DE2543944B2 - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Leichtbauwerkstoffes - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines keramischen LeichtbauwerkstoffesInfo
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- C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines porösen keramischen Leichtbauwerkstoffes,
bei dem keramische Rohstoffe mit ausbrennbaren Materialien vermischt, danach zu Formkörpern
verarbeitet und schließlich zu Bauelementen gebrannt werden.
Keramische Leichtbauwerkstoffe werden in der Bautechnik vor allem wegen ihres geringen Gewichts
und wegen ihrer vorteilhaften bauphysikalischen Eigenschaften geschätzt. Sie zeigen nämlich u. a. eine hohe
Schallabsorption und eine gute Wärmedämmung; außerdem besitzt das Porensystem in einem solchen
Leichtbauwerkstoff einen günstigen Einfluß auf den Wetterschutz, auf das Feuchteverhalten und ganz
allgemein auf das Raumklima im Inneren eines aus derartigen Baustoffen hergestellten Gebäudes.
Ein altbekannter und bewährter keramischer Leichtbaustoff ist der poröse Ziegel. Zur Herstellung solcher
Ziegel ist es seit langem bekannt, in den Ziegelrohstoff ausbrennbare Materialien einzumischen, so daß dann
durch das Brennen des Ziegels ein poröser, im Vergleich zu massiven Ziegeln relativ leichter Formkörper
entsteht. Als ausbrennbare Materialien wurden bisher Holz in Form von Sägespänen und Sägemehl, Torf,
Kohle und auch verschiedene Kunststoffe, z. B. Styropor verwendet. Besonders die mit Hilfe von Styropor
hergestellten keramischen Leichtbauwerkstoffe haben bereits interessante Anwendungsgebiete gefunden.
Des weiteren ist es bereits bekannt, keramische Leichtbauwerkstoffe durch sogenannte Kaltporosierung
(vgl.: Dokumentation 3. Internationaler Mauerwerkskonferenz, Esssen 1973, Keramische Leichtbauwerkstoffe,
M. A1 b e η q u e), d. h. durch Zugabe von Schäumungsmittel, wie Teepol (Shell), Aphrosol
(ICI), Schäumungsmittel aus der Gruppe der Tenside und anderen herzustellen: es entsteht dadurch sogenannter
Schaumton.
Auch ist es möglich, durch geeignete brenntechnische Maßnahmen, wie sie aus der Herstellungstechnik von
Blähton, dem sogenannten Thermoschaumton, bekannt sind, zu keramischen Leichtbauwerkstoffen zu gelangen.
Häufig werden dabei auch chemische Hilfsstoffe, z. B. Gasbildner, der Ziegelmasse zugesetzt, um eine
ausreichende Blähwirkung während der keramischen Verfestigung des Materials im sogenannten Blähbereich
sicherzustellen.
Selbst geringe Zusätze aus brennbaren Materialien oder Schäumern erhöhen jedoch bereits die Produktkosten
beträchtlich, und zwar sowohl von der Material- als auch von der Verfahrensseite her, weil zum einen die
Materialien selbst recht teuer sind und weil sie zum anderen kostspielige Maßnahmen (wie Rauchgaiwäsche)
zur Reinhaltung der Umwelt bzw. zur Verringerung der Schadstoffemission erforderlich machen.
Außerdem wird bei Verwendung der herkömmlichen ausbrennbaren Materialien die Korrosion der Brennanlagen
stark erhöht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor beschriebenen Nachteile zu beseitigen oder
zumindest so weit zu reduzieren, daß der Gesamtaufwand für die Herstellung des keramischen Leichtbauwerkstoffes
erheblich vermindert wird. Außerdem war eine Verbesserung oder Optimierung der in der
Bautechnik gewünschten physikalischen Eigenschaften des Produktes erwünscht.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mit dem im beigefügten Hauptanspruch beschriebenen Verfahren in
überraschend einfacher Weise gelöst werden kann. Das Besondere des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
also darin, daß als ausbrennbares Material ein sprühgetrockneter Cellulose-Abfallstoff, z. B. ein Abfallstoff
der Zellstoffindustrie oder aufbereitetes, d. h. mit Wasser versetztes und dann sprühgetrocknetes, Altpapier,
Pulpe oder Cellulosebrei, verwendet wird; dieser Abfallstoff wird dann allein oder zusammen mit
herkömmlichen ausbrennbaren Materialien den keramischen Rohsteffen in einem Anteil von 5 bis 40 Vol.-% —
das ist die Gesamtmenge an ausbrennbarem Material bezogen auf das Gemisch aus Rohstoffen und
ausbrennbaren Materialien — zugefügt. Die Masse wird danach in herkömmlicher Weise zu Formkörpern
verarbeitet und schließlich zu Bauelementen, d. h. Ziegel, Fassadenplatten od. dgl., gebrannt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Abfallstoffe fallen in großen Mengen an. Sie ließen sich bisher nicht
verwerten, sondern mußten deponiert oder anderweitig mit hohen Kosten beseitigt werden.
