DE2451667A1

DE2451667A1 - Verfahren zur herstellung von werkstoffen mit magnesia als bindemittel

Info

Publication number: DE2451667A1
Application number: DE19742451667
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Wilhelm Dr Broeker; Hans Guenther Schwarz; Maruli H Dr Simatupang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-31
Filing date: 1974-10-31
Publication date: 1976-05-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen mit Magnesia als Bindemittel Es sind Verfahren bekannt, mit denen sich aus Spänen von Holz oder verholzten Rohstoffen mit Kunstharz als Bindemittel Holzwerkstoffe herstellen lassen. Diese Werkstoffe haben aber den Nachteil, daß sie brennbar nach DIN 4102 sind und als normal entflammbar einzustufen sind (Baustoffe der Klasse B 1, DIN 4102). Sie haben den weiteren Nachteil, daß sie gegen holzzerstörende Organismen nicht beständig sind.
Es sind zwar Untersuchungen bekannt, wonach die Feuerwiderstandsdauer von Bauteilen durch das Aufbringen einer Schutzschicht, bestehend aus Borat-und Phosphatverbindungen, erhöht werden kann. Nach Zerstörung dieser Schutzschicht ist die darunterliegende Schicht allerdings noch entflammbar (DEPPE 1972). Es sind neuerdings auch Werkstoffe im Handel (z.B. Bauspanplatten Typ V 100 G - G = geschützt -), die Schutzmittel enthalten und somit längere Zeit gegen Schadorganismen widerstandsfähig sind, allerdings verteuern die Schutzmittel den werkstoff z.T. recht erheblich.
Ein von ELlMENDORF entwickelter Werkstoff, der Zement als Bindemittel enthält, weist hinsichtlich der kritisierten Nachteile bessere Eigenschaften auf (vgl. Druckschrift Bison-Werke, DEPPE 1973). Wegen des anorganischen Bindemittels gilt der Werkstoff nach DIN 4102 als schwer entflammbar (Klasse B 1) und kann nach den Erfahrungen mit zementgebundenen Holzwolleplatten sogar als unbrennbar bezeichnet werden, was sich nach Untersuchungen von EDEBLAUCH (1973) zu bestätigen scheint. Gegenüber dem Angriff von Schadorganismen ist der Werkstoff ebenfalls in sehr hohem DIaße beständig (DEPPE 1973).
Jedoch hat das Verfahren zur Herstellung zementgebundener Werkstoffe den großen Nachteil, daß durch die langdauernden Abbinde- bzw. Erhärtungsvorgänge im Zement ein Vielfaches der Preßzeit erforderlich ist, die sonst zur Herstellung kunstharzgebundener Werkstoffe aufgewendet werden muß. Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt (Bähre-Durisol), das die Werkstoffe auf sogenannten Spannwagen preßt, die dann ca. 7 - 24 Std. geschlossen bleiben, während bei einem normalen Preßvorgang zur Herstellung kunstharzgebundener Werkstoffe der Preßvorgang in einfacher Weise nur wenige Minuten dauert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, hochfeste und beständige Werkstoffe mit einem anorganischen Bindemittel durch kurzzeitiges höheres Verdichten herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Späne aus lignocellulosehaltigen Materialien, z.B. Holz, Rinde, Bagasse, Stroh, Sonnenblumenstengeln, BauswollstengeE oder leichte anorganische Materialien mit einer Lösung aus Magnesiumsulfat oder -chlorid, aber auch anderen Metallsulfaten oder -nitraten gemischt, anschließend mit Magnesia vermischt,gestreut, gepreßt und weiterbehandelt werden.
Die Preßtemperaturen liegen zwischen 1000 und 4O00C, die Preßdrücke gehen von 0,7 Fmm2 (7 kp/cm2) bis zu 10,0 N/mm2 (100 kp/cm2). Die Preßzeiten betragen nur wenige Minuten und richten sich nach der Plattendicke und der Zusammensetzung des Bindemittels.
Die erforderliche Anmachwassermenge zur Erzielung eines streufähigen Gemisches und optimaler Festigkeitswerte der Platte soll als untere Grenze mindestens so hoch sein, daß das Magnesiumoxid in dem Bindemittel in Magnesiumhydroxyd überführt werden kann, wobei für 1 kg reines Magnesiumoxid theoretisch 0,446 kg Wasser benötigt werden. Die obere Grenze ist so zu bemessen, daß beim späteren Preßvorgang keine nennenswerte Menge an Wasser heraustritt.
