DE3303204A1

DE3303204A1 - Feuerfester und strahlenabweisender leichtbaustoff und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3303204A1
Application number: DE19833303204
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: BERLEBURGER SCHAUMSTOFFWERK
Current assignee: BERLEBURGER SCHAUMSTOFFWERK
Priority date: 1983-02-01
Filing date: 1983-02-01
Publication date: 1984-08-02

Description

Feuerfester und strahlenabweisender Leichtbau-
stoff und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen feuerfesten und strahlenabweisenden Leichtbaustoff zur Herstellung von Platten, Blöcken, Schalen und dergleichen Formteilen mit einem Gehalt an einem oder mehreren feinkörnigen mineralischen Füllstoffen und einem anorganischen Bindemittel.
Die seit Jahren anhaltende Verteuerung und Verknappung des Erdöls stellt die Industrie vor die Aufgabe, neue erdöl unabhängige Leichtbaustoffe für unterschiedliche Verwertungszwecke zu entwickeln. Ferner sollen diese neuen Leichtbaustoffe teilweise als Ersatz für Asbestwerkstoffe dienen, da die großen gesundheitlichen Gefahren, die mit der Rewinnung und Verarbeitung von Asbest zusammenhängen, Anlaß für den Gesetzgeber waren, Asbesterzeugnisse zu verbieten. Bei den zahlreichen Werkstoffneuentwicklungen gewinnen mineralische Füllstoffe laufend an Bedeutung. So wurden in jüngster Zeit neuartige Mineralstoff-Zellulose-Schaumstoffe vorgestellt. Die bisher auf Mineralstoffbasis hergestellten Leichtwerkstoffe erfüllen hinsichtlich ihrer Hitzebeständigkeit und Strahlensicherheit nicht die für viele Anwendungszwecke, insbesondere für Bauzwecke gestellten Anforderungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leichtbaumaterial auf Mineralstoffbasis und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, um einen nicht brennbaren Werkstoff mit einer optimalen Strahlensicherheit zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Leichtbaustoff mit folgender Zusammensetzung, bezogen auf 0,1 m3 Fertigmaterial, gelöst: 39,33 Gew.-% Perlite, 20,23 Gew.-% Kaolin und 40,44 Gew.-% Wasserglas mit einem Treibmittel.
Die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Zusatzstoffe entscheidend verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von feuerfesten und strahlenabweisenden Formteilen, insbesondere Platten, aus dem neuen Werkstoff ist dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Füllstoffe Perlite oder Blähschiefer,Kaolin und ggf.
Mineralfasern, Härter und das Bindemittel Wasserglas, das ein Treibmittel enthält, bei Raumtemperatur unter Aufschäumen des Wasserglases in einem Mischer homogen miteinander verrührt werden und danach das Gemisch zu Formkörpern, beispielsweise Platten, verpreßt und getrocknet wird.
Durch die Zugabe eines Härters wird erreicht, daß die Platten nach Verlassen der Presse so schnell härten, daß sie nach einer kurzen Verweilzeit ohne Benutzung eines Auflagebleches, einer Trägerplatte, eines Rostes o.dgl. zum Trocknen in einen Durchlaufofen, z.B. einen Rollenherdofen,eingeführt werden können. Durch den Wegfall einer Auflage für die Platten im Ofen ist die Plattenoberfläche von allen Seiten der Heißluft ausgesetzt, so daß der Trockenarbeitsgang bei Temperaturen bis 1500C eine entsprechend kurze Zeit in Anspruch nimmt. Beim Trocknen wird das Gewicht durch die Verdunstung des vorwiegend im Wasserglas enthaltenen Wassers um ca. 30 % verringert, während das Volumen der Platten nahezu konstant bleibt.
Durch die Zugabe von Mineralfasern im Mischer wird die Biegefestigkeit besonders von dünnen Brandschutzplatten wesentlich erhöht.
Die Beimischung von Borcarbid steigert das Strahlenschutzvermögen des Werkstoffs.
Das beim Mischvorgang im Mischer unter der Wirkung eines Treibmittels aufschäumende Wasserglas verteilt sich zum größten Teil über die Oberfläche der feinen Perlitekörner und der Kaolinblättchen und dringt nur zu einem geringfügigen Teil in die Ausgangswerkstoffe ein, so daß eine feste Bindung der Perlitekörner und Kaolinblättchen und damit eine hohe Festigkeit der Platten erzielt wird, wobei die feste Bindung der Ausgangswerkstoffe Perlite und Kaolin zusätzlich noch dadurch gefördert wird, daß sich die Kaolinblättchen um die feinen Perlitekörner herumlegen.
Der neue Leichtbaustoff zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: Der Leichtbaustoff ist nicht brennbar und eignet sich somit hervorragend für den baulichen Brandschutz. Die mineralischen Werkstoffbestandteile sind resistent gegenüber Mikroorganismen, Schimmelpilz, Fäulnis und Thermiten. Unter Einwirkung extremer Hitze bis 15000 C entstehen bei dem Werkstoff keine gesundheitschädlichen giftigen Gase, und es tritt keine Rauchentwicklung auf. Der Werkstoff bietet einen hundertprozentigen Schutz gegen Neutronenstrahlung und auch einen gewissen Schutz aegen Gamma-Strahlung. Ferner zeichnet sich der Werkstoff durch ein gutes Schallabsorptionsvermögen aus. Der Leichtbaustoff läßt sich gut mechanisch bearbeiten.
Schließlich kann der Leichtbaustoff mit Werkstoffen aller Art wie Holz, Kunststoff und Metall unter Verwendung eines Klebers beschichtet werden. Die Verbindung von Formteilen wie Platten durch Nageln, Dübeln, Schrauben usw. bereitet keinerlei Schwierigkeiten.
Die ausgezeichneten physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften eröffnen dem neuen Leichtbaustoff ein breites Anwendungsgebiet beim Hausbau zur Verkleidung von Wänden und Decken sowie beim Schiffsbau.