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens geht darauf zurück, daß die
sprühgetrockneten Cellulose-Abfallstoffe in Form von relativ gleichmäßigen Kügelchen vorliegen. Die Verwendung
solcher Partikeln führt zu einer vergleichsweise sehr gleichmäßigen Porosität in dem fertigen
keramischen Leichtbauwerkstoff. Dies wiederum begünstigt die bereits genannten physikalischen Eigenschaften,
wie Schallabsorption, Wärmedämmung usw., was schließlich zur Verbesserung des Raumklimas und
zu energiesparenden Bautechniken beiträgt. Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung werden
sprühgetrocknete Cellulose-Abfallstoffe in Form von Kügelchen in der Größenordnung zwischen 50 und
500 μ bevorzugt.
Durch die verbesserte Gleichmäßigkeit in der Porosität des erfindungsgemäß hergestellten Leichtbauwerkstoffes
wird auch die mechanische Festigkeit des Endproduktes erhöht. Für die Dekorfähigkeit des
Werkstoffes ist die gleichmäüige Porengröße ebenfalls günstig, was sich z. B. beim Aufbringen dünner
Farbglasuren zeigt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Porosität
durch Zumischung von pulverförmigen Treibmitteln in den Cellulose-Abfallstoff noch gesteigert. Die Treibmittel
können dabei organischer oder anorganischer Natur sein, z. B. übliche N2-Abspalter, Chlorkalk, Aluminiumpulver,
Calciumcarbid und andere.
In einer noch weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich ausbrennbares, aus
zerkleinerten Abfall-Textilien hergestelltes Fasermaterial den keramischen Rohstoffen zugemischt, wodurch
sich eine richtungsorientierte, für manche Anwendungszwecke günstigere Porosität erreichen läßt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also nicht nur eine erhebliche Einsparung im Herstellungsaufwand — vor allem wegen der geringen Kosten für
das ausbrennbare Material und wegen der Umweltfreundlichkeit des Verfahrens — erreicht, sondern auch
gleichzeitig ein technisch fortschrittlicher Leichtbauwerkstoff erzeugt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden
Darstellung anhand von speziellen Ausführungsbeispielen der Erfindung hervor.
Beispiel
Der schlammartige Abfall
Der schlammartige Abfall
aus einer Fabrik der Celluloseindustrie, der bis ca. 35% Feststoff-Anteile —
vornehmlich Cellulose und andere organische Substanzen — enthält, wird zunächst sprühgetrocknet. Die
Viskosität des Schlammes und die Verfahrensparameter für die Sprühtrocknung werden dabei so eingestellt, daß
das getrocknete Gut in Form von rieselfähigem, kugelförmigem Granulat der Korngröße 100 bis 150 μΐη
vorliegt. Die Restfeuchte des Granulats ist kleiner als 1,0%. Diese Bedingungen sind bei Einhaltung folgender
Verfahrensparameter zu erzielen:
Feststoff-Anteil | 32% |
Viskosität (gemessen mit | |
dem Auslaufviskosimeter | |
nach Lehmann) | 12 see |
Eingangstemperatur im | |
Sprühturm | 350-3800C |
Sprühdüse, 0 | 0,8 mm |
Druck | 2,5 atü |
Ausgangstemperatur | 120°-1400C |
Das kugelförmige Granulat wurde in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung über eine im Ziegeleiwesen
übliche Dosiereinrichtung (Dosierfilter, Kastenbeschikker o. ä.) dem Ziegelrohstoff Lehm oder Ton in einem
Anteil von ca. 34 Vol.-% zugemischt, und die Masse anschließend mit Hilfe einer Vakuumstrangpresse zu
Ziegeln verpreßt. Je nach den gewählten Brennbedingungen wurden bei Maximaltemperaturen zwischen
900° und 1000°C Körper mit Raumgewichten zwischen
kp kp
1,4 -J1^y und 1,65 ^y erhalten.
Ein sprühgetrockneter Cellulose-Abfallstoff wurde als Porenbildner in einer Menge von 10—40 Vol.-% in
eine konventionelle keramische Masse zur Herstellung von Hintermauerziegeln, die aus Ziegellehm und Sand
als Magerungsmittel bestehen — Raumgewicht 1,8-2,0 kg/1 —, eingeführt. Der Anteil an Porenbildner
wurde zur Erzielung von unterschiedlichen Gewichtserleichterungen, die unter Beibehaltung der erforderlichen
Normfestigkeit erzielt werden sollten, in den angegebenen Grenzen variiert. Wichtig war dabei, daß die
Porenbildner-Kügelchen eine bestimmte Teilchengröße, vorzugsweise 50-100 μ, nicht überstiegen, damit die
Stege zwischen den einzelnen Löchern der Gittersteine nicht in ihrer statischen Festigkeit geschwächt wurden.
