystyrolgranulat auf 1200 bis 1500 ¢ erwärmt und eine gewünschte Vorschäumung des Polystyrolgranulates bewirkt ist, daß dann Wasser und zuletzt Zement und Mischöl (Porenbildner) zugegeben und gleichmäßig vermischt werden, wobei die zugegebene Wassermenge gleich der zum Abbinden des Zement es erforderlichWassermenge, vermindert um die durch Dampfkondensation niedergeschlagene Wassermenge, ist und wobei die Wasserzugabe durch Abkühlen der Mischun& auf 600 bis 75 0 C die Vorschäumung beendet und die vorgeschäumten Polystyrolkügelchen erfestigt, und daß dann unverzüglich die fertige Mischung in eine oben offene Form eingegeben wird, in welcher das Abbinden des Zement es in 60 min bis 90 min eine Erwärmung bewirkt, die zum Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen führt. - Anstelle von Dampf kann man zum Vorschäumen auch Heißluft zugeben; die zugegebene Menge kalten Wassers ist dann entsprechend zu erhöhen. Die Verwendung von Heißluft hat den Vorteil, daß der Zement-Wasser-Faktor (\Ferhaltnis Wasser-Menge zu Zement-Menge) genauer eingestellt werden kann, da die bei Dampfkondensation niedergeschlagene Wassermenge variabel ist.
Zunächst werden erfindungsgemäß nur Sand und Polystyrolgranulat miteinander vermischt, wobei der Sand während der nachfolgenden Vorschäumung durch eingeleiteten Dampf verhindert, daß die Polystyrolkügelchen miteinander verbacken. Sand und Polystyrolgranulat werden vorteilhaft etwa 1 min miteinander vermischt und dann wird 50 bis 60 Sekunden lang Dampf eingeblasen, bis die Mischung aus Sand und Polystyrolgranulat auf 120° bis 1500 C erwärmt und eine gewünschte Vorschäumung des Polystyrolgranulat es bewirkt ist. Diese Mischung wird dann durch Zugabe von kaltem Wasser "abgeschreckt", wodurch die Temperatur der Mischung auf 600 bis 750 C herabgesetzt wird. Hierdurch wird einerseits die Vorschäumung beendet und andererseits werden die vorgeschäumten Polystyrolkügelchen verfestigt. Dann erst wird der Zement und das Mischöl (Porenbildner) zugegeben; es ist sehr wesentlich, daß der Zement erst eingegeben wird, nachdem durch Zugabe des kühlen Wassers die Temperatur der Mischung herabgesetzt ist, da der Zement in einem heißen Wasserbrei zu früh abbinden würde, was erfahrungsgemäß dazu führt, daß an den Wandungen des Mischers und den Mischerarmen sich abgebundener Zement ansetzt.
In der offenen Form bewirkt das langsam beginnende Abbinden des Zement es eine Temperaturerhöhung durch Hydration, und diese Temperaturerhöhung beschleunigt einerseits das Abbinden und bewirkt andererseits ein Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen in dieser Form.
In vielen Fällen wird man die Abbindezeit des Zement es von 60 min bis 90 min noch wesentlich herabsetzen wollen. Dies kann man erfindungsgemäß dadurch erzielen, daran in die Mischung einen zweiten Dampfstoß eingibt, welcher ein Nachschäu men der durch den ersten Dampfstoß vorgeschäumten Polystyrolkügelchen bewirkt und die Mischung derart erwärmt, daß die Zeit, innerhalb welcher der Zement in der Form abbindet, gegenüber der angegebenen Zeit von 60 min bis 90 min erheblich vermindert wird.
Man kann den zweiten Dampf stoß in die Mischung eingeben, so lange sich diese noch im Mischer befindet: Man mischt hierzu in dem Mischer Sand und Polystyrolgranulat innig miteinander, leitet in diese Mischung Dampf (erster Dampfstoß) so lange ein, bis die Mischung ausSaad und Polystyrolgranulat auf 120° C bis 150° Cerwärmt und eine gewünschte Vorschäumung des Polystyrolgranulates bewirkt ist.
Dann gibt man kalt es Wasser und zuletzt Zement und Mischöl (Porenbildner) hinzu und vermischt gleichmäßig. Hierbei sind einerseits die Temperatur, auf welche die Mischung aus Sand und Polystyrolgranulat durch den ersten Dampfstoß erwärmt wird, und andererseits die Wassertemperatur des zugegebenen Wassers derart aufeinander abzustimmen, daß die Temperatur der Mischung nach Zugabe des Wassers, des Zement es und des Mischöles etwa 500 C beträgt. Dann gibt man den zweiten Dampfstoß in die Mischung, welcher die Mischung auf etwa 1200 C erwärmt; anschließend gibt man die fertige Mischung unverzüglich in eine oben offene Form, in der der Zement in weniger als 60 min bis 90 min abbindet.
Bei diesem Verfahren ist es wesentlich, daß der Zement sich möglichst kurz in der durch den zweiten Dampfstoß erhitzten Mischung befindet. Oft wird es schwierig sein, die hierzu erforderlichen Temperaturen und Zeiten so genau einzuhalten, daß ein Abbinden des Zement es innerhalb des Mischers vermieden wird.
