DE2355438A1

DE2355438A1 - Verfahren zur herstellung von zementgebundenen formkoerpern, insbesondere von leichtbauplatten

Info

Publication number: DE2355438A1
Application number: DE19732355438
Authority: DE
Inventors: Fridolin Dipl-Ing Pletzer; Hubert Strasser; Hans Dipl-Ing Dr Tschernuth
Original assignee: Osterreichisch Amerikanische Magnesit AG
Current assignee: Osterreichisch Amerikanische Magnesit AG
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1973-11-06
Publication date: 1974-06-12
Also published as: LU68967A1; FR2210134A5; AT328944B; BE807509A; NL7315867A; IT999150B; US3981950A; ATA1048972A

Description

österreichisch-Amerikanische Magnesit Aktiengesellschaft in Radenthein (Österreich)

Verfahren zur Herstellung von zementgebundenen iFormkörpern, insbesondere von Leichtbauplatten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von zementgebundenen Leichtbauplatten in einem kontinuierlichen Arbeitsgang.

.Für Formkörper mit mineralischer Bindung, wie sie vor allem im Bauwesen als Leichtbauplatten Anwendung finden, kommt als Grundmaterial in erster Linie ein faserhaltiges Material auf organischer öder anorganischer Basis in Betracht. Es sind dies vor allem Holzwolle, Holzspäne, Sägespäne, Schleifholz oder sonstige Holzfaserstoffe, des weiteren Mineralfasern, wie Schlackenwolle, Glasfasern, sowie Kunststoffspäne und

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-fasern. Das Grundmaterial kann aber auch aus Leichtstoffen verschiedener Art bestehen, z.B. solchen auf Basis von Blähsilikaten (z.B. Perlit) oder Blähglimmern (z.B. Vermiculit), Blähtonen oder Blähglas, oder auch auf organischer. Basis, wofür sich unter anderem auch Granulate von Schaumkunststoffen (z.B. vorgeschäumtes Polystyrol) als Füllstoffe eignen. Die" Leichtstoffe können zu Armierungszwecken auch in Korabination mit den oben erwähnten Fasermaterialien eingesetzt werden.

Die mineralischen Bindemittel, die in der Baustoffindustrie bei der Erzeugung von Formkörpern in weitaus überwiegendem Maße zur Anwendung gelangen, sind Portlandzement und Magnesia-^ zement. Bei Herstellung von Platten und Formkörpern in Einzelformen spielt es keine ausschlaggebende Rolle, welches Bindemittel verwendet wird.

Ganz anders sind jedoch die Verhältnisse, wenn die Platten-, erzeugung auf kontinuierlichem Wege in einem aus endlosen bewegten Bändern, insbesondere Stahlbändern gebildeten Formkanal, im folgenden kurz Bandforramaschine genannt, erfolgen soll. In der Bandformmaschine muß nämlich die vorläufige Abbindung der geformten Masse so rasch erfolgen, daß der aus dem Formkanal austretende endlose Plattenstrang ohne Beschädigung in Einzelplatten zerschnitten werden kann, welche dann so weit handhabbar sein müssen, daß sie zur endgültigen Abbindung in Lagerräume transportiert werden können. Um wirtschaftlich produzieren zu können, muß man mit Abbindezeiten bzw. Verweilzeiten im Formkanal von etwa 5 bis 6 Minuten das Auslangen finden. Unter diesen Umständen war es bisher nur möglich, mit Magnesiazement zu arbeiten, dessen Abbindung durch Wärmezufuhr im Formkanal ausreichend beschleunigt werden kann. Demgegenüber bindet Portlandzement viel zu langsam ab; des weiteren ist es nur in beschränktem Ausmaß möglich, die Abbindung durch Wärmezufuhr zu beschleunigen, zumal im Falle der Verwendung von Holz als Grundmaterial durch die Holzwirkstoffe eine starke Verzögerung des VerfestigungsVorganges bewirkt wird. Auch der Zusatz von Beschleunigern, wie z.B. Kalziumchlorid, erlaubt

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es nicht, eine auch nur annähernd, ausreichende Abbindege- ^: schwindigkeit zu erreichen. . _: ·

Es wurde nun gefunden, daß es dennoch möglich gemacht werden kann, Formkörper, insbesondere Leichtbauplatten, mit einer Bindung auf Basis von Portlandzement in der Bandformmaschine zu erzeugen, wenn ein erst vor kurzem bekannt gewordener, schnell abbindender Portlandzement von bestimmter Zusammensetzung für den vorliegenden Sonderzweck ausgewählt und seine Abbindezeit durch Wärmeeinwirkung weiter herabgesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper ,aus der aus Grundmaterial und . Bindemittel gebildeten Formmasse in einem aus endlosen, bewegten Bändern, z.B· Stahlbändern, gebildeten und beheizten Formkanal erzeugt werden, wobei als Bindemittel in der Formmasse ein solcher Portlandzement eingesetzt wird, der 1 bis 30 Gew,-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-% eines Kalziumhalogenaluminates der Zusammensetzung 11 GaO . 7 AIpO,-· GaHaI₂- (Hai = beliebiges Halogen) enthält. Besonders günstige Effekte werden erzielt, wenn das Halogen Fluor ist.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß ein Zement mit dem angegebenen Gehalt an Kalziumhalogenaluminat nicht nur rasch abbindet, sondern daß darüber hinaus durch die Wärmezufuhr eine solche Beschleunigung der Abbindegeschwindigkeit erzielt werden kann, daß ebenso wie bei Magnesiazement mit Verweilzeiten im Formkanal von nur etwa 5 Minuten gearbeitet werden kann. Auch wird bei einem solchen Zement keine Verzögerung der Abbindung durch Holzwerkstoffe hervorgerufen.