Würde nämlich z. B. die Stegdichte 5 mm und der Kugeldurchmesser des Ausbrennstoffes 3 mm annehmen,
so verbliebe nur noch ein Rest an statischer Festigkeit. Bei der angestrebten Mikroporosität wurde
der Querschnitt des Steges deshalb gleichmäßig porosiert und damit eine bessere Verteilung der Statik
erreicht. Die zu erzielende Porengröße konnte, je nach Anwendungszweck des fertigen Baustoffes, eingestellt
werden.
Die Zugabe des Porosierungsmittels erfolgte im Zwangsmischer; sehr gut bewährte sich ein Doppelwellenmischer
zum Homogenisieren der Masse. Die so aufbereitete Masse wurde dann durch die Vakuumanlage
dem entsprechenden Mundstück der Ziegelpresse zugeführt.
Der Einsatz eines Porenbildners der erfindungsgemäß vorgesehenen Art ermöglichte die Anwendung von
Vakuum ohne Einschränkung seiner Menge und Art. Gleichzeitig wurde es möglich, kontinuierlich zu
fertigen und Massenartikel zu produzieren.
Die mit dem Porenbildner hergestellten Steinrohlinge wurden dann im üblichen Produktionsgang (Trocknen
und Brennen) weiterverarbeitet. Beim keramischen Brand erfolgte der Ausbrennvorgang. Ein zusätzlicher
Energieaufwand war nicht erforderlich. Die nach diesem Verfahren erzielte Gewichtserleichterung betrug 5 bis
40%.
Zweck der Herstellung solcher Leichtbauwerkstoffe ist es, entsprechend der gültigen DIN-Norm ein
Raumgewicht der Steine von 0,8 kg/l und darunter zu erreichen. Dieser Wert ist erforderlich, um die
geforderte Wärmedämmung λ = 0,25 kcal/m · h · 0C zu
erhalten.
Eine feuerfeste Masse, bestehend aus Schamotte verschiedener Körnungen und einem feuerfesten
Bindeton, wurde mit dem erfindungsgemäß verwendeten Porenbildner gemischt und entsprechend der
konventionellen Steinherstellung über eine Strangpresse plastisch verformt oder in einer Trockenmischung zu
Steinen verpreßt. Die so geformten Steinrohlinge wurden in der üblichen Art und Weise getrocknet und
gebrannt. Auf diese Weise war es möglich, feuerfeste Leichtsteine jeder Qualität und Größe mit einem
beliebig einstellbaren Raumgewicht herzustellen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines porösen keramischen Leichtbauwerkstoffes, bei dem keramische
Rohstoffe, mit ausbrennbaren Materialien, wie Cellulose, vermischt, danach zu Formkörpern
verarbeitet und schließlich zu Bauelementen gebrannt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß als ausbrennbares Material allein oder zusätzlich ein sprühgetrockneter Cellulose-Abfallstoff verwendet
und den keramischen Rohstoffen in einem Anteil von 5 bis 40 VoL-0Zb, bezogen auf die Gesamtmenge,
zugemischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sprühgetrocknete Celulose-Abfallstoff
im wesentlichen aus kugelförmigen Teilchen mit einem Durchmesser von 50 — 500 μ besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Cellulose-Abfallstoff pulverförmige
Treibmittel zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Cellulose-Abfallstoff zusätzlich ein ausbrennbares, aus zerkleinerten
Abfall-Textilien bestehendes Fasermaterial zugemischt wird.
Priority Applications (1)
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DE19752543944 DE2543944C3 (de) | 1975-10-02 | 1975-10-02 | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Leichtbauwerkstoffes |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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DE2543944A1 DE2543944A1 (de) | 1977-05-05 |
DE2543944B2 true DE2543944B2 (de) | 1978-04-13 |
DE2543944C3 DE2543944C3 (de) | 1978-12-07 |
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ID=5958027
Family Applications (1)
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DE19752543944 Expired DE2543944C3 (de) | 1975-10-02 | 1975-10-02 | Verfahren zur Herstellung eines keramischen Leichtbauwerkstoffes |
Country Status (1)
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---|---|
DE (1) | DE2543944C3 (de) |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
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DE3916586C1 (en) * | 1989-05-22 | 1990-07-12 | Zschimmer & Schwarz Gmbh & Co Chemische Fabriken, 5420 Lahnstein, De | Porous ceramic objects mfr. - using solid aggregate pore formers of aliphatic and/or alicyclic non-saccharide poly:ol(s) |
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WO1986004575A1 (en) * | 1985-02-11 | 1986-08-14 | Tat Tüzeléstechnikai Berendezés És Alkatrészellátó | Method for producing ceramic objects of large size |
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1975
- 1975-10-02 DE DE19752543944 patent/DE2543944C3/de not_active Expired
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Also Published As
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DE2543944C3 (de) | 1978-12-07 |
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