Die tatsächlich benötigte Menge an Anmachwasser richtet sich nach Menge und Art der Späne, des Bindemittelgemisches sowie verfahrenstechnischen Gegebenheiten und kann leicht durch ein paar kleinere Handversuche bestimmt werden.
Beispielsweise benötigt man für eine 50 x 40 x 1,0 cm große Platte: 1. beispiel 800 gr Pichtenspäne (atro) 1200 gr Magnesit 850 ml Anmachwasser (enthält 150 g MgS04/Liter) Nach 15 min Preßzeit, 1,7 N/mm2 Preßdruck weist die Platte eine Biegefestigkeit von 25 N/mm2 (250 kp/cm2) auf, bei einer Rohdichte von 1050 kg/m3. Limba, Abachi, Inga, Sklerobium und Buchenspane lassen sich ebenfalls verwenden. Die Biegefestigkeiten solcher Platten liegen bei iON /mm2 (100 kp/cm2) bei einer Rohdichte von 1050 kg/m3.
2. Beispiel 800 gr Bagasse (atro) 1200 gr. Magnesit 800 ml MgS04 (enthält 150 g MgS04/Liter) Nach 15 min Preßzeit, 1,6 N/mm2 Preßdruck weist die Platte Biegefestigkeiten von 10 N/mm2 (100 kp/cm2) auf bei einer Rohdichte von 1000 kg/m3.
3. Beispiel 800 gr Fichtenspäne (atro) 800 gr Buchenrinde (Granulat) 1600 gr Magnesit 950 ml Anmachwasser (enthält 150 g MgS04/Liter) Nach 20 min Preßzeit, 1,6 N/mm2 Preßdruck weist die 15 mm dicke Platte Biegefestigkeiten von 9 N/mm2 (90 kp/cm2) auf bei einer Rohdichte von1100 kg/m3.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Abbinde- bzw. Erhärtungszeit des Bindemittels aus Magnesia gegenüber ist der des Zements sehr viel kürzer/und somit die Preßzeiten sehr viel kürzer sind und daß die erreichbaren Festigkeiten höher als bei zementgebundenen Werkstoffen liegen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß inagnesiagebundene Werkstoffe auf Anlagen hergestellt werden können, wie sie bereits für die Herstellung kunstharzgebundener Werkstoffe verwendet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Holzarten sowie auch andere lignocellulosehaltige Materialien, wie beispielsweise Bagasse, die zur Herstellung zementgebundener Werkstoffe wegen ihrer zementerhärtungsstörenden Wirkung nicht geeignet sind, verwendet werden können. Ein weiterer Vorteil gegenüber ungeschützten kunstharzgebundenen Werkstoffen liegt darin, daß magnesiagebundene Werkstoffe unbrennbar und gegen Schadorganismen beständig sind. Ein weiterer Vorteil gegenüber zementgebundenen Werkstoffen besteht darin, daß die Oberfläche glatt und infolge der hellen Farbe des Bindemittels ein den kunstharzgebundenen Werkstoffen ähnliches Aussehen besitzt.
Literatur DIN 272, 273, 1101, 4076, 4102, 6871 BISON-Werke Bähre & Greten GmbH, Springe; Druckschrift über Duripanel.
DEPPE, H.J. 1972: Holz-Zentralblatt, Stuttgart, H. 12, s. 176-77.
DEPPE, H.J. 1973: Holz-Zentralblatt, Stuttgart, Nr. 49/50, s. 737-39.
ELMENDORF, A. 1966: US-Patent Nr. 3 271 492.
HAYEE, E. und E. SCHNELL. 1960: Chemiker-Ztg. Chem,Apparatur 84, Nr. 21, s. 697-701.
KNOBLAUCH, E. 1973: Holz als Roh-und Werkstoff 31, S. 377-85.
EOLLMiNN, F.s Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. Springer Verlag, Berlin 1955, Band II, S. 555.
PRIOR, W.L. und H.J. SNELSON. 1960: US-Patent Nr. 2 944 291.
PROBST, E. 1962: Handbuch der Betonsteinindustrie. Carl Marhold Verlagsbuchhandlung, Berlin-Charlottenburg.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen mit Magnesia als Bindemittel dadurch gekennzeichnet, daß Späne aus lignocellulosehaltigen Materialien, wie z.B. Holz, Rinde, Bagasse, Stroh, Sonnenblumenstengel, Baumwollstengel oder Fasern mit Magnsesiumsulfat oder -chlorid oder andere Metallsulfate oder -nitrate mit Wasser und Magnesia oder andere magnesiahaltige Bindemittel, wie z.B. gebrannter Dolomit vermischt und zu Plattenwerkstoffen oder Formkörpern verpreßt werden, wobei die Preßdrücke von 7 kp/cm2 bis zu 100 kp/cm2 und die Preßtemperaturen von 1000 bis zu 4000C reichen können.
2. Verfahren nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Anmachwassers mindestens so groß ist, daß das Magnesiumoxid in dem Bindemittel in Magnesiumhydroxyd überführt wird und höchstens eo groß ist, daß beim späteren Preßvorgang keine nennenswerte Wassermenge mehr austritt.