DE2422921C3

DE2422921C3 - Process for the production of Portland cement-bonded chipboard

Info

Publication number: DE2422921C3
Application number: DE19742422921
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing Ernst (grad), 3400 Gottingen, Bunzenthal, Heinrich, 3417 Wahlsburg
Original assignee: Deutsche Novopan GmbH, 3400 Gottingen
Filing date: 1974-05-11
Publication date: 1977-07-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung portlandzementgebundener Holzspanplatten, durch Verpressen eines Gemisches von Holzspänen und Portlandzement, bei dem das Gemisch aus getrockneten Holzspänen und Portlandzement zu Plattenformlingen aufgeschüttet und anschließend verpreßt wird.The invention relates to a method for the production of Portland cement-bonded chipboard Injection of a mixture of wood chips and Portland cement, in which the mixture of dried Wood chips and Portland cement are poured into molded panels and then pressed.

Im Bauwesen lassen sich derartige Platten für Fassadenbekleidungen, in Feuchträumen oder auch allgemein für tragende oder ausstellende Zwecke in Bereichen höherer klimatischer Belastung einsetzen. Durch den hohen Zementanteil sind die Platten schwerentflammbar, so daß sie eine größere Sicherheit gegen die Ausbreitung eines Brandes gewährleisten, wie dies bei den üblichen kunstharzgebundenen Holzspanplatten der Fall ist. Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung portlandzementgebundener Spanplatten werden Holzspäne in einem Mischer mit vorzugsweise 70 bis 80 Gewichtsprozenten Portlandzement und Anmachwasser vermengt. Die derart benetzten Holzspäne gelangen dann in Schüttstationen, aus denen sie möglichst gleichmäßig auf eine Endlosfolge von Unterlagsblechen aufgeschüttet werden. Nach dem Aufschütten des Zement-Späne-Gemisches auf die Blechunterlagen erfolgt eine Vereinzelung der Bleche. Die vereinzelten Bleche mit den Span-Zement-Formlingen werden sodann auf Einspanngerüsten zu Paketen bestimmter Größe gestapelt. Diese Plattenpakete werden dann in einer hydraulischen Presse auf die jeweilige Nenndicke zusammengepreßt und im geschlossenen Paket gehalten.In construction, such panels can be used for facade cladding, in damp rooms or else generally used for load-bearing or exhibiting purposes in areas with higher climatic loads. Due to the high proportion of cement, the panels are flame retardant, so they are more secure Guarantee against the spread of a fire, as is the case with the usual synthetic resin-bonded chipboard the case is. In the previously known processes for the production of particle board bonded with Portland cement wood chips are in a mixer with preferably 70 to 80 percent by weight Portland cement and Mixing water mixed. The wood chips wetted in this way then arrive in dumping stations, from which they be heaped as evenly as possible onto an endless sequence of shims. After The cement-shavings mixture is poured onto the sheet metal supports and the sheets are separated. The separated sheets with the chip-cement-briquettes are then put into packages on clamping frames certain size stacked. These plate packs are then placed in a hydraulic press on the respective nominal thickness compressed and kept in a closed package.

Das Paket wird anschließend zur schnelleren Erhärtung des Zements in eine Klimakammer transportiert, in der es ca. 24 Stunden bei etwa 5O⁰C verweilt. Danach werden die Pakete geöffnet und die einzelnen Platten entnommen. Die Platten müssen jetzt noch einige Tage im Reifelager verbleiben, damit sie sich soweit verfestigen, um gefahrlos einen Transport zu überstehen. Zumeist werden die Platten vor der Verwendung nochmals einer Wärmebehandlung in einem Heizkanal unterworfen, um die Endfestigkeit zu erzielen.The package is then transported to the rapid hardening of the cement in a climate chamber, it lingers in about 24 hours at about 5O ⁰ C. Then the packages are opened and the individual plates are removed. The panels now have to remain in the ripening store for a few more days so that they solidify to the point where they can be safely transported. In most cases, the plates are subjected to another heat treatment in a heating channel before use in order to achieve their final strength.