Aus diesem Grunde wird es oft besser sein, den zweiten Dampfsto g cht innerhalb des Mischers, sondern innerhalb der Form in die Mischung einzugeben und so ein schnelleres Abbinden des Zement es in der Form zu erzielen, wodurch man die Entformungszeit wesentlich unter die angegebenen 60 min bis 90 min senken kann.
Ein dritter Weg, diese Entformungszeit zu vermindern, besteht darin, die Porm zu beheizen.
Der Dampf der beiden Dampfstöße wird vorteilhaft möglichst homogen in die Mischung eingeleitet, um lokale berhin zungen zu vermeiden. Derartige lokale Überhitzungen können beim ersten Dampfstoß dazu führen, daß in überhitzten Bereichen bereits ein Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen stattfindet; die Homogenität der Vorschäumung in der Mischung wäre damit nicht gewährleistet, und durch das nachherige Abschrecken durch das kalte Wasser würde keine gleichmäßige Verfestigung der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen mehr erzielt, da in manchen Bereichen die Polystyrolkügelchen bereits nachgeschäumt wären. Lokale Überhitzungen beim zweiten Dampfstoß dagegen könnten dazu führen, daß der Zement lokal zu früh abgebunden wird; beirn Eingeben des zweiten Dampfstoßes in den 0 scher hätte dies zur Folge, daß abgebundene Zement-Brocken den Mischer verstopfen würden. Beim Einleiten des Dampfes innerhalb der Form dagegen hätte das verfrühte Abbinden innerhalb einzelner Bereiche zur Folge, daß die Festigkeit des fertigen Mischbetonformkörpers inhomogen wäre.
Wie bereits ausgeführt wurde, steigt die Temperatur innerhalb der Form durch das Abbinden des Zementes an. Überschreitet diese Temperatur 1000 C, so verdampft das Wasser an der Oberfläche, was ein Austrocknen oder "Verdursten" der Oberfläche des Mischbetonformkörpers zur Folge hat. An der Oberfläche fehlt dann das zum Abbinden erforderliche Wasser, so daß die Oberfläche nicht die erforderliche Festigkeit aufweist. Aus diesem Grund wird vorteilhaft die oben offene Form abgedeckt, sobald der Formkörper eine Temperatur von 980 C erreicht.
Es hat sich bewährt, einen Dampf von 1200 C bis 1500 C und 8 bis 10 at Druck zu verwenden.
Steht beispielsweise kein Heißdampf, sondern heißes Wasser zur Verfügung, so kann man vorteilhaft erfindungsgemäß einen Mischbetonformkörper dadurch herstellen, daß man in einem Mischer Sand und Polystyrolgranulat mit so viel heißem Wasser vermischt, daß das Polystyrolgranulat bis zu einem gewünschten Grad vorgeschäumt wird. Dann gibt man kalt es Wasser und zuletzt Zement und Mischöl (Porenbildner) hinzu und vermischt gleichmäßig. Hierbei ist die zugegebene kalte Wassermenge gleich der zum Abbinden des Zement es erforderlichen Wassermenge, vermindert um die Menge heißen Wassers, die man eingangs zugegeben hat.
Auch hier bewirkt die Zugabe des kalten Wassers durch Abkühlen der Mischung ein Ende der Vorschäumung und eine Verfestigung der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen. Man gibt dann unverzüglich die fertige Mischung in eine oben offene Form ein, in welcher das Abbinden des Zementes eine Erwärmung bewirkt, die zum Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen -führt.
Dieses erfindungsgemie Verfahren, bei welchem man an Stelle von Heißdampf heißes Wasser verwendet, hat den Vorteil, daß die verwendete Apparatur wesentlich einfacher sein kann; um ein zu starkes Aufschäumen des Polystyrolgranulates zu verhindern, muß das heiße Wasser nach und nach zugegeben werden, um lokale Uberhitzungen, die die geschilderten Nachteile haben, zu vermeiden.
Zur Herstellung eines Polystyrol-MischbdDn-i'ormkörpers mit einem spezifischen Gewicht von 800 kg/m3 mischt man 80 kg Sand der Körnung 0,3 mm mit 4 kg Polystyrolgranulat der Type 4200 etwa 1 min lang. Man bläst dann Dampf von 1200 C bis 1500 C und 8 bis 10 at Druck 60 bis 70 Sekunden lang ein; diese Dampfeinblasdauer beträgt 70 bis 80 Sekunden, solange der Mischer noch kalt ist. Durch das Dampfeinblasen wird die Temperatur der Mischung auf 1200 C bis 1500 C erhöht. Die Polystyrolgranulat-Kügelchen werden vorgeschäumt. Dieses Vorschäumen wird dadurch unterbrochen, daß man 27 kg Wasser hinzuschüttet; diese Wasser menge ist derart gewählt, daß die insgesamt (kaltes wasser und Dampfkondensation) zugegebene Wassermenge zu einem Wasser-Zement-Faktor von 0,4 führt. Nach Eingabe des Wassers werden 90 kg Zement der Type 350 und 90 g Mischöl (Porenbildner) zugeschüttet, und dann wird gleichmäßig etwa 1 min lang vermischt. Die Mischung hat dann eine Temperatur von 600 C bis 750 C.