Bei der-praktischen Durchführung des .erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Wärmezufuhr im Formkanal am besten durch Heizgase.Das Erhitzen wird dabei vorteilhaft so reguliert, daß im Formkanal das Plattenmaterial Temperaturen von 4-5 bis 120° G, vorzugsweise von 70 bis 90° Cy erreicht.'

Der erfindungsgemäß zum Einsatz gelangende Portlandzement

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kann vorteilhaft noch 1 bis 12 Gew.-% SO^ in Form von Anhydrit, Halbhydratgips oder Dihydratgips bzw. Gemische dieser Sulfate enthalten. . .

Eine v/eitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch erzielt werden, daß man dem beschriebenen Kalziumhalogenaluminat enthaltenden Zement

die folgenden Stoffe,

einzeln oder mehrere gleichzeitig, zusetzt: natürliche oder künstliche Puzzolane, Flugasche, feinkörnige Hochofenschlacke, Natriumfluorid, MagneniumsiJicofluorid, 7/asserglas, Ätznatron, Natriumbikarbonat oder ähnliche, die Knlziunionenkonsentration in der flüssigen Phase herabsetzende bzw. kalziumionenbindende Stoffe. Mit Hilfe derartiger Zusätze läßt sich die Verweilzeit in der Bandformmaschine noch kurzer machen.

Alle diese Zusätze sollten wegen der erforderlichen gleichmäßigen, feinen Verteilung zweckmäßig bereits im Erzeugerwerk dem einzusetzenden Portlandzement zugemahlen werden. Gleiches gilt auch für einen in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehenen Zusatz von Zement üblicher Zusammensetzung, wodurch überraschenderweise die Festigkeitsentwicklung weiter verbessert und außerdem die Wirtschaftlichkeit günstig beeinflußt wird.

Nachstehend wird anhand von nicht beschränkenden Aus— führungsbeispielen das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung zementgebundender Formkörper speziell für Holzwolleleichtbauplatten näher beschrieben und dabei auch ein Vergleich mit magnesiazementgebundenen Platten gebracht.

Beispiel 1 : Zur Erzeugung einer zeraentgebunde— nen Holzwolleleichtbauplatte wurde als Bindemittel ein Spezialzement auf Portlandzementbasis gewählt, der 20 Gew.-% der Verbindung 11 CaO . 7 AIpO-, . CaF₂ und etwa 16 Gew.-% eines Gemisches aus 70 Gew.-% CaSO,. und 30 Ge;v.-% CaSO

Rest handelsüblicher Portlandzement, enthielt.

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Dieser Spezlalzement hatte einen SO,-Gehalt von 8,5 Gew.-%. Mit 20 Gew.-Teilen dieses Zementes wurden 20 bis 25 Gew.-Teile Wasser und 16 Gew.-Teile Holzwolle .(Darrbezugsfeuchte 30 %) gut durchgemischt; diese Mischung (Formmasse) wurde dann in einen aus endlosen Stahlbändern gebildeten Förmkanal von 50 cm Breite und 2,5 cm Höhe kontinuierlich eingeführt. Dabei· wurde der Formkanal so beheizt, daß in dem zur Verformung gelangenden Material eine Temperatur von 80° C erreicht wurde. Die Verweilzeit im Formkanal betrug etwa 6 min, der gebildete Plattenstrang hatte beim Austritt aus dem Kanal genügend Festigkeit, so daß Einzelplatten abgeschnitten und gehandhabt werden konnten. .

Die so hergestellten Platten wurden 10 Tage bei ungefähr 4-0° C gelagert und dann auf ihre Festigkeit (Endfestigkeit) untersucht. .Zu diesem Zweck wurden sie auf in einem Abstand von 4-7 cm angeordnete Auflager gelegt und dann in der Mitte belastet. Die Bruchlast betrug als Mittel von mehreren Versuchen 85

Beispiel 2 i Als Bindemittel wurde ein Zement der gleichen Griindzusammensetzung wie im Beispiel 1 verwendet, jedoch mit dem Unterschied, daß schon im Erzeugerwerk als weiterer Zusatz 0,5 Gew.-% Natriumfluorid in feinster, gleichmäßiger Verteilung zugemahlen worden waren. Die Verweilzeit des Materials im Förmkanal betrug etwa 5 min, nach welcher Zeit bereits die erforderliche Festigkeit und-Konturstabilität erreicht war. Alle sonstigen Verhältnisse waren vollkommen gleich wie im Beispiel 1. Trotz der kürzeren Verweilzeit konnten höhere Endfestigkelten von im Durchschnitt'105 kp erreicht werden*