Dieses komplizierte Fertigungsverfahren isi wegen der langen Erhärtungszeit des Zements unwirtschaftlich, da durch die 24stündige Verweilzeit der Pakete im Klimakanal die Leistungsfähigkeit der Anlage begrenzt wird und eine große Anzahl von aufwendigen Einspannvorrichtungen im Umlauf sein müssen.This complicated manufacturing process is uneconomical because of the long hardening time of the cement, because the 24-hour dwell time of the parcels in the air-conditioning duct limits the performance of the system and a large number of complex jigs must be in circulation.

Durch das Pressen im Paket entstehen innerhalb der einzelnen Platten unvermeidlich erhebliche Dickenunterschiede, die nur durch Schleifen der Platten ausgeglichen werden könnenThe pressing in the package inevitably results in considerable differences in thickness within the individual panels, which can only be compensated by sanding the panels

Die nach diesen bekannten Verfahren hergestellten portlandzementgebundenen Holzspanplatten verfugen — verglichen mit kunstharzgebundenen Holzspanplatten — über deutlich geringere Festigkeiten, was ihre Verwendung im Bauwesen erheblich einschränkt.Groove the Portland cement-bonded chipboard made by this known method - compared to resin-bonded chipboard - has significantly lower strengths, what their Significantly restricts use in construction.

Die Herstellung portlandzemenigebundener Spanplatten würde sich wirtschaftlicher gestalten lassen, wenn man den Abbindeprozeß des Zements beschleunigt. Eine Beschleunigung der Zementhäriung isi bei Anwendung höherer Temperatur möglich.The manufacture of chipboard bound in portlandzemeni could be made more economical if one accelerated the setting process of the cement. An acceleration of the hardening of the cement is included Use of higher temperatures is possible.

Die bekannten Verfahren der Schnellhärtung sind von Zorislav Fran jet ic in seinem Buch »Beton-Schnellhärtung« Bauverlag GmbH. Wiesbaden, 1969 beschrieben.The well-known rapid hardening processes are described by Zorislav Fran jet ic in his book »Concrete Rapid Hardening« Bauverlag GmbH. Wiesbaden, described in 1969.

Allen bekannten Verfahren thermischer Schnellhärtung von Portlandzement ist gemeinsam, daß Wärme zugeführt wird, ohne daß nennenwerte Mengen des zur Abbindung notwendigen Wassers verdampfen dürfen. Bei Temperaturen bis 90 C läßt sich der Zement in offenen Systemen härten, da bei dieser Temperatur nur wenig Wasser verdampft. Bei einer Temperatur von 100°C arbeitet man mit Sattdampf und verhindert so ein Austrocknen des Zements. Über 100°C muß die Härtung in einem Autoklav durchgeführt werden, um einen Wasserverlust zu vermeiden. Erst bei hohen Temperaturen im Autoklav kann man aber sehr schnelle Härtungen durchführen.All known methods of rapid thermal hardening of Portland cement have in common that heat is supplied without allowing significant amounts of the water necessary for setting to evaporate. At temperatures up to 90 C the cement can be hardened in open systems, since at this temperature only little water evaporates. At a temperature of 100 ° C one works with saturated steam and thus prevents a Drying out the cement. Curing must be carried out in an autoclave above 100 ° C to avoid water loss. But only at high temperatures in the autoclave can you do it very quickly Carry out hardening.