Diese fertige Mischung wird dann unverzüglich in eine oben offene Form eingegeben, in welcher das Abbinden des Zementes in 60 min bis 90 min eine Erwärmung bewirkt, die zum Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen führt.
Der erhaltene Mischbetonformkörper hat eine Wärmeleitzahl von 0,20 Kcal / m h grd, eine Druckfestigkeit von 50 bis 60 kp/cm² und eine Biegezugfestigkeit von etwa 20 kp/cm².
Als Mischer wurde ein Zwangsmischer THZ 375 mit Dampfinjektion der Firma TEKA-Baumaschinen GmbH verwendet. Die Homogenität der Dampfzuführung wurde dadurch verbessert, daß die drei dwnpfzuführenden Arme am Boden je ein radiales Quer-Rohr mit Dampfaustrittsöffnungen tragen, welche der Umlaufrichtung entgegenstehen.

Claims

A n s p r ü c h e

Verfahren zum Herstellen eines Mischbetonformkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mischer Sand und Polystyrolgranulat innig miteinander vermischt werden, daß in diese Mischung Dampf so lange eingeleitet wird, bis die Mischung aus Sand und Polystyrolgranulat auf 120% bits 150° C erwärmt und eine gewünschte Vorschäumung des Polystyrolgranulates bewirkt ist, daß dann Wasser und zuletzt Zement und Mischöl (Porenbildner) zugegeben und gleichmäßig vermischt werden, wobei die zugegebene Wassermenge gleich der zum Abbinden des Zementes erforderlichen Wassermenge, vermindert um die durch Dampfkondensation niedergeschlagene Wassermenge, ist und wobei die Wasserzugabe durch Abkühlen der Mischung auf 600 c bis 75 C die Vorschäumung beendet und die vorgeschäumten Polystyrolkügelchen verfestigt, und daß dann unverzüglich die fertige Mischung in eine oben offene Form eingegeben wird, in welcher das Abbinden des Zementes in 60 min bis 90 min eine Erwärmung bewirkt, die zum Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sand und Polystyrolgranulat 1 min lang miteinander vermischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfeinblasdauer 50 sec bis 60 sec beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung ein zweiter Dampfstoß eingegeben wird, welcher ein Nachschäumen der durch den ersten Dampfstoß vorgeschäumten Polystyrolkügelchen bewirkt und die Mischung derart erwärmt, daß die Zeit, innerhalb welcher der Zement in der Form abbindet, gegenüber der angegebenen Zeit von 60 min bis 90 min erheblich vermindert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der eine Abkühlung auf 500 C bewirkenden Zumischung von Wasser sowie dann Zement und Mischöl der zweite Dampfstoß in die Mischung innerhalb des Mischers eingegeben wird, welcher die Mischung auf etwa 1000 C erwärmt, und daß dann unverzüglich die fertige Mischung in eine oben offene Form eingegeben wird, in welcher der Zement in weniger als 60 min bis 90 min abbindet.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dampfstoß in die Form eingegeben wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form beheizt wird, wodurch die Zeit, innerhalb welcher der Zement in der Form abbindet, gegenüber der angegebenen Zeit von 60 min bis 90 min erheblich vermindert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf des ersten Dampfstoßes und gegebenenfalls des zweiten Dampfstoßes homogen eingeleitet wird, um lokale Uberhitzung zu vermeiden, die beim ersten Dampfstoß zu unerwünschtem Nachschäumen und beim zweiten Dampfstoß zu verfrühtem Abbinden des Zementes führen könnten.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die oben offene Form abgedeckt wird, sobald der Formkörper eine Temperatur von 980 c erreicht.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Dampfes von 1200 C bis 1500 C und 8 bis 10 at Druck,
11. Verfahren zum Herstellen eines Mischbetonformkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mischer Sand und Polystyrolgranulat mit so viel heißem Wasser vermischt werden, daß das Polystyrolgranulat bis zu einem gewünschten Grade vorgeschäumt wird, daß dann kaltes Wasser und zuletzt Zement und Mischöl (Porenbildner) zugegeben und gleichmäßig vermischt werden, wobei die zugegebene Menge kalten Wassers gleich der zum Abbinden des Zementes erforderlichen Wassermenge, vermindert um die Menge heißen Wassers, ist und wobei die Zugabe des kalten Wassers durch Abkühlen der Mischung die Vorschäumung beendet und die vorgeschäumten Polystyrolkügelchen verfestigt, und daß dann unverzüglich die fertige Mischung in eine oben offene Form eingegeben wird, in welcher das Abbinden des Zementes eine Erwärmung bewirkt, die zum Nachschäumen der vorgeschäumten Polystyrolkügelchen führt.
12. Abänderung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des ersten Dampfstoßes Heißluft verwendet wird, wobei dann die zugegebene Menge kalten Wassers derart zu erhöhen ist, daß der gewünschte Wasser-Zement-Faktor erhalten wird.