Claims

Patentansprüche Feuerfester und strahlenabweisender Leichtbaustoff zur Herstellung von Platten, Blöcken und dergleichen Formteilen mit einem Gehalt an einem oder mehreren feinkörnigen mineralischen Füllstoffen und einem anorganischen Bindemittel, gekennzeichnet durch die nachfolgende Zusammensetzung, bezogen auf 0,1 m3 Fertigmaterial: 39,33 Gew.-% Perlite, 20,23 Gew.-% Kaolin und 40,44 Gew.-% Wasserglas mit einem Treibmittel.
2. Baustoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Borcarbid bei folgender Zusammensetzung, bezogen auf 0,1 m3 Fertigmaterial: 36,08 Gew.-% Perlite, 10,3 Gew.-% Kaolin, 16,5 Gew.-% Borcarbid und 37,12 Gew.-% Wasserglas mit einem Treibmittel.
3. Baustoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserglas ein modifiziertes, Phosphate/ Netzmittel enthaltendes Alkalisilikat ist.
4. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen Härter enthält.
5. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Zusatz an Mineralfasern.
6. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Füllstoffe kugelförmig gebildeten Perlite mit einer Korngröße vorzugsweise bis 1 mm und Kaolin mit Blättchenstruktur enthalten.
7. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende an sich bekannte Zusammensetzung des Perlites: 65 bis 80 Gew.-% Siliziumdioxid, 12-16 Gew.-% Aluminiumoxid, 3-5 Gew.-% Natriumoxid, 2-4 Gew.-% Kaliumoxid, 0-2 Gew.-% Kalziumoxid, 1-3 Gew.-% Roteisenstein, 0-1 Gew.-% Magnesiumoxid und 3-6 Gew.-% Wasser.
8. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende an sich bekannte Zusammensetzung des Kaolins: 47,8 Gew.-% Siliziumoxid, 37,4 Gew.-% Aluminiumoxid, 0,3-Gew.-% Roteisenstein, 0,3 Gew.-% Titandioxid, 0,2 Gew.-% Kalziumoxid + Magnesiumoxid, 0,9 Gew.-% Kaliumoxid + Natriumoxid.
9. Baustoff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch Blähschiefer als Hauptfüllstoff.
10. Baustoff nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung des Blähschiefers: 58,62 Gew.-% Siliziumdioxid, 16,6 Gew.-% Aluminiumoxid, 5,96 Gew.-% Roteisenstein, 2,25 Gew.-% Kalziumoxid, 3,48 Gew.-% Magnesiumoxid, 0,81 Gew.-% Schwefeltrioxid, 0,9 Gew.-% Natriumoxid, 3,5 Gew.-% Kaliumoxid, 0,38 Gew.-% Titandioxid.
11. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten und strahlenabweisenden Leichtbaustoffes nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Füllstoffe Perlite und Kaolin und ggf. Mineralfasern, Härter und das Bindemittel Wasserglas, das ein Treibmittel enthält, bei Raumtemperatur unter Aufschäumen des Wasserglases in einem Mischer homogen miteinander verrührt werden und danach das Gemisch zu Formkörpern, beispielsweise Platten, verpreßt und getrocknet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zu Formteilen kaltgepreßt und anschlie-Rend im Durchlaufofen getrocknet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zu Formteilen warmgepreßt und anschließend weiterverarbeitet wird.