Das Härten von zementgebundenen Plattenpaketen im Autoklav ist praktisch nicht möglich, da die Wärme zu langsam in das Innere der Pakete eindringt. Im DT-Gbm 19 20 819 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Verbesserung der Verklebung von Holzspänen-Zement-Gemischen mit Hartschaum dadurch erzielt werden soll, daß dem Holzspäne-Zement-Gemisch vor dem Abbinden des Zements Kunststoffdispersionen beigemischt werden. Die beabsichtigte Verbesserung des Verbundes zwischen dem Holzspäne-Zementgemisch und dem Hartschaum ließ sich dadurch aber nicht erzielen.The hardening of cement-bonded plate stacks in the autoclave is practically impossible because the heat penetrates the inside of the parcel too slowly. In DT-Gbm 19 20 819 a method is described at this is an improvement in the bonding of wood chip-cement mixtures is to be achieved with rigid foam that the wood chips-cement mixture before the cement sets plastic dispersions be mixed in. The intended improvement of the bond between the wood chip-cement mixture and the rigid foam could not be achieved through this.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzuentwicke'n, daß die Abbindezeit des Portlandzements in portlandzementgebundenen Spanplatten auf etwa 10 Minuten verkürzt werden kann, so daß die Platten wirtschaftlich einzeln und mit verbesserter Dickengenauigkeit gepreßt werden können.The invention is based on the object of further developing the method of the type mentioned at the outset in such a way that that the setting time of portland cement in portland cement-bonded chipboard is about 10 Minutes can be shortened, so that the panels can be made economically individually and with improved thickness accuracy can be pressed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, da3 dem Gemisch von Holzspänen und Portlandzement Kunstharz beigegeben wird, daß diese Mischung über eine Feuchtigkeit von 15 bis 25% verfügt und daß die Plattenformlinge einzeln zwischen heißen Preßplatten bei einer Preßtemperatur von 150 bis 200⁰C unter einem Preßdruck bis 30 kp/cm² in einer spezifischen Preßzeit von 0,3 bis 0,7 min/mm Plattendicke zu Platten mit einem spezifischen Gewicht von 1,2 bis 1,5 g/cm³ verpreßt werden.This object is solved by the invention, da3 the mixture of wood shavings and Portland cement resin is added, that this mixture has a moisture content of 15 to 25% and that the plate blanks individually between hot press plates at a pressing temperature of 150 to 200 ⁰ C under a nip pressure up to 30 kp / cm ² can be pressed in a specific pressing time of 0.3 to 0.7 min / mm plate thickness to form plates with a specific weight of 1.2 to 1.5 g / cm ³ .

Unter diesen Bedingungen reagiert das Kunstharz mit dem Portlandzement. Es entsteht damit sehr schnellUnder these conditions the synthetic resin reacts with the Portland cement. It arises very quickly

eine ausreichende Anfangsfestigkeit, die eine Entnahme der Platte aus der Presse bereits nach einer Preßzeit von 10 Minuten ermöglicht. Die vollständige Aushärtung des Porilandzemenies erfolgt erst nach Tagen.sufficient initial strength that a removal allows the plate from the press after a pressing time of 10 minutes. The complete hardening of the Poriland zemenies take days.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß die mit dem relativ hohen spezifischen Gewicht verknüpfte Plattenverdichtung ein Entdampfen der Platten weitgehend verhindert, so daß trot/ der hohen Temperatur, die für die Schnellhärtung des Zements erforderliche Feuchte weitgehend erhalten |₀ bleibt.The advantages that can be achieved with the invention are that the plate compaction associated with the relatively high specific weight largely prevents evaporation of the plates, so that despite the high temperature, the moisture required for rapid hardening of the cement is largely retained | ₀ remains.

Es können damit in dem offenen System einer beheizten hydraulischen Presse praktisch ähnliche Härtungsbedingungen wie in einem Autoklav hergestellt werden. Um die geforderte Plattendichte von 1,2 bis 1.5 g/cm³ zu erreichen, benötigt man einen Preßdruck bis 30 kp/cm² vorzugsweise 25 kp/cm².In this way, curing conditions that are practically similar to those in an autoclave can be established in the open system of a heated hydraulic press. In order to achieve the required plate density of 1.2 to 1.5 g / cm ³ , a pressure of up to 30 kp / cm ^2, preferably 25 kp / cm ² , is required.

Die kurze Preßzeit von 0,3 bis 0,7 min/mm Plattendikke ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung auch bei einzeln gepreßten Platten im Mehretagenpressen. Dadurch wird die Dickengenauigkeit innerhalb der Platten stark verbessert. Aufwendiges, nachträgliches Kalibrieren durch Schleifen kann daher entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren macht umlaufende Spannvorrichtungen sowie einen Klimakanal überflüssig. Es ermöglicht eine weitgehend kontinuierliche Fertigung. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird als Kunstharz eine alkalisch kondensierte wäßrige Phenol-Formaldehydharzlösung verwendet.The short pressing time of 0.3 to 0.7 min / mm board thickness enables economical production even with individually pressed panels in multi-daylight presses. This will keep the thickness accuracy within the Plates much improved. Complicated, subsequent calibration by grinding can therefore be dispensed with. The The method according to the invention makes rotating clamping devices and an air-conditioning duct superfluous. It enables largely continuous production. According to an advantageous development of the invention an alkaline condensed aqueous phenol-formaldehyde resin solution is used as the synthetic resin.