Beispiel 3 : Es wurde ein Zement wie bei Beispiel 2 verwendet, dem jedoch im Erzeugerwerk ein weiterer Zu- > satz von 2Ö Gew.-% normalem Zement der Qualität PZ 4-75 zugemahlen worden war. Alle übrigen Verhältnisse bei der Erzeugung, der Holzwolle-Leichtbauplatten waren den Beispielen 1 und 2

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vollkommen gleich. Die Endfestigkeiten der Platten betrugen im Durchschnitt 112 kp.

Beispiel 4- : Es wurde ein Vergleich zwischen den Eigenschaften von erfindungsgemäß hergestellten Platten mit Portlandzementbindung und handelsüblichen -Platten mit Magnesiazementbindung durchgeführt. Bei der Plattenherstellung wurde, wie auch in den vorangegangenen Beispielen, zuerst die Holzwolle mit der Mischflüssigkeit befeuchtet, mit dem Bindemittel bestäubt und das Ganze in Mischtrommeln mit Stachel-

walzen zur Formmasse vermischt. Danach wurde dieses Material über Vergleichsmäßigungsvorrichtungen dem beheizten Formkanal zugeführt. Es wurden Platten von 2,5 cm Stärke erzeugt.

Portlandzement Magnesiazement

Holzwolle (30 % Darr bezugs feucht e	3,90 kg	3,90 kg
Mischflüssigkeit	3,80 kg Wasser	5,30 kg MgSO₄- Lösung 12 %ig
Bindemittel	4,70 kg Zement nach Beispiel 2	4,70 kg kaust· Magnesia
Heizgastemperatur	200° C	600° C
Formdauer	5 min	4- min
mittlere Bruchlast der maschinfrischen Platten (Auflagerabstand 4-7 cm)	28 kp	33 kp
Lagerdauer bei etwa 4-0° C	10 Tage	6 Tage
Bruchlast der abgelagerten Platten (Auflagerabstand 4-7 cm)	100 kp	90 kp
Raumgewicht	4-50 kg/m⁵	4-50 kg/m⁵

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Aus der vorstehenden Tabelle sind die eingesetzten Mengen, die Temperatur- und Zeitbedingungen sowie die erzielten Ergebnisse, die Durchschnittswerte von mehreren Parallelversuchen darstellen, Im einzelnen zu ersehen. Daraus ergibt sich, daß es möglich ist, in der Bandformmaschine zemen&gebundene Leichtbauplatten herzustellen, die In ihren Eigenschaften den magnesitgebundenen Platten ähnlich sind.

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Claims

Patentansprüche :

[Λ,) Verfahren zur Herstellung von zementgebundenen Formkörpern, insbesondere von Leichtbauplatten, aus Holzwolle, Holzspänen oder sonstigen Holzfaserstoffen, aus Mineralfasern, Glasfasern, Kunststoffspänen und -fasern oder aus Leichtstoffen verschiedener Art, wie Blähsilikäten, Blähton oder Blähglas oder Granulate von Schaunikunst stoff en, als Grundmaterial, und Portlandzement als Bindemittel, dadurch, gekennzeichnet, daß die Formkörper aus der aus Grundmaterial und Bindemittel gebildeten Formmasse in einem aus.endlosen, bewegten Bändern, z.B. Stahlbändern, gebildeten und beheizten Formkanal erzeugt werden, wobei als Bindemittel in der Formmasse ein solcher Portlandzement eingesetzt wird, der 1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.—% eines Kalziumhalogenaluminstes der Zusammensetzung 11 GaO · 7 ^A12°3 * CaHa^ ^^{Hal =} beliebiges Halogen) enthält»
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmasse im Formkanal, insbesondere durch Heizgase, auf eine Temperatur von 4-5 bis 120° C, vorzugsweise auf ?O bis 90° C, erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Portlandzement eingesetzt wird, der außer dem Kalziumhalogenaluminat noch 1 bis 12 Gew.-% SCU in Form von Anhydrit, Halbhydratgips und/oder Dihydratgips enthält.

4-, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Portlandzement eingesetzt wird, der zusätzlich noch eine oder mehrere Komponenten aus einer Gruppe, umfassend natürliche oder künstliche Puzzolane, Flugasche, feinkörnige Hochofenschlacke, Natriumfluorid, Magnesiumsilicofluorid, Wasserglas, Ätznatron, Natriumkarbonat, Natriumbikarbonat· oder ähnliche, die Kalziumiqnenkonzentration in.der flüssigen Phase herabsetzende bzw. kalziumionenbindende Zusätze, enthält.

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5p Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet ,.■ daß dem Kalziumhalqgenaluminat enthaltenden Portlandzement zusätzlich noch Zement von üblicher Zusammensetzung zugegeben wird,. -.;_-.-

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