Bisher wurde unter Fachleuten die Meinung vertreten, daß sich Phenolharz nicht eignet, da Phenol, wie es in Holz in Form von Phenolverbindungen vom Lignin- und Gerbsiofftyp vorkommt, als Zementgift wirkt, das die Erhärtung verhindert (Zeitschrift »Holz als Roh- und Werkstoff« 9 (1951), 3,97-101). Es wurde gefunden, daß sich dennoch alkalisch kondensiertes Phenol-Fonnalüehyd-Harz als Zusatz zu dem Holzspäne-Portlandzemcntgemisch vorzüglich eignet, da die härtungsverzögernde Wirkung des Phenols unter den crfindungsgemüßen Preßbedingungen nicht eintritt.So far, it has been believed by those skilled in the art that phenolic resin is unsuitable because phenol is like it occurs in wood in the form of phenolic compounds of the lignin and tannin type, which acts as a cement poison that prevents hardening (magazine "Holz als Roh- und Material" 9 (1951), 3,97-101). It was found that Alkaline condensed phenol-formaldehyde resin is still present As an additive to the wood shavings-Portland cement mixture, it is excellently suited as the hardening retardant Effect of phenol among those according to the invention Pressing conditions does not occur.

AusführungsbeispielEmbodiment

i,b kg getrocknete Holzspäne mit einer Feuchte von 3% werden mit 6,4 kg einer 38%igen wäßrigen Lösung von alkalischem Phenol-Formaldehydharz in einem Mischer benetzt und anschließend im gleichen Mischer mit 16,0 kg Portlandzement der Type 350 vermengt. Das fertige Gemisch verfügt über eine Feuchte von etwa 18%. Es wird auf ein Unterlagsblech aufgestreut und in einer beheizten, hydraulischen Presse bei einer Temperatur von 180°C und einem spezifischen Preßdruck von 25 kp/cm² zu einer Platte mit einem Format von 100 χ 100 cm² und einer Plattendicke von 2 crn verpreßt, wobei die Preßzeit 10 Minuten beträgt und die fertige Platte über ein spezifisches Gewicht von l,3g/cm^J verfügt. Die derart hergestellte Platte ist beständig gegen kochendes Wasser und verfügt über eine Biegebruchfestigkeit von etwa 190 kp/cm².1, b kg of dried wood chips with a moisture content of 3% are wetted with 6.4 kg of a 38% aqueous solution of alkaline phenol-formaldehyde resin in a mixer and then mixed with 16.0 kg of type 350 Portland cement in the same mixer. The finished mixture has a moisture content of around 18%. It is sprinkled on a base plate and pressed in a heated, hydraulic press at a temperature of 180 ° C and a specific pressure of 25 kp / cm ² to form a plate with a format of 100 100 cm ² and a plate thickness of 2 cm, the pressing time is 10 minutes and the finished plate has a specific weight of 1.3 g / cm ^J. The plate produced in this way is resistant to boiling water and has a flexural strength of about 190 kp / cm ² .

Claims

Patent claims:

1. A method for producing ponland cement-bonded wood chipboard by pressing a mixture of wood chips and Portland cement, in which the mixture of dried wood chips and Portland cement is poured into platinum moldings and then pressed, characterized in that synthetic resin is added to the mixture of wood chips and Portland cement so that these Mixture has a humidity of 15 to 25% and that the plate blanks individually between hot pressing plates at a pressing temperature of 150 ° C to 200 ° C under a pressure of up to 30 kp / cm ² in a specific pressing time of 0.3 to 0.7 min / mm sheet thickness to sheets with a specific weight of 1.2 to 1.5 g / cm ^{J are} pressed.

2. The method according to claim 1, characterized in that an alkaline condensed as synthetic resin aqueous phenol-formaldehyde resin solution is used.